Com a peça bàsica de l'equip en el camp de l'intercanvi de calor industrial, el mètode de síntesi dels intercanviadors de calor-i{-tubs inclou una sèrie de processos de precisió, des de la preparació del material i el processament estructural fins al muntatge, amb l'objectiu d'aconseguir un rendiment complet de transferència de calor d'alta -eficiència, segellat fiable i durabilitat{3} llarga. El procés de fabricació no només requereix que cada component compleixi els estàndards de resistència i resistència a la corrosió, sinó que també ha de tenir en compte la compensació de l'estrès tèrmic, l'optimització de la dinàmica de fluids i la capacitat de manteniment en el disseny estructural i el control del procés per adaptar-se a condicions de funcionament variables.
El punt de partida del treball de síntesi és la selecció del material i el pretractament. Els tubs d'intercanvi de calor solen utilitzar aliatges basats en coure, acer inoxidable, acer al carboni o níquel-, i els seus graus i especificacions s'han de determinar en funció de les característiques del medi, la temperatura de funcionament i la pressió. Després de l'adquisició, els tubs s'han de sotmetre a una inspecció dimensional i una avaluació de la qualitat de la superfície, i s'ha de realitzar una neteja de redreçament i desgreixatge quan sigui necessari per garantir la precisió i la neteja del processament posterior. Les fulles en blanc de carcassa i tub estan fetes majoritàriament de plaques d'acer o forjades, que s'han de sotmetre a una anàlisi de composició química i proves no-destructives per eliminar els defectes interns, i tallar-se i bisellar segons el gruix del disseny.
El processament de la làmina tubular té un paper crucial en el procés de síntesi. Els forats de la placa de tubs s'han de perforar o avorrir amb precisió segons els dibuixos de disseny per garantir la precisió de les toleràncies del diàmetre dels forats i l'espai entre els forats, de manera que els tubs de l'intercanviador de calor puguin aconseguir un ajust uniforme i un bon segellat després de la inserció. Per a les estructures de làmines fixes, les superfícies de segellat s'han de formar a ambdós costats de la làmina de tubs per al costat del tub i el costat de la carcassa, respectivament, i la planitud i la rugositat de les superfícies de segellat s'han de controlar estrictament. Per a les làmines de tubs de capçal flotant o U-, s'ha de reservar un espai de desplaçament d'expansió tèrmica al costat mòbil i s'ha de garantir l'espai lliure d'ajust amb l'estructura flotant durant la fabricació.
El muntatge de tubs d'intercanviador de calor sol adoptar una combinació d'expansió i soldadura. L'expansió utilitza una expansió mecànica o hidràulica per fer que la paret del tub s'ajusti perfectament a la paret del forat de la placa de tub, formant un segell inicial i una força d'unió, adequada per a aplicacions amb baixa pressió i que requereixen desmuntatge. La soldadura utilitza soldadura per arc d'argó o soldadura de força per fusionar els extrems del tub a la làmina de tubs, proporcionant una major fiabilitat de segellat i resistència a la pressió, que s'utilitza habitualment en entorns d'alta-pressió o de mitjans corrosius. El procés de soldadura requereix el control de l'entrada de calor i la temperatura entre passades per evitar la deformació o l'esquerda de la làmina de tubs, i després de la soldadura es realitzen tractaments tèrmics-que alleugen l'estrès i proves no destructives per garantir la qualitat de la soldadura.
El conjunt de la carcassa inclou el rodatge de plaques, la soldadura de costures longitudinals i circumferencials i la perforació. Després d'enrotllar la placa d'acer en un cilindre, es solda longitudinalment per formar el cos principal, i després es solda circumferencialment a components com ara làmines de tubs, brides i suports. Totes les soldadures de coixinets de pressió-s'han de sotmetre a proves no-destructives d'acord amb les especificacions, i s'han de realitzar proves hidrostàtiques o pneumàtiques per verificar l'estanquitat i la resistència. Els deflectors es mecanitzen mitjançant punxonament o fresat segons l'angle i l'espaiat de disseny, i es formen osques de guia de flux-a la superfície per facilitar la distribució uniforme del fluid i el rentat del feix de tubs al costat de la carcassa. Es manté una certa distància de muntatge entre els deflectors i la carcassa i el feix de tubs per permetre el pas del fluid alhora que evita vibracions i desgast.
Durant l'etapa de muntatge final, primer s'introdueix el feix de tubs a la carcassa i es col·loca amb les làmines de tubs a banda i banda. Es comprova l'ajust entre els extrems del tub i les làmines del tub, així com la qualitat de les juntes de dilatació o soldadura. A continuació, s'instal·len els deflectors i les plaques de suport i es fixen les seves posicions axials. Les superfícies de connexió de les tapes i les brides han de ser mecanitzades amb precisió i equipades amb juntes de segellat. Els cargols s'ajusten simètricament al parell de disseny per garantir l'aïllament del fluid entre el costat de la carcassa i el costat del tub. Per a les estructures de capçal flotant, s'han d'instal·lar làmines de tubs flotants i anells de pressió, i s'han de comprovar els seus graus de llibertat de moviment per garantir el lliure desplaçament sense esforç addicional durant l'expansió tèrmica.
El pas final de la síntesi és la prova general de fuites i la verificació del rendiment. El sistema s'ha de sotmetre a proves d'estanquitat i pressió per comprovar la fiabilitat de segellat del costat del tub i del costat de la carcassa sota la pressió nominal de funcionament. Si les condicions ho permeten, també es poden dur a terme proves d'estat calent-per simular les condicions de funcionament reals i verificar el rendiment de la transferència de calor i els nivells de caiguda de pressió. S'han d'establir registres complets del procés i arxius de qualitat durant la fabricació per facilitar la traçabilitat i la millora contínua.
En general, el mètode de síntesi dels intercanviadors de calor-i-tubs és un projecte d'enginyeria sistemàtic que integra la ciència dels materials, el mecanitzat, la tecnologia de soldadura i les tècniques de prova. Destaca la combinació de control de precisió i inspecció de processos per garantir que l'equip tingui un intercanvi de calor d'alta-eficiència, estabilitat estructural i un rendiment operatiu fiable a llarg termini-en condicions de funcionament complexes, proporcionant una base sòlida d'equips per a la gestió de l'energia tèrmica industrial.
