Спосіб збирання трубчастого теплообмінника
Власники патенту UA 2568224:
Винахід відноситься до галузі виготовлення трубчастих теплообмінників. Спосіб складання трубчастого теплообмінника включає встановлення теплообмінних труб трубні решітки теплообмінної секції. Труби закріплюють механічним способом і герметизують із зовнішнього боку анаеробним герметиком. Створюють з внутрішньої сторони трубної решітки за допомогою кільця, що знімається, обмежений простір. Теплообмінну секцію мають вертикально, вирівнюють за рівнем. Заливають поверхню нижньої трубної решітки композицією заливки. Затверджують заливальну композицію. Повторюють операцію на другій трубній решітці. Встановлюють зібрану теплообмінну секцію корпус теплообмінника. Наносять анаеробний герметик, що просочує, на зовнішню сторону трубних решіток. Технічним результатом винаходу є забезпечення герметичності з'єднання трубного пучка з трубними гратами теплообмінника, підвищення надійності теплообмінного апарату в експлуатації. 4 іл.
Винахід відноситься до галузі виготовлення трубчастих теплообмінників, що використовуються на транспорті, в енергетичному та хімічному машинобудуванні за різноманітних умов теплообміну (охолодження, нагрівання, випаровування).
При виготовленні трубчастих теплообмінників різних конструкцій і типорозмірів велике значення має якість зборки теплообмінників, особливо кріплення та герметизація трубного пучка в решітці труб теплообмінника.
Спосіб, описаний у прототипі, незастосовний для збирання теплообмінників, в яких трубний пучок закріплюється врівень з зовнішньою поверхнею трубної решітки і не виступає за поверхню трубної решітки, наприклад у разі використання при складанні лазерного зварювання. В цьому випадку при нанесенні анаеробний герметик неминучепотрапляє усередину труб і погіршує технічні властивості теплообмінного апарату. Вирішити цю проблему можна, застосовуючи дозоване нанесення герметика в кожен дефектний зазор з одночасним видаленням надлишку герметика з внутрішніх поверхонь теплообмінних труб. Такий спосіб збирання трудомісткий і нетехнологічний, так як геометричні відхилення зазорів труба-трубні грати від заданого розміру можуть значно відрізнятися. Анаеробний герметик залежно від в'язкості заповнює певні зазори, наприклад, низьков'язкий герметик випливає з великих зазорів, а високов'язкий анаеробний склад не заповнить малі зазори. Для правильного вибору марки анаеробного складу при герметизації теплообмінних труб у трубних гратах необхідно визначити величину зазору кожної труби з трубними гратами і враховувати в'язкість герметика. Для цього способу знадобиться набір анаеробних герметиків. Крім того, необхідно відкалібрувати кожне з'єднання теплообмінника труба-трубні грати, що не застосовується для конструктивно складних теплообмінників з великою кількістю теплообмінних труб. Особливі складнощі виникають під час збирання теплообмінників із плоскими трубками. Під час роботи теплообмінного апарату в міжтрубному просторі виникає надлишковий тиск, що призводить до деформації трубок, особливо в місцях, які не мають достатнього підсилення протидії надмірному тиску.
Технічним результатом запропонованого винаходу є забезпечення герметичності з'єднання трубного пучка з трубними гратами теплообмінника, зниження трудомісткості та спрощення процесу складання, підвищення надійності теплообмінного апарату в експлуатації.
Для досягнення зазначеного технічного результату у способі збирання трубчастого теплообмінника, що включає встановленнятеплообмінних труб в трубні решітки, кріплення їх механічним способом і герметизацію з'єднань трубного пучка з трубною решіткою з зовнішнього боку анаеробним герметиком, після кріплення теплообмінних труб з трубною решіткою механічним способом, з внутрішньої сторони нижньої трубної решітки в зборі з трубним пучом кільця або за рахунок конструктивної особливості трубної решітки у вигляді кільцевого виступу з її внутрішньої сторони створюють обмежений простір, теплообмінну секцію з оснащенням встановлюють вертикально і вирівнюють за рівнем, заливають поверхню трубної решітки в зборі з трубним пучком всередині обмеженого простору заливальної композицією, повторюють на другій трубній решітці, потім зібрану теплообмінну секцію встановлюють в корпус теплообмінника і на зовнішню сторону трубних решіток наносять анаеробний герметик, що просочує.
В якості заливальної композиції, що затверджується, можуть бути використані склади на основі епоксидів і акрилатів, отверждающихся як при змішуванні з затверджувачем при температурі 20-25°С, так і однокомпонентні, отверждаемые при підвищеній температурі. Наприклад, може бути використаний герметик Анатерм-207 (ТУ 2257-554-00208947-2013) виробництва ФГУП «НДІ полімерів» на основі модифікованої епоксидної смоли з в'язкістю 200-600 мПа·с при 25°С або Анатерм-202 521-00208947-2013) виробництва ФГУП «НДІ полімерів» на основі уретанакрилатів з в'язкістю 1500-2300 мм2/с при 20°С.
