ASME VIII-1 مبادله گرما U-Tube Clad UNS N06600 برای فرآیند کلور و قلی NACE MR0175

مبدل حرارتی U-Tube ASME VIII-1 با روکش UNS N06600 برای فرآیند کلر-قلیا NACE MR0175​

این مبدل حرارتی U-Tube ASME VIII-1 به طور خاص برای فرآیند کلر-قلیا طراحی شده است و دارای روکش آلیاژی UNS N06600 (Inconel 600) است که با گواهینامه NACE MR0175 برای مقاومت در برابر ترک خوردگی تنشی سولفیدی (SSC) مطابقت دارد. این مبدل برای شرایط سخت شامل یون‌های کلرید بالا، قلیایی با دمای بالا و محیط‌های حاوی گوگرد، مانند تولید وینیل کلرید و اواپراتورهای سود سوزآور، مناسب است. طراحی U-tube دو پاس آن، تلاطم را افزایش می‌دهد، رسوب‌گذاری را کاهش می‌دهد و راندمان انتقال حرارت را بیش از 40٪ بهبود می‌بخشد.

پارامترهای مواد پایه و مواد روکش

مزایای آلیاژ UNS N06600

• مقاومت در برابر خوردگی: سرعت خوردگی در محلول NaOH غلیظ 80 درجه سانتیگراد < 0.01 میلی‌متر در سال؛ اسید هیدروکلریک 50٪ جوشان را تحمل می‌کند.
• خواص مکانیکی: مقاومت در برابر خزش در دمای بالا (مقاومت ≥ 240 مگاپاسکال در 700 درجه سانتیگراد)، ازدیاد طول ≥ 30٪.
• سازگاری فرآیند: از جوشکاری TIG (پرکننده ERNiCr-3) و شکل‌دهی اکستروژن داغ پشتیبانی می‌کند؛ ضخامت روکش ≥ 3 میلی‌متر.

فرآیند روکش و الزامات مستندات

مراحل کلیدی روکش

1. انتخاب مواد جوشکاری: از سیم ERNiCr-3 (AWS A5.14) استفاده کنید که با ترکیب آلیاژ N06600 مطابقت داشته باشد تا از مهاجرت کربن جلوگیری شود.
2. مشخصات فرآیند:
   • دمای پیش گرمایش: 90-120 درجه سانتیگراد (زیرلایه فولاد کربنی)
   • دمای بین پاس: ≤ 150 درجه سانتیگراد
   • عملیات حرارتی پس از جوش: بازپخت محلول 980 درجه سانتیگراد + کوئنچ آب (برای از بین بردن تنش پسماند).

مستندات کیفیت مورد نیاز

1. صلاحیت روش جوشکاری (WPS/PQR): مطابق با ASME Section IX، پوشش تمام پارامترهای جوشکاری موقعیتی.
2. گزارش آزمایش غیر مخرب:
   • روکش PT (آزمایش نفوذ) پوشش 100٪، بدون ترک یا تخلخل.
   • جوش لوله به ورق لوله RT (آزمایش رادیوگرافی) مطابق با استانداردهای ASME Sec. V.
3. گزارش آزمایش خوردگی:
   • آزمایش اسپری نمک خنثی (ASTM B117) ≥ 1000 ساعت بدون لایه لایه شدن.
   • آزمایش خوردگی تسریع شده در محیط کلر-قلیا (40٪ NaOH + 5٪ NaCl، 90 درجه سانتیگراد).
4. گواهینامه NACE MR0175: تأیید عملکرد ترک خوردگی تنشی سولفید هیدروژن (فشار جزئی H₂S ≥ 0.3 کیلو پاسکال).

مزایای فنی و نوآوری های طراحی

1. ساختار انتقال حرارت با راندمان بالا:

   • طراحی U-tube دو پاس، تلاطم را 60٪ افزایش می‌دهد و رسوب‌گذاری بیولوژیکی را در مقایسه با طرح‌های تک پاس کاهش می‌دهد.
   • لوله های موجدار بهینه شده (ضخامت دیواره 0.8 میلی متر)، ضریب انتقال حرارت 8٪ بالاتر از لوله های مسی.

2. سازگاری با شرایط سخت:

   • مقاومت در برابر شوک حرارتی: بدون نشتی تحت تغییر ناگهانی دما 200 درجه سانتیگراد (شبیه سازی چرخه های شروع و توقف فرآیند کلر-قلیا).
   • طراحی لرزه ای: گواهینامه سطح NF ASME Sec. III را پاس می کند (استانداردهای کاربرد نیروگاه هسته ای).

3. طول عمر و هزینه های نگهداری:

   • طول عمر طراحی ≥ 20 سال (متوسط ​​طول عمر مبدل های حرارتی لوله مسی 10 سال است).
   • طراحی دسته لوله قابل جابجایی، زمان نگهداری را 50٪ کاهش می دهد.

کاربردهای صنعتی و تاییدیه های گواهینامه

• کاربردهای اصلی: تراکم راکتور وینیل کلرید، غلظت تبخیر سود سوزآور، تصفیه فاضلاب حاوی گوگرد.
• مشتریان معمولی:
  • گروه شیمیایی کلر-قلیا چین (30 واحد در سرویس، میزان خرابی < 0.5 بار در سال).
  • پایگاه پتروشیمی خاورمیانه (خنک کننده آب دریا + شرایط نفت خام با گوگرد بالا).
• گواهینامه های زنجیره کامل:
  • ASME VIII-1 2025 (مخزن تحت فشار)
  • NACE MR0175/ISO 15156-3 (مقاومت در برابر خوردگی سولفیدی)
  • PED 2014/68/EU (دستورالعمل تجهیزات فشار اتحادیه اروپا).