www.spawalnicy.pl WSTĘP Ściany sitowe są często występującym elementem w konstrukcjach kotlowych i zbiornikowych. Pierwsze techniczne wymienniki ciepla byly kotlami warzelnymi i mialy ogrzewanie ogniowe lub spalinowe. W dalszym etapie rozwoju wymienników ciepla skonstruowano aparaty o ściankach podwójnych, pomiędzy które doprowadzano nośnik ciepla: parę grzejną lub gorącą wodę. W celu podwyższenia wydajności urządzeń i intensywności wymiany ciepla zaczęto następnie konstruować wymienniki o powierzchni wymiany ciepla w postaci wygiętych w wężownicę rur tzw. wężownicowe wymienniki ciepla. Konstrukcji wspólczesnych wymienników ciepla o dzialaniu ciąglym jest bardzo wiele i są one różnorodne. 2. Technologia wytwarzania Najbardziej charakterystycznymi konstrukcjami wymienników ciepla są konstrukcje plaszczowo-rurkowe skladające się z wiązek rur umieszczonych w dnach lub ścianach sitowych i otoczonych plaszczami i pokrywami z króćcami. Rys.1
8.SPAWANIE SCIAN SITOWYCHciany sitowe s czsto wystpujcym elementem
w konstrukcjach kotowych i
zbiornikowych. Pierwsze techniczne wymienniki ciepa byy kotami
warzelnymi i miay
ogrzewanie ogniowe lub spalinowe. W dalszym etapie rozwoju
wymienników ciepa
skonstruowano aparaty o ciankach podwójnych, pomidzy które
doprowadzano nonik
ciepa: par grzejn lub gorc wod. W celu podwyszenia wydajnoci urzdze
i
intensywnoci wymiany ciepa zaczto nastpnie konstruowa wymienniki o
powierzchni
wymiany ciepa w postaci wygitych w wownic rur tzw. wownicowe
wymienniki
ciepa. Konstrukcji wspóczesnych wymienników ciepa o dziaaniu cigym
jest bardzo
wiele i s one rónorodne.
2. Technologia wytwarzania
paszczowo-rurkowe skadajce si z wizek rur umieszczonych w dnach lub
cianach
sitowych i otoczonych paszczami i pokrywami z krócami.
Rys.1
www.spawalnicy.pl
Rys. 2
Rurowe jak równie midzyrurowe przestrzenie w tych aparatach
oddzielone s od
siebie i kada z nich moe by podzielona za pomoc przegród na kilka
sekcji lub biegów.
Wymienniki ciepa podanego typu przeznaczone s do wymiany ciepa
midzy dwiema
jednakowymi lub rónymi cieczami, midzy par a ciecz lub rónymi
cieczami, lub
midzy cieczami i gazami. Stosuje si je wtedy, gdy wymagana jest dua
powierzchnia
wymiany ciepa.
Rurki wymienników ciepa s proste (z wyjtkiem wymienników ciepa z
rurkami w
ksztacie litery U ( rys. l), dlatego s one atwe do czyszczenia i
wymiany w przypadku
przeciekania.
poprzeczny przekrój swobodny przestrzeni midzyrurowej. Do
wyrównania przekrojów
swobodnych stosuje si zwanie koców rurek przy zamocowywaniu ich w
cianie
sitowej.
pionowe s bardziej rozpowszechnione, poniewa zajmuj mniej miejsca i
atwiej mona je
ulokowa w pomieszczeniu roboczym. Maksymalna dugo rurek w tych
aparatach nie
powinna przekracza 5 m ze wzgldu na dogodno montau i
eksploatacji.
www.spawalnicy.pl
Rys 3. Rozmieszczenie rurek w cianie sitowej podgrzewacza rurowego:
a) ukad heksagonalny, b) ukad o obwodach wspórodkowych
Rys 4. Sposoby zamocowania rurek w cianach sitowych: a)
rozwalcowanie, b) rozwalcowanie z wywiniciem
konierzy, c) rozwalcowanie z uszczelniajcymi rowkami, d) spawanie,
e) poczenia dawnicowe
Zamocowanie rur w dnach sitowych odbywa si dwoma sposobami:
przez
rozwalcowanie i spawanie. Rozwalcowanie rur w dnach sitowych naley
przeprowadzi wg
uprzednio ustalonego planu. Gdy w dnie sitowym znajduj si tzw. rury
kotwiczne,
wówczas rury te naley rozwalcowa w pierwszej kolejnoci, a pozostae
rury naley
rozwalcowywa od dou do góry. Koce rur przeznaczonych do zamocowania
w dnie
sitowym przez rozwalcowanie i spawanie naley oczyci po zewntrznej
stronie oraz od
wewntrz Oczyszczenie kocy rur, otworu w sicie oraz odpowiednio
dopasowane rury
zapewniaj po rozwalcowaniu waciw szczelno. Dugo walcowania równ
rednicy
rury uwaa si za wystarczajc dla uzyskania dostatecznej szczelnoci i
wytrzymaoci
poczenia.
Mimo e dotychczas nie rozstrzygnite zostao zagadnienie, która z
metod
zamocowywania rur w dnach sitowych daje lepsze wyniki
(rozwalcowanie czy spawanie)
coraz czciej stosowane jest spawanie. Poczenie to stosuje si coraz
czciej przy
poczeniach pracujcych w wysokich temperaturach oraz przy cienkich
sitach.
www.spawalnicy.pl
Poczenie spawane jest stosowane dlatego, e przy dobrym wykonaniu
otrzymuje si
szczelno i wytrzymao poczenia, podczas gdy przy poczeniu walcowanym
trudniej
technologicznie osign szczelno i wytrzymao przy wysokich
temperaturach pracy.
