Để đáp ứng các yêu cầu cao của khách hàng về áp suất nước và áp suất không khí trong thiết kếống sưởi điện mặt bích,cần tối ưu hóa toàn diện từ nhiều khía cạnh như lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu, quy trình sản xuất và xác minh hiệu suất. Kế hoạch cụ thể như sau:
1、Lựa chọn vật liệu: Cải thiện cường độ nén và nền móng bịt kín
1. Lựa chọn vật liệu ống chính
Vật liệu có độ bền cao và chống ăn mòn được ưu tiên sử dụng cho điều kiện làm việc áp suất cao (áp suất nước≥10MPa hoặc áp suất không khí≥6MPa), chẳng hạn như:
Thép không gỉ 316L (chống lại các chất ăn mòn thông thường, cường độ nén≥520MPa);
Incoloy 800 (chịu được nhiệt độ cao, áp suất cao và oxy hóa, thích hợp với môi trường hơi nước nhiệt độ cao, giới hạn chảy≥240MPa);
Hợp kim titan/hợp kim Hastelloy (dành cho môi trường có tính ăn mòn cao và áp suất cao như nước biển và dung dịch axit-bazơ).
Độ dày thành ống được tính theo tiêu chuẩn GB/T 151 Heat Exchanger hoặc ASME BPVC VIII-1, đảm bảo biên độ dày thành ống là≥20% (chẳng hạn như tính toán độ dày thành + hệ số an toàn 0,5mm khi áp suất làm việc là 15MPa).
2. Mặt bích và phớt khớp nhau
Loại mặt bích: Trong các trường hợp áp suất cao, mặt bích hàn cổ (WNRF) hoặc mặt bích tích hợp (IF) được sử dụng và bề mặt bịt kín được chọn là mộng và chốt (TG) hoặc mối nối vòng (RJ) để giảm nguy cơ rò rỉ bề mặt bịt kín.
Gioăng làm kín: Chọn gioăng bọc kim loại (có vòng trong và vòng ngoài) (chịu áp suất≤25MPa) hoặc vòng đệm kim loại hình bát giác (áp suất cao và nhiệt độ cao, khả năng chịu áp suất≥40MPa) theo đặc điểm của môi trường. Vật liệu gioăng tương thích với vật liệu ống (như gioăng 316L có mặt bích 316L).
2、Thiết kế kết cấu: Tăng cường áp lực và độ tin cậy
1. Tối ưu hóa cấu trúc cơ học
Thiết kế uốn cong: Tránh uốn cong góc vuông và sử dụng bán kính cong lớn (R≥3D, D là đường kính ống) để giảm sự tập trung ứng suất; Khi bố trí nhiều ống, chúng được phân bổ đối xứng để cân bằng lực hướng tâm.
Tăng cường kết cấu: Thêm vòng đỡ (khoảng cách≤1,5m) hoặc thanh định vị trung tâm tích hợp vào thanh thẳng dàiống sưởi ấm để ngăn ngừa biến dạng thân ống dưới áp suất cao; Phần kết nối giữa mặt bích và thân ống sử dụng vùng chuyển tiếp dày (hàn rãnh dốc) để tăng khả năng chống rách của mối hàn.
2. Thiết kế kết nối và niêm phong
Quy trình hàn: Thân ống và mặt bích được hàn thấu hoàn toàn (như hàn TIG + dây hàn), và tiến hành thử nghiệm tia X (RT) hoặc thử nghiệm thâm nhập (PT) 100% sau khi hàn để đảm bảo mối hàn không có lỗ rỗng và vết nứt;
Hỗ trợ giãn nở: Ống trao đổi nhiệt được kết nối với tấm ống bằng quy trình kép giãn nở thủy lực và hàn kín. Áp suất giãn nở là≥gấp đôi áp suất làm việc để ngăn chặn rò rỉ môi chất từ các lỗ trên tấm ống.
3、Quy trình sản xuất: kiểm soát chặt chẽ các khuyết tật và tính nhất quán
1. Kiểm soát độ chính xác gia công
Cắt ống sử dụng công nghệ cắt laser/CNC, với mặt đầu vuông góc≤0,1mm; độ nhám bề mặt niêm phong mặt bích≤Ra1.6μ m, lỗi phân phối đồng đều lỗ bu lông≤0,5mm, đảm bảo lực đồng đều trong quá trình lắp đặt.
Bột oxit magiê điền đầy: sử dụng công nghệ nén rung, mật độ điền đầy≥2,2g/cm3³, để tránh quá nhiệt cục bộ hoặc hỏng cách điện do các phần rỗng (điện trở cách điện≥100 triệuΩ/500V).
