Medžiagų pasirinkimo vadovas: vario, titano ir nerūdijančio plieno bendraašiai šilumokaičiai, skirti pramoniniams ir jūriniams originalios įrangos gamintojams

Vienas iš svarbiausių - ir dažniausiai nepakankamai įvertintų - sprendimų nurodantkoaksialinis šilumokaitisyra medžiagų pasirinkimas. OĮG inžinieriams, projektuojantiems šilumos siurblių vandens šildytuvus, aušintuvų sistemas, laivų aušinimo įrangą ar pramoninius procesų įrenginius, vario, vario nikelio, titano, nerūdijančio plieno ir anglinio plieno vamzdžių medžiagų pasirinkimas lemia atsparumą korozijai, šilumines charakteristikas, eksploatavimo trukmę ir - itin svarbią pirkimo - vieneto kainą ir pristatymo laiką. Šiame vadove aprašoma medžiagų pasirinkimo logika, kurią patyrę OĮG pirkėjai ir projektavimo inžinieriai naudoja kvalifikuodami bendraašių šilumokaičių gamintoją, ir paaiškinama, kodėl „viena medžiaga tinka visoms reikmėms“ yra brangi prielaida.

Kodėl medžiagų pasirinkimas yra B2B viešųjų pirkimų problema, o ne tik inžinerinė detalė

Kai OĮG nurodo netinkamą koaksialinės ritės vamzdžio medžiagą, pasekmės rodomos pasroviui - garantijos pretenzijose, ankstyvos korozijos gedimai ir vietinės priežiūros išlaidos, mažinančios kiekvieno pristatyto įrenginio maržą. Didmeniniams platintojams ir OĮG pirkėjams, besiderantiems dėl tiekimo sutarčių, svarbu suprasti medžiagų kompromisus, kad:

Tikslių techninių užduočių specifikacijų rašymas

Įvertinama, ar tiekėjo standartinė medžiagų pasiūla atitinka tikslinę programą

Kainos derinimas su našumo reikalavimais (pavyzdžiui, jei titano kiekis viršija- gėlo- vandens naudojimą, be reikalo padidėja vieneto kaina)

Sumažinamos bendros nuosavybės išlaidos per visą įrangos vardinį tarnavimo laiką

1. Varis: šilumos siurblio vandens šildytuvų ir aušintuvų standartas

Varis išlieka plačiausiai naudojama vidinių{0}}vamzdžių ir išorinių{1}}vamzdžių medžiaga bendraašiuose šilumokaičiuose ir dėl geros priežasties. Varis siūlo:

Puikus šilumos laidumas, kuris yra vienintelis didžiausias šilumos perdavimo koeficiento variklis koaksialėje ritėje

Geras atsparumas korozijaitipiškuose gėlo vandens ir standartiniuose šaltnešiuose

Nustatytas gaminamumas- varis lengvai suvyniojamas, lituojamas ir suvirinamas į spiralines arba susuktas{1}}vamzdžių geometrijas esant dideliam gamybos kiekiui

Ekonomiškai{0}}efektyvus tiekimaspalyginti su specialiais lydiniais, todėl tai yra numatytasis pasirinkimas oro šaltinio šilumos siurblio vandens šildytuvams, bendriesiems aušintuvams kondensatoriams / garintuvams ir standartinėms oro kondicionavimo programoms.

Originalios įrangos gamintojams, gaminantiems didelę-apimtį ir kainą{1}}jautrią įrangą, pvz., gyvenamųjų ir lengvųjų komercinių šilumos siurblių vandens šildytuvus, variniai koaksialiniai gyvatukai paprastai užtikrina geriausią šiluminės charakteristikos, vieneto kainos ir gamybos trukmės pusiausvyrą. Tačiau varis nėra tinkamas pasirinkimas jūros vandeniui, sūriam vandeniui ar labai koroziniams proceso skysčiams, kur chloro -sukeltas duobės ir įtempių korozijos įtrūkimai tampa tikru gedimu per visą įrangos eksploatavimo laiką.

2. Vario nikelis (baltasis varis): vidutinės pakopos-korozijai{2}}atspari parinktis

Vario nikelis - tiekėjų kataloguose dažnai vadinamas „baltuoju variu“ - yra vario-nikelio lydinys, kuris išlaiko didžiąją dalį vario šilumos laidumo ir žymiai pagerina atsparumą chlorido -sukeltai korozijai. Dėl to vario nikelis yra įprasta specifikacija:

Sūrio vandens sistemos

Vidutinio-druskumo jūriniai įrenginiai, kai visos titano specifikacijos yra nepateisinamos-

Vandens šaltinio šilumos siurblių sistemos, veikiančios kintamos vandens kokybės sąlygomis

OĮG pirkėjams, kurie balansuoja išlaidas ir našumą korozijai, vario nikelis dažnai yra „vertės inžinerijos“ pasirinkimas -, užtikrinantis žymiai geresnį atsparumą korozijai nei varis, nereikalaujant su titanu susijusių sąnaudų ir laiko{1}}priemokos.

