Calculs essentiels pour l'épaisseur et l'intégrité mécanique des feuilles de tubes de shell et de tube
Il est essentiel de déterminer l'épaisseur appropriée des tôles de tubes et de coques pour assurer l'intégrité mécanique des échangeurs de chaleur. Des calculs appropriés aident à prévenir les défaillances et à prolonger la durée de vie de l'équipement.
Épaisseur de la feuille de tube de calcul
L'épaisseur de la tôle du tube doit résister aux contraintes différentielles de pression et mécaniques pendant le fonctionnement. La formule de base tient compte de la pression interne, de la résistance du matériau et des facteurs de sécurité.
La formule générale est la suivante:
t = (P × D) / (2 × S × F)
où:
- t = épaisseur requise de la tôle de tube
- P = pression interne
- D = diamètre de la feuille de tube
- S = contrainte admissible du matériau
- F = facteur de sécurité
Évaluation de l'intégrité mécanique
L'intégrité mécanique consiste à évaluer les contraintes liées à la pression, à la dilatation thermique et aux charges externes. L'analyse des éléments finis (FEA) est souvent utilisée pour une évaluation détaillée, mais des calculs simplifiés fournissent des estimations initiales.
Les principaux facteurs sont les suivants :
- Stress dû à la pression interne
- Stress dû à la dilatation thermique
- Charges mécaniques extérieures
- Propriétés des matériaux et tolérances pour la corrosion
Considérations supplémentaires
Les codes et normes de conception, comme le Code des chaudières et des récipients à pression de l'ASME, fournissent des lignes directrices pour l'épaisseur minimale et les marges de sécurité.