2. Kiểm tra ứng suất và xác nhận
Kiểm tra trước khi xuất xưởng:
Thử nghiệm thủy tĩnh: Áp suất thử nghiệm gấp 1,5 lần áp suất làm việc (như áp suất làm việc 10 MPa và áp suất thử nghiệm 15 MPa), giữ trong 30 phút không bị sụt áp;
Kiểm tra áp suất (áp dụng cho môi trường khí): Áp suất thử nghiệm gấp 1,1 lần áp suất làm việc, kết hợp với phát hiện rò rỉ bằng phương pháp khối phổ heli, với tỷ lệ rò rỉ là≤1 × 10 ⁻⁹mbar· Chiều dài/giây.
Kiểm tra phá hủy: Lấy mẫu được sử dụng để kiểm tra áp suất nổ và áp suất nổ phải được≥Áp suất làm việc gấp 3 lần để kiểm tra biên độ an toàn.
4、Thích ứng chức năng: để ứng phó với các điều kiện làm việc phức tạp
1. Bù giãn nở nhiệt
Khi chiều dài củaống sưởi ấm is ≥2m hoặc chênh lệch nhiệt độ là≥100℃, nên lắp đặt mối nối giãn nở dạng sóng hoặc phần kết nối linh hoạt để bù cho biến dạng nhiệt (lượng giãn nởΔ L=α L Δ T, ở đâuα (là hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu) và tránh hỏng bề mặt bịt kín của mặt bích do ứng suất chênh lệch nhiệt độ.
2. Kiểm soát tải trọng bề mặt
Môi trường áp suất cao (đặc biệt là khí) nhạy cảm với tình trạng quá nhiệt cục bộ và cần giảm tải bề mặt (≤8W/cm²). Bằng cách tăng số lượng hoặc đường kính củaống sưởi ấms, phân tán mật độ công suất và ngăn ngừa hiện tượng đóng cặn hoặc biến dạng vật liệu (chẳng hạn như tải trọng bề mặt≤6W/cm² trong quá trình đun nóng bằng hơi nước).
3. Thiết kế tương thích phương tiện truyền thông
Đối với chất lỏng có áp suất cao chứa các hạt/tạp chất, một màn lọc (có độ chính xác≥100 lưới) hoặc nắp dẫn hướng phải được lắp đặt ở đầu vào của ống sưởi ấm để giảm xói mòn; Các phương tiện ăn mòn cần xử lý thụ động bề mặt/phun thêm (chẳng hạn như lớp phủ polytetrafluoroethylene, khả năng chịu nhiệt≤260℃).
5、Thiết kế tiêu chuẩn và tùy chỉnh
Cung cấp báo cáo về vật liệu, chứng nhận quy trình hàn (PQR) và báo cáo thử nghiệm áp suất theo các tiêu chuẩn quốc gia (GB 150 "Bình chịu áp suất", NB/T 47036 "Bộ phận gia nhiệt bằng điện") hoặc các tiêu chuẩn quốc tế (ASME BPVC, PED 2014/68/EU).
Để đáp ứng nhu cầu đặc biệt của khách hàng (như gia nhiệt áp suất cao cho thiết bị đầu giếng API 6A và gia nhiệt chịu áp suất nước sâu), chúng tôi hợp tác với khách hàng để mô phỏng các điều kiện làm việc (như phân tích phần tử hữu hạn về phân bố ứng suất và tối ưu hóa trường dòng chảy CFD) và tùy chỉnh thông số kỹ thuật mặt bích (như mặt bích ren đặc biệt và vật liệu chống lưu huỳnh).
tóm tắt
Thông qua quá trình tối ưu hóa toàn bộ "đảm bảo độ bền vật liệu→thiết kế sức chịu tải kết cấu→kiểm soát độ chính xác sản xuất→kiểm tra và xác minh vòng kín",ống sưởi điện mặt bích có thể đạt được hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện điện áp cao. Cốt lõi là cân bằng khả năng chịu áp suất, hiệu suất bịt kín và độ ổn định lâu dài, đồng thời tính đến các đặc điểm của môi trường của khách hàng (nhiệt độ, tính ăn mòn, tốc độ dòng chảy) để thiết kế mục tiêu, cuối cùng đáp ứng yêu cầu về biên độ an toàn của áp suất nước/áp suất không khí≥Gấp 1,5 lần thông số thiết kế.
Nếu bạn muốn biết thêm về sản phẩm của chúng tôi, vui lònghãy liên hệ với chúng tôi!
Thời gian đăng: 09-05-2025