3. Titanas: Standartas, skirtas naudoti jūros vandenyje ir jūroje

Titano bendraašiai šilumokaičiai nurodomi, kai antrinis skystis yra jūros vanduo, didelio{0}}druskumo sūrymas arba kiti labai koroziniai proceso skysčiai. Titano atsparumas korozijai aplinkoje, kurioje gausu chloro{2}}, iš esmės neprilygsta praktiškoms šilumokaičio vamzdžių medžiagoms, todėl tai yra standartinė specifikacija:

Jūrų oro kondicionavimo kondensatoriai ir garintuvai

Jūros vandeniu{0}}aušinami aušintuvai ir jūrinės kultūros (akvakultūros) termostatinės sistemos

Ledo gaminimo aparatai ir gėlinimo{0}}greta esanti aušinimo įranga, veikianti žaliu jūros vandeniu

Mažai-galios-sunaudojančios jūros vandens šilumos mainų sistemos laivuose ir atviroje jūroje esančiose platformose

Gerai -sukonstruotas koaksialinis titano šilumokaitis paprastai suporuoja vidinį titano arba vario/nikelio vamzdį (pasirenkamą dėl atsparumo korozijai ir pagrįsto šilumos laidumo) su karštai{1}}cinkuotu išoriniu vamzdžiu, nes daugelyje jūrinių konstrukcijų išorinis vamzdis pirmiausia užtikrina konstrukcinį atsparumą kontaktiniam vandeniui ir neturi atitikti jūros vandens vamzdžio. OĮG ir sistemų integratoriams, aptarnaujantiems jūrines ir atviroje jūroje veikiančias rinkas, titano nurodymas paprastai yra ne-suderinamas reikalavimas -, kaštų priemoka pateisinama dėl daugelio-metų eksploatavimo trukmės ir didelių išlaidų, susijusių su jūrinių įrenginių gedimu.

4. Nerūdijantis plienas: proceso švarumo ir vidutinio atsparumo korozijai standartas

Nerūdijančio plieno bendraašiai šilumokaičiai nurodomi ten, kur reikalingas skysčio grynumas, higiena arba vidutinis atsparumas korozijai be titano - kainos, pavyzdžiui:

Vandens valymo garintuvai

Maisto ir gėrimų šalia proceso aušinimas

Taikymas, kuriam reikalingas atsparumas platesniam cheminio poveikio diapazonui, nei suteikia tik varis

Bendras pramoninio proceso aušinimas, kai susirūpinimą kelia skysčių suderinamumas su variu

Nerūdijančio plieno šilumos laidumas yra mažesnis nei vario, todėl bendraašiams projektams, kuriuose naudojamas nerūdijantis plienas, paprastai reikia didesnio paviršiaus ploto arba optimizuotos turbulenciją sukeliančios geometrijos (spiralinio griovelio arba susukto{1}}vamzdžio profilio), kad būtų pasiektas panašus šilumos perdavimo efektyvumas. Tai svarbus specifikacijos taškas, kurį OĮG inžinieriai turi patvirtinti su savo gamybos partneriu: nerūdijančio plieno bendraašė ritė neturėtų tiesiog atspindėti varinės ritės matmenų - geometrija turėtų būti iš naujo-optimizuota, kad medžiagos laidumas būtų mažesnis.

5. Anglinis plienas: ekonomiškas pasirinkimas ne{1}}rūdijantiems darbams

Anglies plieno vamzdžių koaksialiniai šilumokaičiai yra ekonomiškiausias{0}}pasirinkimas, kai antrinis skystis nėra-korozinis, o pritaikymui nereikia vario, vario nikelio, titano ar nerūdijančio plieno šiluminių ar korozinių savybių. Ši medžiaga paprastai skirta tam tikriems pramoniniams procesams ir ekonomaizerio/regeneratoriaus grandinėms, kur ekonomiškas efektyvumas viršija atsparumo korozijai reikalavimus ir kur darbo aplinka yra gerai kontroliuojama.

