Discusión sobre el problema de la tensión axial en las tuberías de intercambio térmico
Thread Content
En el punto 5.3.2.2 de la norma GB/T151, se indica que “cuando los tubos de intercambio térmico están sometidos a esfuerzos axiales, es conveniente utilizar placas compuestas por capas soldadas”. El cálculo de la tensión axial en las tuberías de intercambio de calor de tipo tubular se realiza según las ecuaciones 7-20, 7-35 y 7-47. Existen tres situaciones posibles para el cálculo; en todas estas situaciones, siempre hay una presión axial que actúa sobre las tuberías. ¿Se puede entender, entonces, que en los intercambiadores de calor de tipo tubular no se pueden utilizar placas compuestas por materiales explosivos, y que solo se pueden usar placas compuestas mediante soldadura?
Con esa conclusión tuya, el alcance de las consecuencias es demasiado amplio. Las tres fórmulas que mencionas se refieren todas a tubos en forma de U; por lo tanto, lo máximo que se puede decir es que los intercambiadores de calor de tipo tubo en forma de U no son adecuados para utilizar placas compuestas de tipo explode. Además, en realidad este problema necesita ser analizado por categorías. Tomando como ejemplo la tubería de intercambio de calor D25x2: 1. Si existe presión negativa en el lado de la tubería, generalmente no se utiliza chapa compuesta explode en ese lado ； 2. En ambos lados de la carcasa existe presión positiva. (1) Cuando ps=0, la tensión axial del tubo (en lo sucesivo, denominada “tensión”) es de 2,4 pt, y es positiva ； (2) Cuando pt=0, la tensión es de -3.4 ps, lo cual es un valor negativo ； (3) Cuando actúan fuerzas en ambos lados, la tensión es de 2.4 pt-3.4 ps. Cuando pt/ps > 1.42, el valor es positivo; en los demás casos, es negativo. Además, los valores negativos siempre son menores que aquellos que se obtienen cuando pt = 0. Lo anterior no se discute; solo se analiza el valor absoluto del valor negativo más grande que podría aparecer. Por lo general, los intercambiadores de calor que utilizan placas compuestas de tipo explode no operan a presiones muy altas. Dependiendo del diámetro del intercambiador, estas presiones suelen ser inferiores a 6,4 MPa. Además, normalmente la presión en el lado de las tuberías es mayor que la presión en el lado del casco. Con una presión en el lado de la carcasa de 6,4 MPa, la máxima tensión axial (o fuerza de desgarro en la unión entre la tubería y la placa de sujeción) es de 21,8 MPa. En estas condiciones, realmente no es adecuado utilizar placas de sujeción de tipo explode. Pero cuando la presión en el lado de la cáscara es muy baja, también se puede utilizar explode. 3. El casco positivo está conectado al negativo; (1) ps=0, lo mismo que en el punto (1) anterior ； (2) pt=0, la tensión es positiva ； (3) La carcasa y el tubo actúan simultáneamente, de forma positiva. Por lo tanto, en el caso de una carcasa positiva y un tubo negativo, la tensión axial del tubo debe ser de tracción; no hay problema al utilizar el método explode en los lados del tubo.