Двуязычный справочник
Глоссарий терминов
кожухотрубных охладителей
120+ терминов с русско-английским переводом и определениями: конструкция, расчёт, материалы, коррозия, нормативы
Разделы глоссария
Термин не найден — попробуйте другой запрос
Конструктивные элементы
Основные детали аппарата
| Русский термин | English | Определение |
|---|---|---|
| Кожух | Shell | Цилиндрический корпус, ограничивающий межтрубное пространство. Материал: углеродистая или нержавеющая сталь. Диаметр 159–2000 мм. |
| Трубный пучок | Tube bundle | Совокупность труб, закреплённых в трубных решётках и направляемых перегородками. |
| Трубная решётка | Tube sheet / Tubesheet | Металлическая плита с отверстиями, в которых закреплены концы трубок (вальцовкой или сваркой). Разделяет трубный и межтрубный тракты. |
| Крышка (канальная) | Channel head / Channel cover | Торцевая крышка, образующая камеру трубного тракта. Может содержать перегородки для создания многоходового движения. |
| Перегородка (сегментная) | Baffle (segmental) | Поперечный диск с вырезом (25–35%), направляющий межтрубный поток поперёк трубок для увеличения теплоотдачи. |
| Штуцер | Nozzle | Патрубок, вваренный в кожух или крышку для подсоединения трубопроводов. Параметры: DN (номинальный диаметр) и PN (номинальное давление). |
| Плавающая головка | Floating head | Подвижная торцевая конструкция, свободно перемещающаяся вдоль оси аппарата для компенсации теплового расширения трубного пучка. |
| Компенсатор линзовый | Expansion joint / Bellows | Гофрированный упругий элемент на кожухе, компенсирующий разницу теплового расширения кожуха и трубного пучка. |
| Опора неподвижная | Fixed support / Anchor saddle | Опора, жёстко крепящая аппарат к фундаменту. Одна из двух опор — всегда неподвижная. |
| Опора скользящая | Sliding support / Saddle | Опора с возможностью продольного перемещения, обеспечивает свободное тепловое расширение корпуса. |
| Антивибрационная гребёнка | Anti-vibration bar / Anti-vibration strip | Элемент крепления трубок для предотвращения вибрации трубного пучка в межтрубном потоке. |
| Вальцовка трубок | Tube rolling / Tube expansion | Метод закрепления трубок в решётке: трубка механически расширяется специальным инструментом (вальцовкой) до плотного прилегания к стенкам отверстия. |
| Заглушка трубки | Tube plug | Металлическая коническая пробка, ввёртываемая в повреждённую трубку для её отключения. Допускается до 10–15% трубок. |
| Вентиль воздухоотводный | Vent valve / Air bleed | Клапан для удаления воздуха из верхних точек аппарата при заполнении. Обязателен на каждом тракте. |
| Дренажный штуцер | Drain nozzle | Патрубок в нижней точке кожуха и крышки для полного опорожнения аппарата при ТО или консервации. |
Типы и конструкции
| Русский термин | English | Определение |
|---|---|---|
| Кожухотрубный охладитель | Shell-and-tube cooler | Теплообменный аппарат для охлаждения среды в трубном или межтрубном тракте с использованием охлаждающей воды. |
| Теплообменник ХН (неподвижные решётки) | Fixed tubesheet exchanger | Тип с обеими решётками, закреплёнными на кожухе. Самая простая и дешёвая конструкция. Применяется при ΔT кожух/пучок ≤ 30°C. |
| Теплообменник ХП (плавающая головка) | Floating head exchanger | Тип с одной подвижной решёткой. Компенсирует большие ΔT (> 50°C). Разборный — доступ к пучку без нарушения трубопроводов. |
| Теплообменник ХУ (U-образные трубки) | U-tube exchanger | Тип с U-образными трубками и одной трубной решёткой. Компактен, нет ограничений по ΔT. Нельзя механически чистить внутренность трубок. |
| Теплообменник ХК (с компенсатором) | Expansion-joint exchanger | Тип ХН с линзовым компенсатором на кожухе. Применяется при ΔT = 30–50°C. Дешевле ХП, проще ХН. |
| Кетл (испаритель котлового типа) | Kettle reboiler | Теплообменник с увеличенным кожухом для парового пространства. Паровой тракт — межтрубное пространство. Применяется для кипения жидкостей. |
| Конденсатор | Condenser | Теплообменник, в котором пар или парожидкостная смесь конденсируется с отводом тепла фазового перехода. |
| Рекуператор | Recuperator | Теплообменник для рекуперации (возврата) тепла от одного потока другому без непосредственного контакта между ними. |
| Многоходовой аппарат | Multi-pass heat exchanger | Теплообменник, в котором теплоноситель проходит вдоль трубного пучка несколько раз за счёт перегородок в крышках. |
| Однопроходный аппарат | Single-pass / Once-through | Теплообменник без перегородок в крышках — каждый поток проходит вдоль пучка один раз. |
Расчётные величины
| Русский термин | English | Определение |
|---|---|---|
| Тепловая нагрузка (Q) | Heat duty / Thermal load | Количество тепла, которое нужно передать в единицу времени. Единицы: кВт, МВт, Вт. Q = G × c × ΔT. |
| Площадь теплообмена (F) | Heat transfer area (A) | Суммарная площадь внешней (или внутренней) поверхности трубок, участвующих в теплообмене. Единицы: м². Подбирается по формуле F = Q/(K×ΔTср). |
| Коэффициент теплопередачи (K) | Overall heat transfer coefficient (U) | Величина, учитывающая все сопротивления теплопередаче. 1/K = 1/α₁ + Rf₁ + δ/λ + Rf₂ + 1/α₂. Единицы: Вт/м²·К. |
| Коэффициент теплоотдачи (α) | Heat transfer coefficient (h) | Величина, характеризующая интенсивность теплообмена между поверхностью и жидкостью. Единицы: Вт/м²·К. Рассчитывается через критерий Nu. |
| Логарифмический средний напор (LMTD) | Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD) | Средний движущий температурный напор между горячей и холодной средами. LMTD = (ΔT₁−ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂). |
| Поправочный коэффициент LMTD (F) | LMTD correction factor (F) | Коэффициент для учёта отклонения от идеального противотока (0,75–1,0). ΔTeff = F × LMTD_counterflow. |
| Коэффициент загрязнения (Rf) | Fouling factor / Fouling resistance (rd) | Термическое сопротивление отложений на поверхности теплообмена. Единицы: м²·К/Вт. По TEMA: 0,0001–0,0005. |
| Число Нуссельта (Nu) | Nusselt number (Nu) | Безразмерный коэффициент теплоотдачи. Nu = α×d/λ. Рассчитывается как функция Re и Pr. |
| Число Рейнольдса (Re) | Reynolds number (Re) | Критерий режима течения. Re = ρ×v×d/μ. Re < 2300 — ламинарное, > 10 000 — турбулентное. |
| Число Прандтля (Pr) | Prandtl number (Pr) | Безразмерное отношение вязкостного к тепловому переносу. Pr = c_p × μ / λ. Для воды ≈ 2–9, для масла ≈ 50–500. |
| Число единиц переноса тепла (NTU) | Number of Transfer Units (NTU) | Безразмерный параметр для поверочного расчёта. NTU = K×F/C_min. Используется совместно с методом ε-NTU. |
| Эффективность теплообменника (ε) | Effectiveness (ε) | Отношение реального теплообмена к максимально возможному. ε = Q_реал / Q_max, где Q_max = C_min × (T_горячая_вх − T_холодная_вх). |
| Запас по площади | Over-surface / Design margin | Превышение расчётной площади над теоретически необходимой. Минимальный запас: 20–25%. |
Гидравлика и потоки
| Русский термин | English | Определение |
|---|---|---|
| Перепад давления (ΔP) | Pressure drop (ΔP) | Разница давлений между входом и выходом тракта аппарата. Типично: 0,05–0,15 МПа на тракт. Ограничивается возможностями насоса. |
| Противоток | Counterflow / Counter-current | Схема движения, при которой горячая и холодная среды движутся навстречу. Обеспечивает максимальный LMTD и лучшую эффективность. |
| Прямоток | Parallel flow / Co-current | Схема движения, при которой горячая и холодная среды движутся в одном направлении. LMTD ниже, чем при противотоке. |
| Перекрёстный ток | Cross flow | Схема, при которой один поток движется поперёк другого. Характерна для межтрубного пространства при сегментных перегородках. |
| Трубный тракт | Tube side | Внутреннее пространство трубок — один из двух трактов теплообменника. Обычно — для горячей или агрессивной среды (легче чистить). |
| Межтрубное пространство | Shell side | Пространство между трубками и кожухом — второй тракт теплообменника. Обычно — для охлаждающей воды. |
| Байпас | Bypass | Трубопровод в обход теплообменника с регулирующим клапаном. Применяется для поддержания температуры горячей среды выше минимума. |
| Воздушная пробка | Air lock / Air pocket | Скопление воздуха в верхней точке тракта, снижающее эффективность теплообмена. Устраняется через воздухоотводный вентиль. |
| Турбулентный режим | Turbulent flow | Режим течения при Re > 10 000. Характеризуется хорошей теплоотдачей. Достигается при скорости воды в трубках ≥ 0,8–1,0 м/с. |
| Ламинарный режим | Laminar flow | Режим течения при Re < 2300. Слабая теплоотдача. Характерен для вязких масел при малых скоростях. Нежелателен в теплообменниках. |
| Рециркуляция охлаждающей воды | Cooling water recirculation | Система оборотного водоснабжения: вода после нагрева охлаждается в градирне и возвращается. Экономит воду в 3–5 раз. |
| Прямоточное водоснабжение | Once-through cooling | Система, при которой охлаждающая вода используется однократно и сбрасывается. Высокий расход воды. |
Материалы
| Русский термин | English | Определение / Эквивалент |
|---|---|---|
| Сталь углеродистая ст.20 | Carbon steel (CS), ASTM A106/A179 | Наиболее распространённый материал трубок для воды и масел. λ=50 Вт/м·К. Коррозионно нестоек в агрессивных средах. |
| Нержавеющая сталь 08Х18Н10Т | Stainless steel 304 (AISI 304) | Аустенитная нержавейка без молибдена. Стойка к общей коррозии. Чувствительна к питтингу в хлоридах. λ=16 Вт/м·К. |
| Нержавеющая сталь 03Х17Н14М2 | Stainless steel 316L (AISI 316L) | Нержавейка с 2% Mo. Повышенная стойкость к питтинговой коррозии в хлоридах. Применяется при Cl⁻ до 500 ppm. |
| Дуплексная нержавейка 22%Cr | Duplex stainless steel 2205 (ASTM S31803) | Двухфазная (феррит+аустенит) сталь. Высокая стойкость к SCC и питтингу. PREN ≈ 35. Для хлоридных сред до 1000 ppm. |
| Титан ВТ1-0 | Titanium Grade 2 (ASTM B338) | Максимальная коррозионная стойкость: морская вода, рассолы, хлориды без ограничений. λ=17 Вт/м·К. Дорогой, но срок службы 30–40+ лет. |
| Медно-никелевый сплав МНЖ5-1 | Cupronickel 90/10 (UNS C70600) | Медь с 10% Ni. Применяется для морской воды. Стоек к биообрастанию. Скорость не более 2 м/с (эрозия). |
| Куниаль (70% Cu, 30% Ni) | Cupronickel 70/30 (UNS C71500) | Более стойкий вариант МНЖ для морской воды с высокими скоростями и температурами. |
| Сталь 09Г2С | Low-alloy steel (ASTM A516 Gr.70 аналог) | Низколегированная сталь для сосудов под давлением. Хорошая ударная вязкость при низких температурах (до −70°C). |
| Паронит ПОН-Б | Non-asbestos gasket / CNAF gasket | Прокладочный материал на основе синтетических волокон. Замена асбестового паронита. ГОСТ 481. |
| PTFE (фторопласт) | PTFE (Polytetrafluoroethylene) / Teflon | Химически стойкий пластик для прокладок и футеровки. Рабочая температура до 250°C. Химически инертен к большинству сред. |
Коррозия и защита
| Русский термин | English | Определение |
|---|---|---|
| Питтинговая коррозия | Pitting corrosion | Локальное растворение металла в виде ямок (питтов). Характерна для нержавеющих сталей в хлоридсодержащих средах. |
| Коррозия под напряжением (КРН) | Stress Corrosion Cracking (SCC) | Растрескивание металла под действием растягивающих напряжений в коррозионной среде. Нержавейка чувствительна при T > 60°C и хлоридах. |
| Межкристаллитная коррозия (МКК) | Intergranular corrosion (IGC) | Коррозия по границам зёрен нержавеющей стали после нагрева до 450–850°C (зона термовлияния при сварке). Профилактика: стали 316L, 304L (низкоуглеродистые). |
| Эрозионная коррозия | Erosion-corrosion | Механическое разрушение защитной плёнки скоростным потоком. Зоны: входы в трубки, колена. Предотвращение: скорость ≤ 2 м/с, фильтрация. |
| Гальваническая коррозия | Galvanic corrosion | Электрохимическое растворение менее благородного металла при контакте с более благородным в проводящей среде. |
| Накипь (карбонатная) | Scale / Calcium carbonate deposit | Отложения CaCO₃ и CaSO₄ на поверхности трубок из жёсткой воды. Накипь 1 мм снижает K на 15–20%. |
| Биообрастание | Biofouling / Biotic fouling | Осаждение микроорганизмов (водорослей, бактерий) на поверхности теплообмена. Ухудшает теплопередачу, вызывает микробиологическую коррозию (MIC). |
| Ингибитор коррозии | Corrosion inhibitor | Химическое вещество, вводимое в охлаждающую воду для замедления коррозии. Примеры: молибдаты, хроматы (запрещены), бензотриазол (BTA) для меди. |
| Протекторная защита | Cathodic protection / Sacrificial anode | Установка цинкового или магниевого анода для защиты от гальванической коррозии. Анод растворяется вместо защищаемого металла. |
