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.