6. Medžiagos suderinimas su pritaikymu: praktinė nuoroda

7. Kodėl gamybinis partneris yra toks pat svarbus kaip ir medžiagos pasirinkimas

Tinkamos medžiagos pasirinkimas yra tik pusė specifikacijos. Kita pusė yra tai, ar gamintojas gali pasirinkti tą medžiagą, atsižvelgdamas į gamybinės-klasės kokybę: tikslus orbitinis suvirinimas, kad būtų užtikrintas nesandarus -nelaidumas, aukšto- vientisumo jungtys (ypač svarbios aukšto -slėgio šaltnešio grandinėms); griežtas helio arba azoto slėgio bandymas ir veikimo patikrinimas pagal ASME, PED ar kitus susijusius standartus; ir įrankių lankstumas, norint pagaminti medžiagą pagal konkrečią geometriją, reikalauja - apvalios, tromboninės, stačiakampės, dvigubos-spiralės arba spiralinės ritės konfigūracijos.

OĮG pirkėjams ir didmeniniams platintojams, teikiantiems užklausas, verta aiškiai paprašyti:

Turimų vamzdžių medžiagų patvirtinimas ir minimalus užsakymo kiekis vienai medžiagai

Suvirinimo ir slėgio bandymo procedūrų dokumentacija

Nestandartinių medžiagų ar geometrijos derinių pristatymo laiko pavyzdžiai-

Atsekamumo įrašai (partijos / partijos sekimas), patvirtinantys kokybės teiginius per visą gamybos eigą

Gamintojas, galintis atsakyti į visus keturis klausimus naudodamas dokumentuotą proceso valdymą -, o ne žodinį patikinimą -, yra gamintojas, galintis palaikyti ilgalaikius -OĮG tiekimo santykius keliose produktų kartose.

8. Vidinis vamzdis ir išorinis vamzdis: medžiagų deriniai yra svarbūs

Svarbus niuansas, kurio OĮG inžinieriai neturėtų pamiršti, yra tas, kad koaksialinio šilumokaičio vidinis ir išorinis vamzdžiai neturi būti - ir dažnai neturėtų būti - iš tos pačios medžiagos. Vidinis vamzdis paprastai yra paviršius, tiesiogiai besiliečiantis su kritiškesniu ar koroziniu skysčiu (vienoje pusėje šaltnešis arba kitoje jūros vanduo/technologinis skystis, atsižvelgiant į konstrukciją), o išorinis vamzdis visų pirma užtikrina žiedinio srauto kelio konstrukciją.

Pavyzdžiui, daugelyje jūrinių -koaksialinių šilumokaičių vidinis vamzdis yra pagamintas iš vario-nikelio arba titano, kad būtų tiesioginis sąlytis su jūros vandeniu, o išorinis vamzdis gali būti karštai{2}} cinkuotas plienas, nes jam nereikia tokio pat atsparumo korozijai, kaip ir jūros vandens{3}}kontaktiniam paviršiui. Šis mišrus{5}}medžiagų metodas leidžia gamintojams optimizuoti sąnaudas nepakenkiant korozijai ten, kur tai iš tikrųjų svarbu. B2B pirkėjai, vertinantys kainas, yra naudingas klausimas, kurį reikia užduoti tiesiogiai: „Kokia medžiaga nurodyta vidiniam vamzdžiui, palyginti su išoriniu vamzdžiu, ir kodėl? Gamintojas, turintis didelę taikymo inžinerijos patirtį, turėtų sugebėti aiškiai paaiškinti šį kompromisą, o ne pasirinkti vieną medžiagą visam įrenginiui, neatsižvelgiant į kontaktą su skysčiais.

9. Paviršiaus geometrija ir jos sąveika su medžiagų pasirinkimu

Medžiagos parinkimas neveikia atskirai nuo vamzdžio geometrijos. Kadangi skirtingos medžiagos turi skirtingą šilumos laidumą -, varis gerokai pranoksta nerūdijantį plieną, pvz., - vidinė vamzdžio geometrija (lygios kiaurymės, palyginti su spiraliniu-grioveliu arba susuktu-profiliu) dažnai turi būti pakoreguota, kad būtų kompensuojama. Nerūdijančio plieno koaksialinei ritei, kuri remiasi vien tik lygia kiauryme, reikėtų daug didesnio paviršiaus ploto (taigi ir didesnio, sunkesnio ir brangesnio įrenginio), kad atitiktų ekvivalentiškos varinės ritės šilumines charakteristikas.

Štai kodėl gerbiamų bendraašių šilumokaičių gamintojai ne tik pakeičia medžiagas į fiksuotą geometriją, kai klientas prašo pakeisti medžiagą. Vietoj to vidinis profilis - griovelio gylis, posūkio žingsnis ir sienelės storis - iš naujo-optimizuojami, kad būtų išsaugota turbulencijos susidarymas ir šilumos perdavimo koeficientas naujos medžiagos šilumos laidumo apvalkale. OĮG pirkėjai, prašantys pakeisti esamo dizaino medžiagą (pavyzdžiui, pereinant nuo vario prie nerūdijančio plieno naujoje rinkoje, kurioje vandens chemija yra griežtesnė), turėtų tikėtis ir prašyti pertvarkytos geometrijos, o ne panašaus-panašaus-pakeitimo -, nes kitaip gautas įrenginys gali būti prastesnis nei pradinis dizainas.