| Число PREN | PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) | Показатель стойкости к питтинговой коррозии. PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. 304: PREN≈18; 316L: PREN≈24; 2205: PREN≈35. |
Эксплуатация и техническое обслуживание
| Русский термин | English | Определение |
|---|---|---|
| CIP-промывка | CIP (Cleaning in Place) | Промывка внутри аппарата без разборки: циркуляция химического раствора через замкнутый контур. Без демонтажа трубопроводов. |
| Гидродинамическая очистка | Hydro-jetting / Water jetting | Очистка трубок высокоскоростной струёй воды (200–400 бар). Эффективна для твёрдых отложений, не химически активна. |
| Ревизия аппарата | Inspection / Turnaround inspection | Плановый осмотр с частичной или полной разборкой, измерением остаточной толщины стенок трубок и оценкой их состояния. |
| Вихретоковый контроль (ВТК) | Eddy current testing (ECT) | Неразрушающий метод контроля трубок: выявление утонений, питтов, трещин без разборки. Зонд вводится в каждую трубку. |
| Ультразвуковой контроль (УЗК) | Ultrasonic Testing (UT) | Измерение толщины стенки трубки или кожуха ультразвуком. Точность ±0,1 мм. |
| Гидравлическое испытание | Hydrostatic test / Pressure test | Испытание давлением воды P = 1,25 × P_рабочее. Выдержка 10 минут. Результат — отсутствие течей. По ГОСТ Р 52630. |
| Пневматическое испытание | Pneumatic test / Leak test | Испытание воздухом или инертным газом для поиска утечек. Давление ниже, чем при гидроиспытании. Чувствительность повышается с обмылкой. |
| Течеискание гелием | Helium leak test | Высокочувствительный метод обнаружения микронеплотностей с использованием гелия и масс-спектрометрического детектора. Порог: 10⁻⁸ Па·м³/с. |
| Консервация | Preservation / Mothballing | Мероприятия по защите аппарата при длительном хранении или остановке: дренаж воды, заполнение инертным газом или ингибированной водой. |
Нормы и стандарты
| Аббревиатура / Термин (RU) | English / Полное название | Описание |
|---|---|---|
| ГОСТ Р 52630 | Russian national standard (pressure vessels) | Сосуды и аппараты стальные сварные. Требования к изготовлению. Российский аналог ASME VIII Div.1. |
| ГОСТ 14245 | GOST 14245 (S&T heat exchangers) | Типы кожухотрубных теплообменников ХН, ХК, ХП, ХУ; основные параметры и размеры. |
| API 660 | API 660: Shell-and-tube HE for general refinery services | Стандарт American Petroleum Institute для кожухотрубных теплообменников нефтяной промышленности. |
| TEMA | Tubular Exchanger Manufacturers Association | Стандарты TEMA (США). Три класса: R (нефтяная пром-ть), C (общее), B (химическая). Определяют допустимые зазоры, толщины, Rf. |
| ASME VIII | ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII | Американский стандарт сосудов под давлением. Div.1 — общий, Div.2 — повышенные требования к расчётам. Признан в большинстве стран. |
| NACE MR0175 | NACE MR0175 / ISO 15156 (H₂S service) | Требования к материалам для применения в H₂S-содержащих средах (кислые нефтяные среды). Ограничения по твёрдости стали. |
| EN 10204 | EN 10204 (Inspection certificates) | Европейский стандарт на сертификаты на материалы: 2.2 (заводской тест), 3.1 (инспекция производителя), 3.2 (независимый инспектор). |
| Ростехнадзор (РТН) | Rostechnadzor (Federal Technical Supervision Authority) | Российский орган технического надзора. Регистрирует сосуды под давлением и проводит освидетельствование. Аналог: TÜV (Германия), HSE (UK). |
| Паспорт сосуда | Vessel passport / Manufacturer's data report | Документ, сопровождающий сосуд под давлением: конструктивные данные, материалы, расчёты, протокол испытаний, история ремонтов. |
| HTRI / Xchanger Suite | Heat Transfer Research Inc. software | Коммерческое ПО для теплового и гидравлического расчёта теплообменников. Стандарт де-факто в нефтегазовой промышленности. |
Часто задаваемые вопросы
Shell-and-tube cooler или Shell-and-tube heat exchanger (STHE). В API — «shell-and-tube heat exchanger». Уточняющие слова: cooler (охлаждение), condenser (конденсация), heater (нагрев), reboiler (ребойлер — кипение внизу колонны).
