Tubinvalsning för omtubning av värmeväxlare och pannor

Tubinvalsning för säker infästning i värmeväxlare och pannor

Tubinvalsning, internationellt benämnd tube expansion eller tube rolling, används för att fästa tuber mekaniskt i tubplåten på värmeväxlare, pannor och kondensorer.

Vid mekanisk tubinvalsning expanderas tubänden plastiskt mot hålet i tubplåten med hjälp av en tubexpander, tube expander. Processen skapar en mekanisk infästning mellan tub och tubplåt, internationellt kallad tube-to-tubesheet joint.

En korrekt utförd invalsning ger rätt kontakt mellan tuben och tubplåten och bidrar till ett tätt och hållbart förband. Det minskar risken för läckage, oplanerat underhåll och kostsamma driftstopp.

Tubinvalsning vid omtubning och reparation

Tubinvalsning är ett centralt arbetsmoment vid omtubning av värmeväxlare och pannor. Internationellt används termerna heat exchanger retubing och boiler retubing.

Arbetet kan omfatta:

montering och invalsning av nya tuber
utbyte av slitna, korroderade eller skadade tuber
eftervalsning av befintliga förband när konstruktionen och skicket tillåter det
tillverkning och reparation av värmeväxlare, pannor och kondensorer
infästning av tuber i enkel eller dubbel tubplåt
arbete i verkstad eller direkt ute i anläggningen

Vid reparation måste tubens, tubplåtens och det befintliga förbandets skick bedömas innan eftervalsning utförs. Ett läckande förband kan inte alltid åtgärdas genom ytterligare expansion.

Så fungerar mekanisk tubinvalsning

En mekanisk tubexpander består vanligtvis av en konisk dorn och flera valsar. När dornet drivs fram pressas valsarna mot tubens insida, så att tubänden expanderas mot tubplåtens hål.

Processen benämns mechanical tube expansion eller roller expansion. Resultatet påverkas bland annat av:

tubens ytterdiameter och godstjocklek
tubplåtens håldiameter och tjocklek
tubens och tubplåtens material
tubexpanderns arbetslängd
valsarnas och dornens geometri
varvtal och applicerat vridmoment
krav på väggtjockleksreduktion
förbandets konstruktion och tillämpliga specifikation

Rätt kombination av maskin, tubexpander och inställningar är avgörande för ett jämnt och repeterbart resultat.

Kontrollerad expansion med rätt vridmoment

Vid momentstyrd tubinvalsning, torque-controlled tube expansion, ställs drivmaskinen in för att stoppa eller frikoppla vid ett bestämt vridmoment. Det bidrar till en mer konsekvent expansion när ett större antal tuber ska valsas.

För liten expansion, under-rolling, kan ge otillräcklig kontakt och ett svagt eller otätt förband. För stor expansion, over-rolling, kan orsaka för stor reduktion av tubväggen, deformation eller belastning på tub och tubplåt.

Inställningen bör därför fastställas genom beräkning och provvalsning för den aktuella kombinationen av:

tubmaterial
tubdimension och godstjocklek
tubplåtsmaterial
håldiameter
hålprofil
önskad väggtjockleksreduktion
krav på förbandets täthet och hållfasthet

Ett generellt momentvärde bör inte användas för flera olika material- och dimensionskombinationer utan verifiering.

Utrustning för tubinvalsning

Tubeck erbjuder maskiner och verktyg för mekanisk tubinvalsning i värmeväxlare, pannor och kondensorer. Sortimentet kan omfatta:

elektriska och pneumatiska valsmaskiner
momentstyrda drivenheter, tube rolling drives
tubexpandrar för värmeväxlare
tubexpandrar för pannor
valsar och dornar
förlängare och tillbehör
verktyg för olika tubdimensioner och tubplåtstjocklekar
utrustning för seriemässig invalsning

Kompakta drivenheter och anpassade verktyg gör det möjligt att arbeta även där utrymmet är begränsat. Vid återkommande invalsning kan momentstyrning bidra till kortare cykeltider och jämnare resultat mellan tuberna.

Material och val av tubexpander

Tuber och tubplåtar kan vara tillverkade av exempelvis kolstål, rostfritt stål, kopparlegeringar, titan eller andra specialmaterial. Materialkombinationen påverkar hur mycket tuben kan expanderas och vilken verktygsgeometri som bör användas.

Valet av tubexpander bör baseras på:

tubens inner- och ytterdiameter
godstjocklek
tubplåtens tjocklek
tubplåtshålets diameter och utförande
materialkombination
rak eller flänsad tubände
enkel eller dubbel tubplåt
tillgängligt arbetsutrymme
tillämplig ritning, standard eller svetsprocedur

Fel arbetslängd eller olämplig verktygsgeometri kan ge en expansion utanför avsett område och försämra förbandet.

Köpa eller hyra utrustning för tubinvalsning

För återkommande arbeten kan egen utrustning ge god tillgänglighet och ett effektivt arbetsflöde. Vid enstaka omtubningar, revisioner eller tillfälliga projekt kan hyra av tube rolling equipment vara ett mer kostnadseffektivt alternativ.

Vid val mellan köp och hyra bör ni ta hänsyn till: