Berechnung der Außendruckprüfung der Wärmeaustauschrohre im Wärmeaustauscher von SW6
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Der gängigste Typ von Shell-and-Tube-Wärmeaustauschern weist folgende Betriebsbedingungen auf: Im Außenkreis beträgt der Druck 1,0 MPa, im Innenkreis 0,6 MPa. Dampf fließt im Innenkreis. Für die Wärmeaustauschrohre werden Kupferrohre vom Typ T2 verwendet. Alle anderen Parameter erfüllen die Anforderungen – doch die Berechnung des äußeren Drucks für die Wärmeaustauschrohre ist nicht zulässig. Laut den Tabellenwerten beträgt der zulässige äußere Druck für Kupferrohre mit einem Außendurchmesser von 19 mm und einer Wandstärke von 1,2 mm nur 0,15 MPa. Das ist eine enorme Differenz. Ich habe festgestellt, dass der Hauptunterschied in dem Wert des Druckbelastungskoeffizienten B liegt: Bei Kupferrohren beträgt dieser Wert 1,0 MPa, bei Edelstahlrohren hingegen über 100 MPa. Dadurch unterscheidet sich der zulässige Druck um das 100-fache. Natürlich ist der zulässige Druck dadurch niedriger. Doch solche Geräte werden sicherlich von vielen Menschen verwendet. In meiner früheren Firma wurden unzählige solcher Pläne und Geräte hergestellt. Auch meine aktuellen Kunden sagen, dass sie noch nie davon gehört hätten, dass Kupferrohre nicht verwendet werden dürfen. Wie habt ihr das denn berechnet? Oder ist die Verwendung von Kupferrohren in Betriebsbedingungen mit einem Druck im Rohrleitungssystem von über 1,0 MPa nicht zulässig? Ich erinnere mich, dass im alten 151 nicht ausdrücklich auf die Überprüfung des Außendrucks der Wärmeaustauschrohre hingewiesen wurde. Im neuen 151 wurde zwar diese Überprüfung eingefügt, aber ist es angemessen, sie genauso wie bei SW6 vollständig nach den Vorgaben für Behälter mit Außendruck gemäß 150 durchzuführen? Ich bitte die Meister um ihre Weisheit
Ich habe mit meinen Kollegen darüber gesprochen. Bei SW6 wird die Kurve für den äußeren Druck auf Kupferrohre nach den Standards für Kupfertanks berechnet. Leider gibt es in diesen Standards keine Angaben zur Kurve für reines Kupferrohr bei Temperaturen über 65°C (siehe Abbildung 5-1: Für reines Kupferrohr gibt es nur Daten für Temperaturen unter 65°C; in Abbildung 5-2 sind für Messingrohre Werte bis zu 170°C angegeben). Der von SW6 angegebene Wert B beträgt 1 MPa – ich weiß nicht, wie sie darauf gekommen sind. Ich vermute, dass sie dabei den Wert aus Formel 4-3 auf Seite P13 verwendet haben. Doch dieser Wert gilt nur für Fälle, in denen der Wert A zu klein ist und somit die Kurve auf der linken Seite liegt. Bei normalen Wärmeaustauschrohren wird der Wert A doch niemals so niedrig sein, dass er auf der linken Seite der Kurve liegt. SW6 handelt hier völlig willkürlich. Habt ihr irgendwelche Erfahrungen bezüglich der Berechnung des äußeren Drucks auf Wärmeaustauschrohre? Warum werden in den Standards für Kupfertanks keine Angaben zur Kurve für reines Kupferrohr bei Temperaturen über 65°C gegeben? Weil die Standards es nicht empfehlen, reines Kupfer bei Temperaturen über 65°C zu verwenden? Doch reine Kupferrohre werden bereits seit vielen Jahren eingesetzt – bei Temperaturen über 65°C kommt das häufig vor. Ich frage mich, wie die anderen das berechnen. Oder sollte man einfach die Seite mit den Berechnungen zum äußeren Druck weglassen, als gäbe es sie gar nicht?
Nach der Definition sind die Druckkurven in JB/T4755 Referenzen an die Druckkurven der ASME-Standards. Ich kenne die ASME-Standards nur sehr wenig – könnte mir jemand helfen, die Druckkurven für Kupferrohre bei 165°C aus den ASME-Standards zu besorgen? Vielen Dank, kleiner Bruder
Mit den entsprechenden ASME-Graden und unter Verwendung von PVELITE lässt sich der Druck außerhalb der Wärmetauschrohre berechnen – und dieser Wert ist akzeptabel.
Die Temperatur der Außendruckkurve von NFC-1 erreicht ebenfalls 65, und bei PVELITE wird ebenfalls der B-Wert bei dieser Temperatur verwendet, um die Werte zu berechnen.
Herr, da ich PVLITE noch nie verwendet habe, würde ich Sie gerne um Rat fragen: Kann PVLITE auch bei einer Betriebstemperatur von 165° verwendet werden? Welchen Wert hat dabei der Parameter B in der Software? Ein Freund hat mir die Druckkurven für NFC-1 nach ASME gezeigt – dort gilt tatsächlich, dass der Druck nur bis 65° sinken darf. Heißt das also, dass ASME auch nicht empfiehlt, Kupferrohre bei Temperaturen über 65°C einzusetzen? Ich verstehe das nicht – ich denke, Wärmetauscherrohre sollten nicht einfach direkt auf den Behälter aufgesetzt werden