Détermination de la pression d'essai côté calandre de l'échangeur de chaleur à calandre et à tubes

Ceci est destiné aux échangeurs de chaleur à plaques tubulaires fixes et est principalement sélectionné pour la pression d'essai de pression d'eau de la tête de tube.

Parce que si la pression de conception côté coque est faible, la pression d'essai côté coque sera naturellement inférieure à la pression d'essai côté tube. S'il n'y a pas d'eau sur les joints de tuyaux pendant l'essai de pression côté coque, il n'y a aucune garantie qu'il n'y aura pas d'eau sur les joints de tuyaux pendant l'essai de pression côté tuyau. La raison est très simple. Cette situation se produit souvent lors des tests de pression des récipients sous pression. Lorsque la pression atteint 10 mm/cm2, le joint soudé ne fuit pas. Lorsque la pression atteint 11 mm/cm2, le joint soudé fuit soudainement. Par conséquent, lorsque l’on rencontre cette situation, il faut en tenir compte lors de la conception du côté coque. La pression d’épreuve côté calandre doit être supérieure ou égale à la pression d’épreuve côté tube.

Il est impossible de vérifier les joints des tuyaux lors du test de pression côté tuyau. Si la pression côté tuyau est supérieure à celle côté coque, même s'il n'y a aucun problème avec les joints lors de l'essai côté coque, il ne peut pas garantir qu'il n'y aura aucun problème lors de l'essai côté tuyau.