10. Reguliavimo ir sertifikavimo svarstymai pagal medžiagą

Medžiagų pasirinkimas taip pat kertasi su reguliavimo ir sertifikavimo reikalavimais, kurie skiriasi priklausomai nuo tikslinės eksporto rinkos:

Geriamojo vandens sąlyčio medžiagosgali būti taikomi konkretūs regioniniai maisto{0}}ir -vandens-saugos sertifikatai (pavyzdžiui, NSF/ANSI standartai Šiaurės Amerikoje), kurie nustato, kurie lydiniai ir dangos yra patvirtintos tiesioginiam sąlyčiui su geriamuoju vandeniu šilumos siurblio vandens šildytuvuose.

Slėginės įrangos sertifikavimas(ASME katilų ir slėginių indų kodeksas Šiaurės Amerikoje, PED - Slėginės įrangos direktyva - Europos Sąjungoje) taikoma visam slėgio-sąrankiui, o gamyboje naudojamos kvalifikuotos medžiagos specifikacijos yra dokumentų paketo, reikalingo šiems sertifikatams patvirtinti, dalis.

Jūrų klasifikacinės bendrovės reikalavimai(pvz., iš pagrindinių jūrų klasifikavimo įstaigų) gali nustatyti papildomus medžiagų atsekamumo ir bandymo reikalavimus klasifikuotuose laivuose sumontuotai įrangai.

OĮG pirkėjai, eksportuojantys gatavą įrangą į reguliuojamas rinkas, ankstyvoje tiekimo proceso pradžioje - idealiu atveju prieš užbaigdami medžiagų pasirinkimą - turėtų patvirtinti, kad jų pasirinktas šilumokaičio gamintojas gali pateikti medžiagų sertifikatus ir bandymo dokumentus, reikalingus pirkėjo pateiktiems reguliavimo dokumentams paskirties rinkoje paremti. Atnaujinti sertifikavimo dokumentus po to, kai medžiaga ir dizainas jau buvo užfiksuoti, yra daug brangiau nei patvirtinti sertifikavimo paramą pradinės tiekėjo kvalifikacijos metu.

11. Išlaidų-našumo mainų-išlaidų suvestinė pirkimo komandoms

Kurdamos visų kandidatų medžiagų nuosavybės sąnaudų modelį, pirkimo komandos turėtų įvertinti:

Toks palyginimas, sukurtas pagal paties pirkėjo taikomųjų programų reikalavimus, o ne į bendrąjį tiekėjų katalogą, yra veiksmingiausia priemonė viduje pateisinti medžiagų parinkimo sprendimus -, ypač kai projektavimo komanda sveria išlaidas,{3}}kurią skatina pigesnės medžiagos nuo korozijos{4}}atsparumo korozijai.

Išvada

Medžiagos pasirinkimas koaksialinio šilumokaičio tiekimo atveju nėra prekinis sprendimas - tai inžinerinis ir pirkimo sprendimas, turintis tiesioginių pasekmių atsparumui korozijai, šiluminėms savybėms, vieneto kainai ir garantijai. Varis išlieka standartinių šilumos siurblių ir aušintuvų darbo arkliukas; vario nikelis yra ekonomiškas{2}}atsparumo korozijai padidinimas; titanas yra ne-neabejotinas jūros vandens ir jūrų aušinimo standartas; nerūdijantis plienas tinka proceso -grynumui; o anglinis plienas išlieka gyvybingas ne-korozinėms, sąnaudoms-jautrioms grandinėms. Be tinkamos pagrindo medžiagos pasirinkimo, sudėtingi OĮG pirkėjai taip pat įvertina vidinių -ir-išorinių vamzdžių medžiagų derinius, patvirtina, kad vidinė geometrija buvo tinkamai optimizuota pasirinktos medžiagos šilumos laidumui, ir patikrina, ar gamintojas gali atitikti tikslinės eksporto rinkos sertifikavimo reikalavimus. OĮG ir platintojai, kurie tiksliai atitinka medžiagų specifikacijas pagal paskirtį - ir kurie atitinka gamybos partnerio suvirinimo, bandymų ir atsekamumo praktiką -, matys mažiau gedimų vietoje, mažesnes bendrąsias nuosavybės išlaidas ir atsparesnę ilgalaikę{14}} tiekimo grandinę.