Як анаеробну герметизуючу композицію можуть бути використані анаеробні герметики в'язкістю від 5 до 30 мПа·с, наприклад Анатерм-1у (ТУ 2257-321-00208947-2000) або Анатерм-1 (ТУ 2257-293-40 НДІ полімерів».
Обмежувальне кільце, що знімається, виготовляють з інертного матеріалу, наприклад з фторопласту. Висота кільця вибирається залежно від конструкції та типорозміру теплообмінника. Обмежувальне кільце забезпечує необхідний рівень заливки композиції для надійної фіксації та герметичності трубного пучка з решіткою.
Суть винаходу пояснюється кресленнями, що наведені на фігурах 1-4.
Фіг. 1 ілюструє зовнішній вигляд трубної решітки;
фіг. 2 показує як встановлений трубний пучок у трубній решітці;
фіг. 3 ілюструє встановлення знімного обмежувального кільця на трубні грати в зборі з трубним пучком;
фіг. 4 показує заповнення композицією заливки замкнутого простору, утвореного знімним обмежувальним кільцем і трубними гратами.
Реалізація запропонованого способу герметизації теплообмінного апарату здійснюється в такий спосіб.
Після встановлення та закріплення в трубній решітці 1 (фіг. 2) трубного пучка 2 (фіг. 2) на попередньо зібрану таким чином теплообмінну секцію з внутрішньої сторони встановлюють обмежувальне знімне кільце 3 (фіг. 3). Теплообмінний апарат з оснащенням встановлюють вертикально та вирівнюють за рівнем. На нижню трубну решітку 1 у зборі з трубним пучком 2 і обмежувальним кільцем, що знімається 3 з внутрішньої сторони заливають герметик Анатерм-207 поз. 4 (фіг. 4) у кількості, достатній для покриття всієї трубної решітки та її з'єднань з трубним пучком. Для забезпечення кращого розподілу композиції заливки по поверхні трубної решітки останню підігрівають до 30-50°С. Проводять затвердіння композиції заливки 4 (фіг. 4). Життєздатність Анатерм-207 після змішування з затверджувачем становить не менше 1 години, адгезійна міцність досягає 10 МПабільше. Після затвердіння герметика Анатерм-207 знімне обмежувальне кільце знімають. Вищеописану операцію заливки повторюють на 2-й трубній решітці теплообмінної секції.
Зібрану таким чином теплообмінну секцію встановлюють в корпус теплообмінника і додатково герметизують анаеробним герметиком. Для цього теплообмінник розташовують горизонтально і на зовнішні поверхні трубних решіток для додаткової герметизації наносять анаеробний герметик просочує Анатерм-1у або Анатерм-1. Нанесення виробляють пензлем, губкою або іншим способом, що забезпечує змочування поверхні трубних грат, особливо в місцях її з'єднання з трубним пучком. Виробляють витримку, достатню для проникнення, заповнення та затвердіння герметика в зазорах труба-трубні грати. Час витримки залежить від температури, хімічного складу металу, що застосовується при виготовленні труб та трубних грат, зазорів, марки герметика та інших факторів. Після затвердіння надлишки анаеробного герметика з поверхні прибирають ганчіркою, теплообмінник остаточно збирають і проводять гідравлічні випробування.
Запропонований спосіб збирання був використаний на ТОВ «Вінета», м. Санкт-Петербург при виробництві теплообмінних апаратів різного типорозміру для морських суден і дозволив значно спростити технологію збирання, знизити трудомісткість, прискорити процес випуску готових виробів. Випробування виробленої продукції показали високу надійність та герметичність теплообмінних апаратів в умовах, що перевищують параметри експлуатації.
Спосіб збирання трубчастого теплообмінника, що включає встановлення теплообмінних труб у трубні решітки, кріплення їх механічним шляхом і герметизацію з'єднань трубного пучка з трубними гратами з зовнішнього боку анаеробним герметиком,відрізняється тим, що після кріплення теплообмінних труб з трубними гратами механічним шляхом з внутрішньої сторони нижньої трубної решітки в зборі з трубним пучком за допомогою знімного обмежувального кільця або кільцевого виступу на внутрішній стороні трубної решітки створюють обмежений простір, теплообмінну секцію зі знімним за рівнем, заливають поверхню трубної решітки в зборі з трубним пучком всередині обмеженого простору заливальної композицією, отверждают композицію, операцію повторюють на другій трубній решітці, потім зібрану теплообмінну секцію встановлюють в корпус теплообмінника і на зовнішню сторону трубних решіток наносять анаеробний пропит.