¿Por qué este tubo no se expandir?

Solución de problemas de expansión incompleta de tubos en intercambiadores de calor

Al expandir los tubos del intercambiador de calor, lograr la reducción adecuada de la pared es crucial para un sellado seguro y sin fugas. A veces, sin embargo, los tubos no se expanden lo suficiente, lo que dificulta la integridad del recipiente. Este artículo describe las causas comunes y los pasos para solucionar problemas de expansión de tubos incompleta.

Preguntas iniciales que debe plantearse

Antes de sumergirnos en diagnósticos complejos, comencemos con estas preguntas fundamentales:

1. Dimensionamiento del motor

¿Es el motor lo suficientemente potente para el trabajo? Un torque insuficiente puede impedir una expansión adecuada. Esto depende de varios factores, entre ellos: el diámetro exterior del tubo (OD), el espesor de la pared, el material del tubo, el espesor y el material de la placa tubular. Un motor que carece del torque necesario tendrá dificultades para expandir el tubo eficazmente.

2. Selección del expansor

¿Está utilizando el expansor correcto? Elegir la herramienta adecuada es fundamental para la expansión. Revisar el diámetro exterior del tubo, el espesor de la pared y si el tubo tiene una pared mínima o promedio revelará si se está utilizando una herramienta del tamaño correcto. Por ejemplo, en una aplicación de pared mínima, se necesita un tamaño de expansor más pequeño para adaptarse al diámetro interior del tubo. Además, si los tubos tienen diámetros internos inconsistentes (DI) debido a las variaciones del proveedor, puede significar que se requieran 2 expansores para el trabajo. Esto generalmente está indicado cuando se logra una reducción muy pequeña de la pared (2-3 %) a pesar de los intentos de expandirse más.

Seal Welded Tubes

3. Tubos soldados

¿Los tubos están soldados herméticamente? Si se seleccionan el motor y el expansor adecuados, las soldaduras suelen ser la causa más común. Si se utilizan rollos estándar en tubos soldados herméticamente, la herramienta podría estar trabajando contra la soldadura en sí, no contra el diámetro interior del tubo. Los rollos de alivio son esenciales en estos escenarios para evitar el contacto con el área soldada.

4. Placas tubulares gruesas

¿Está expandiendo tubos soldados en una placa tubular más gruesa (>2.125”)? La soldadura puede inducir un efecto de tratamiento térmico en los extremos de los tubos, especialmente en placas tubulares más gruesas. El calor excesivo durante la soldadura puede endurecer las primeras 3/16” a ¼” del tubo, haciéndolo resistente a la expansión. Compruebe esto ajustando el rollo en el tubo según la longitud efectiva del rollo. Si la expansión tiene éxito en esta posición ajustada, es probable que el tratamiento térmico sea la causa.

Solución avanzada de problemas

Si las preguntas iniciales no revelan el problema, es necesaria una investigación más profunda. Considere lo siguiente:

  • Compatibilidad de materiales: Analice el material de la placa tubular, el paso de los tubos y el material de los tubos para comprobar su compatibilidad.
  • Diseño del expansor: Evalúe la idoneidad del diseño del expansor para la aplicación específica.
  • Rendimiento del motor: Verifique el rendimiento del motor. Para motores accionados por aire, asegúrese de que haya un suministro de aire constante. Para motores eléctricos, confirme que el voltaje sea estable.
  • Endurecimiento por trabajo: ¿Ha ampliado el área del tubo varias veces? La expansión repetida, especialmente con materiales como Inconel en Hastelloy a un alto torque (por ejemplo, 60 pies-libras), puede provocar endurecimiento por trabajo, lo que evita una mayor expansión.

Problemas raros pero posibles:

  • Espesor de pared extremo: Si el espesor de la pared del tubo es excesivamente alto (por ejemplo, ≥ 20 % del diámetro exterior del tubo, como ½” x .100 de pared), la expansión podría resultar imposible. El expansor necesario sería demasiado pequeño para lograr un rango de expansión suficiente. En tales casos, la soldadura es la única opción viable.
Use a 4 or 5 Roll Expander

Conclusión

Muy a menudo, la incapacidad de expandir un tubo hasta lograr la reducción de pared adecuada se debe a problemas con los tubos soldados o a endurecimiento por trabajo. Al abordar sistemáticamente las preguntas y los pasos de solución de problemas descritos anteriormente, puede identificar la causa e implementar la solución adecuada. Un conocimiento profundo de la aplicación, los materiales y las herramientas es crucial para una expansión de tubos exitosa y un intercambiador de calor confiable.