Chicane ASME SA36 | Composant de plaque de l'échangeur de chaleur en acier au carbone

Qu'est-ce qu'une plaque de chicane ?

Les plaques de chicane sont des composants essentiels des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes, conçues pour améliorer l'efficacité du transfert de chaleur et optimiser l'écoulement des fluides. Elles sont stratégiquement placées du côté calandre de l'échangeur de chaleur pour diriger l'écoulement du fluide, améliorer la turbulence et soutenir les tubes.

1. Spécifications des matériaux

Norme : ASME SA36 (Acier au carbone pour applications structurelles).

Portée : Couvre les tôles, barres et profilés en acier au carbone pour usage structurel.

Qualité : SA36 est un matériau de qualité unique avec des propriétés chimiques/mécaniques standardisées.

Limitations : Non intrinsèquement résistant à la corrosion ; convient aux environnements de service non agressifs, sauf revêtement.

2. Composition chimique (ASTM A36 ≈ ASME SA36)

Élément Maximum % (sauf indication contraire)

Carbone (C) ≤ 0,26 %

Manganèse (Mn) ≤ 0,80–1,20 % (en fonction de l'épaisseur)

Phosphore (P) ≤ 0,04 %

Soufre (S) ≤ 0,05 %

Cuivre (Cu) ≥ 0,20 % (si requis pour la résistance à la corrosion)

3. Propriétés mécaniques

Résistance à la traction : 400–550 MPa (58 000–80 000 psi).

Limite d'élasticité : ≥ 250 MPa (36 000 psi).

Allongement : ≥ 20 % (sur une longueur de jauge de 200 mm) ou ≥ 23 % (sur 50 mm).

Dureté : Généralement ≤ 180 HB (Brinell).

4. Exigences de conception des plaques de chicane

Fonction : Diriger l'écoulement du fluide côté calandre, soutenir les tubes et réduire les vibrations.

Types : Chicanes segmentaires (simples/doubles), hélicoïdales, en disque et en beignet, ou à orifice.

Épaisseur : Généralement 3–12 mm (varie avec le diamètre de la calandre et la pression).

Pourcentage de coupe : 20–45 % (la hauteur du segment dépend des exigences de débit et de perte de charge).

Espacement : Déterminé par les normes TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association) (par exemple, 20–100 % du diamètre intérieur de la calandre).

5. Exigences de fabrication

Découpe : Découpe au plasma, au laser ou au jet d'eau pour minimiser la déformation.

Tolérances :

Épaisseur : ±10 % de l'épaisseur nominale.

Planéité : ≤ 3 mm/m.

Diamètre du trou : ±0,5 mm pour les trous de tube (si percés).

Finition de surface : Bords lisses pour éviter l'encrassement ; sans bavure.

Soudage : SA36 est soudable en utilisant des méthodes courantes (SMAW, GMAW). Le post-traitement de relaxation des contraintes peut être requis pour les tôles épaisses.

6. Protection contre la corrosion

Revêtements : Revêtement époxy, galvanisation ou revêtement en caoutchouc (si exposé à des fluides corrosifs).

Conception : Les bords des chicanes doivent éviter les angles vifs pour réduire l'érosion.

7. Conformité aux normes

ASME BPVC : Si la chicane fait partie d'une limite de pression, assurez-vous de la conformité avec ASME Section II (Matériaux) et Section VIII (Récipients sous pression).

TEMA : Suivez les directives TEMA Classe R/C/B pour l'espacement, l'orientation et les tolérances des chicanes.

8. Considérations clés

Dilatation thermique : Assurer la compatibilité avec les matériaux de la calandre/des tubes pour éviter les contraintes.

Atténuation des vibrations : Un espacement approprié des chicanes réduit les vibrations des tubes.

Perte de charge : Optimiser la coupe et l'espacement des chicanes pour l'efficacité.

Inspection : Contrôle par ressuage (PT) ou contrôle par ultrasons (UT) pour les applications critiques.

9. Applications

Convient aux services à basse à moyenne température/pression (par exemple, eau, huile, vapeur).

À éviter dans les environnements hautement corrosifs (par exemple, fluides acides/alcalins) sans revêtements protecteurs.

Les plaques de chicane ASME SA36 sont rentables pour les rôles structurels et thermiques dans les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes. Assurez-vous de la conformité aux normes TEMA/ASME et évaluez les risques de corrosion en fonction des conditions de service. Pour les environnements difficiles, envisagez de passer à des matériaux de qualité supérieure (par exemple, SA516 pour les applications sous pression).