Ces dernières années, une société d'ingénierie étrangère a proposé dans les réglementations techniques des échangeurs de chaleur d'un projet d'ingénierie conçu pour mon pays que « pour les échangeurs de chaleur avec de grandes différences de pression de conception entre les côtés tube et calandre, la pression de conception du côté pression inférieure doit être augmentée jusqu'à ce que la pression de l'essai hydraulique soit égale à la pression de conception du côté supérieur (le principe dit des 2/3). » Depuis lors, certaines sociétés d’ingénierie nationales l’ont également inscrit dans leurs propres réglementations d’ingénierie. Le principe 2/3 est issu de l'article D2.1 de l'Annexe D (Partie Référence - Pratique recommandée) de l'API 660-2003 "Standard for Shell and Tube Heat Exchangers". Les dispositions de l'article D2.1 sont: “Le tube d'échange thermique de l'unité haute pression est tombé en panne. Si l'échangeur de chaleur est soumis à une grande différence de pression de fonctionnement entre le côté calandre et le côté tube, l'impact d'une défaillance du tube d'échange thermique doit être pris en compte. Note: Pour plus de détails, reportez-vous aux références (4) et (5). ” La référence (4) est API RP 521-1997 "Directives pour les systèmes de décompression et de réduction de pression", la référence (5) est "Petroleum Institute - Conception et fonctionnement sûr d'échangeurs de chaleur à calandre et à tubes pour résister à l'impact d'une défaillance des tubes d'échange thermique". À l'heure actuelle, nous avons trouvé la référence (4), mais nous n'avons pas encore trouvé la référence (5). Dans la référence (4), l'article 3.18 fait référence à la défaillance des équipements d'échange thermique, et l'article 3.18.2 se lit comme suit :: “Il est rare que tous les tubes se rompent et qu'une grande quantité de matériau à haute pression s'écoule vers le côté basse pression de l'échangeur thermique, mais des accidents sont possibles. Des fuites plus petites peuvent rarement provoquer une surpression pendant le fonctionnement de l'échangeur de chaleur, car la pression d'essai hydrostatique standard est de 150 % de la pression de conception de l'équipement. En d’autres termes, lorsque le côté basse pression (y compris les systèmes en amont et en aval) est conçu avec un minimum de 2/3 de la pression de conception du côté haute pression, la perte de marge du côté basse pression par rapport à la pression normale, résultant d’une rupture de canalisation, est peu probable. Lorsqu'il existe une différence pratique entre la pression de conception et la pression de fonctionnement du côté haute pression de l'échangeur thermique, il peut être envisagé d'utiliser la pression maximale possible du système au lieu de la pression de conception du côté haute pression, au cas par cas. Lorsque la pression d'essai réelle du côté basse pression est inférieure à 150 % de la pression de conception (en se référant aux données du principe 2/3), cette pression inférieure doit être utilisée pour déterminer si une protection contre la surpression est requise. Lorsque le côté basse pression de l'échangeur thermique (y compris les systèmes en amont et en aval) est conçu selon le principe 2/3 ci-dessus, la décompression due à la rupture du tube n'est pas nécessaire. Pour les nouvelles installations, l’augmentation de la pression de conception du côté basse pression peut réduire le risque. Lorsque cette marge est considérée comme proche, les systèmes de tuyauterie et d'équipements amont et aval doivent réussir l'estimation. ” Un point à expliquer: La pression d'essai hydrostatique standard est de 150 % de la pression de conception de l'équipement, qui était stipulée dans le code ASME avant 1999. Le principe dit des 2/3 signifie que 150 % de la pression de conception du côté basse pression doit être supérieure ou égale à la pression de conception du côté haute pression, c'est-à-dire que la pression de conception du côté basse pression doit être supérieure ou égale à 100/150 (2/3) de la pression de conception du côté haute pression. Le code ASME actuel a changé de 150 % à 130 %, et le principe 2/3 devrait être modifié en conséquence pour devenir le principe 100/130 (10/13). Selon notre pays * * La norme GB150 stipule que la pression d'essai hydraulique est de 125 % de la pression de conception de l'équipement. Selon le principe dit des 2/3 mentionné ci-dessus, la pression de conception du côté basse pression doit être supérieure ou égale à 100/125 (4/5) de la pression de conception du côté haute pression. Ce principe des 2/3 devrait également être modifié en conséquence pour devenir le principe des 100/125 (4/5). Par conséquent, si l'échangeur de chaleur doit être conçu conformément aux codes ASME, la pression de conception du côté basse pression doit être supérieure ou égale à 100/130 (10/13) de la pression de conception du côté haute pression. ； Si l'échangeur de chaleur doit être conçu conformément à la spécification chinoise GB150, la pression de conception du côté basse pression doit être supérieure ou égale à 100/125 (4/5) de la pression de conception du côté haute pression. (Par commodité, le principe 2/3 est toujours utilisé dans la description suivante) Des dispositions du 3.18.2 de l'API RP 521-1997, les implications suivantes peuvent être tirées: ⑴ Lorsque la pression de conception du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) est conçue pour être au moins 2/3 de la pression de conception du côté haute pression, le côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) n'a pas besoin de prendre en compte des mesures de décompression pour mettre en place une protection contre la surpression due à une rupture de tube. ⑵ Lorsque la pression de conception du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) est inférieure aux 2/3 de la pression de conception du côté haute pression, le côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) doit envisager des mesures de décompression pour mettre en place une protection contre la surpression due à la rupture du tube. ⑶ Lorsque le côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) a mis en place des mesures de décompression pour la protection contre les surpressions, la pression de conception du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) n'a pas besoin d'être au moins 2/3 de la pression de conception du côté haute pression. Sur la base des implications ci-dessus, dans l'équipement chimique que nous concevons actuellement, la question de savoir si le côté basse pression de l'échangeur thermique (y compris les systèmes en amont et en aval) a été équipé de mesures de décompression pour la protection contre les surpressions est devenue le point central du problème. S'il n'y a pas de mesure de surpression pour la protection contre les surpressions du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval), la pression de conception du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval) doit être au moins 2/3 de la pression de conception du côté haute pression. ； Si des mesures de décompression de protection contre la surpression ont été mises en place du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval), il n'est pas nécessaire d'utiliser une pression de conception minimale de 2/3 de la pression de conception du côté haute pression du côté basse pression de l'échangeur de chaleur (y compris les systèmes en amont et en aval). ； Si les équipements et les canalisations des systèmes en amont et en aval du côté basse pression de l'échangeur de chaleur ont été équipés de mesures de décompression pour la protection contre les surpressions, mais que la conception n'est pas conçue pour utiliser un minimum de 2/3 de la pression de conception du côté haute pression, alors utilisez uniquement une pression de conception minimale de 2/3 de la pression de conception du côté haute pression de l'échangeur de chaleur, ce qui n'a d'autre signification que d'augmenter le coût de l'échangeur de chaleur. Sur la base de l'analyse ci-dessus, divers systèmes logistiques des usines chimiques adoptent des pressions de conception déterminées par leurs propres conditions de travail, et des mesures de décompression pour la protection contre les surpressions ont été mises en place sur leurs systèmes logistiques respectifs. Il n'est pas nécessaire d'augmenter la pression de conception du côté basse pression d'une seule paire d'échangeurs de chaleur. En 2008, les règlements techniques d'ingénierie des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes de Sinopec, compilés par le département d'ingénierie de Sinopec, avaient supprimé les bandes impliquant le « principe des 2/3 ». En juillet 2009, j'ai reçu une lettre d'un concepteur de la société d'ingénierie étrangère mentionnée ci-dessus. Il a indiqué que l'approche actuelle de l'entreprise concernant le « principe des 2/3 » mentionné ci-dessus est qu'il ne sera généralement pas pris en compte. Ce n'est que lorsque le propriétaire le demande fortement et peut donner des raisons suffisantes que sa demande sera suivie.

Si la différence est quasiment la même, il n’y a pas de problème. Si la différence est trop importante, peut-on réaliser le test d’étanchéité à l’ammoniac ?