TEMA — Tubular Exchanger Manufacturers Association (США). Три класса: R (Refinery) — наиболее строгие допуски, для нефтяной промышленности; C (Commercial) — упрощённые требования для общего применения; B (Chemical) — средний уровень для химической промышленности. Отличаются: допустимые зазоры, минимальные толщины, значения Rf, требования к корроз. запасам.
Fouling factor = коэффициент загрязнения (Rf). В TEMA обозначается rd — resistance due to deposits. Учитывается в расчёте K: 1/K_эфф = 1/K_чист + Rf₁ + Rf₂. Типичные значения по TEMA: оборотная вода — 0,0002 м²·К/Вт, масло — 0,0002–0,0005.
Tube bundle — трубный пучок (совокупность труб с перегородками). Tube sheet (Tubesheet) — трубная решётка (металлическая плита с отверстиями для закрепления трубок). Shell — кожух. Baffle — поперечная перегородка. Channel head — крышка трубного тракта. Nozzle — штуцер.
API 660 — строже: испытательное давление 1,5 × P_раб (vs 1,25 по ГОСТ), NACE MR0175 обязателен при H₂S, 100% радиография сварных швов, сертификаты EN 10204 3.1/3.2, witnessing испытаний заказчиком, обязательный Data Sheet (форма). Срок изготовления по API — на 3–6 недель дольше и на 20–40% дороже ГОСТ.
PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. Чем выше — тем лучше стойкость к питтингу. Значения: 304 (PREN≈18), 316L (PREN≈24), дуплекс 2205 (PREN≈35), супердуплекс 2507 (PREN≈42). При Cl⁻ > 200 ppm и T > 60°C — рекомендуется PREN > 30.
Heat duty (тепловая нагрузка) — в Data Sheet API 660, в расчётных программах HTRI и Aspen EDR. Единицы в международной документации: kW или MMBtu/hr (миллион британских тепловых единиц в час). 1 MMBtu/hr ≈ 293 кВт. В российской документации — Q, кВт или Гкал/ч.
EN 10204 — европейский стандарт на сертификаты для металлопроката. 2.2 — заводское испытание, подписано производителем. 3.1 — инспекция уполномоченным инспектором производителя, независимым от производственного отдела. 3.2 — инспекция независимым третьим лицом (TÜV, Bureau Veritas и т.п.) или представителем заказчика. API требует 3.1 или 3.2.
Pressure drop — перепад давления (гидравлическое сопротивление) на одном тракте аппарата. В Data Sheet указывается: допустимый ΔP (Allowable ΔP) и расчётный ΔP (Calculated ΔP). Единицы: кПа или psi (1 psi = 6,895 кПа). Типичный ΔP для промышленных охладителей: 50–100 кПа на тракт.
Hydrostatic pressure test или Hydraulic test. Пневматическое испытание — Pneumatic test. Гелиевое течеискание — Helium leak test. Вихретоковый контроль — Eddy current testing (ECT). Ультразвуковой контроль — Ultrasonic testing (UT). Радиографический контроль — Radiographic testing (RT).
Нужна консультация по подбору охладителя?
Наши инженеры говорят на языке технических стандартов — ГОСТ, API, TEMA. Поможем подобрать и рассчитать.
Связаться с инженеромОставить заявку
Читайте также