Szczególnie dotyczy to pocze metali nieelaznych.
Spawanie rur do sit ma szczególne znaczenie tam gdzie nie ma
moliwoci zawalcowania
rur przy bardzo cienkich cianach sitowych o gruboci do 3mm.
Najmniejsze odksztacenie
dna sitowego w czasie spawania uzyskuje si przez zastosowanie
nastpujcej kolejnoci
spawania: promieniowo lub spiralnie zaczynajc od rodka (rys.
5).
Rys. 5. Kolejno spawania rur w cianie sitowej a) promieniowo, b)
spiralnie
Rys. 6. Stosowane przygotowania otworów do spawania rur w dnach
sitowych
www.spawalnicy.pl
Na rysunku 7 przedstawiono trzy warianty rozwiza zczy spawanych
cian sitowych.
Rys. 7. Spawanie rur ze cian sitow: a) spoina pachwinowa a ≈ g, e
< 2g, b=g+2, b) spawanie w
osonie CO2 lub argonu bez dodatku spoiwa, c) spoina pachwinowa a =
0,7g, b = g, d) poczenie rury ze cian
sitow spoin brzen, e) poczenie rur ze cian sitow toczon
Poczenie wg rys. 7a umoliwia wykonanie spoiny pachwinowej o gruboci
a = g, ale
wymagane jest w tym przypadku zwikszenie odstpu midzy rurami. Ten
rodzaj poczenia
powoduje wystpienie nadmiernych napre w zczu. Stosuje si je
wówczas, gdy g ≥ 3mm.
Poczenie wg rys. 7b stosuje si w przypadku spawania brzegów rury
metod ukow
w osonie gazowej CO2 lub argonu bez dodatku materiau, przy g ≤
2mm.
W poczeniu wg rys. 7c mona uzyska spoin o gruboci a = 0,7g.
Poczenie takie
stosuje si, gdy g ≤ 1mm. Ten rodzaj poczenia oraz poprzedni maj
ograniczony przekrój
spoiny, jak te wystpuj w nich miejsca o maej odpornoci na
korozj.
Technologicznie lepszym rozwizaniem jest poczenie przedstawione na
rys. 7d ze
wzgldu na znacznie mniejsze naprenia pozostajce wystpujce w zczach.
Wad tego
rozwizania jest konieczno zwikszenia odstpu midzy rurami oraz
dodatkowa operacja
obróbki rowka. Poczenie takie jest zalecane przy spawaniu stali
stopowych.
Równie racjonalnym rozwizaniem jest zastpienie penej ciany sitowej
cian
wytaczan z blachy, tak e w miejscu poczenia ciany z krawdzi rury
powstaje zcze
przylgowe ze spoin brzegow (rys. 7e). Spawanie brzegów wykonuje si
automatycznie lub
www.spawalnicy.pl
póautomatycznie w osonie gazów CO2 lub argonu. Zcza tego typu
dopuszcza si do pracy w
urzdzeniach cinieniowych na cinienie do 4,5MPa, przy czym oszczdno
materiau w
porównaniu z rozwizaniem konwencjonalnym wynosi do 50%.
Warunki technologiczne spawania metod MAG
Wartoci dla 1 i 2 spoiny :
J = 180÷190 [A]
U = 23 ÷ 23,5 [A]
VSP = 65 ÷ 70 cm/min
Rys. 6 Gowica do spawania orbitalnego metod TIG cian sitowych
www.spawalnicy.pl
Gowica spawalnicza Rys. 6 zostaa zaprojektowana tak by umoliwi
spawanie rur kotowych
dopasowanych do cian sitowych w wymiennikach ciepa.
Ta gowica umoliwia przeprowadzenie tego zadania przy uyciu
Zasilacza Orbitalnego Spawania. To
oznacza, e nie tylko obrót palnika spawalniczego jest zgodny, ale
równie zasilanie prdu spawania
jest utrzymywane na staym poziomie i moe si zmienia na obwodzie
rurki.
Gowica wykorzystuje trójpunktowy system oparcia, który utrzymuje
palnik na ustalonej odlegoci
od spoiny spawalniczej. By wyrówna wolfram do rurki, trzpie jest
uywany. Jest on wprowadzony
do przewodu spawanej rury. Gowica jest wsparta acuchem by przej
znaczn cz ciaru
gowicy spawalniczej.
Gowica moe by uyta zarówno z materiaem lub bez materiau
wypeniajcego.
W zastosowaniach gdzie materia wypeniajcy jest uywany, standardowa
szpula 4” (1kg) jest
stosowana; jest ona montowana na korpusie gowicy.
Przy spawaniu silnie reaktywnych materiaów, takich jak tytan,
spawanie moe by zabezpieczone
komor oczyszczajc, która osania stref spawania.
Dla rur o rednicy wewntrznej od 10mm to 26mm palnik spawalniczy moe
by nachylony do 30
stopni by umoliwi spawanie rur.
Spawanie w osonie argonu metod TIG jest najczciej stosowanym
sposobem spawania
cian sitowych.