فهرست مطالب

مقدمه

استاندارد TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association) یکی از معتبرترین استانداردهای صنعتی برای طراحی، ساخت، آزمایش و نگهداری مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله (Shell and Tube Heat Exchangers) است. این استاندارد توسط انجمن تولیدکنندگان مبدل‌های حرارتی (TEMA) تدوین شده و به‌طور گسترده در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌شود.

اهداف استاندارد TEMA

  1. ایجاد هماهنگی و یکنواختی: ارائه دستورالعمل‌های جامع برای طراحی و ساخت مبدل‌های حرارتی
  2. افزایش کیفیت: بهبود عملکرد و کارایی مبدل‌های حرارتی
  3. ایمنی و قابلیت اطمینان: کاهش خطرات ناشی از نقص یا خرابی مبدل‌ها
  4. تسهیل تعمیر و نگهداری: دستورالعمل‌های استاندارد برای عملیات تعمیر و بازسازی

اجزای اصلی تحت پوشش استاندارد TEMA

1) طراحی مکانیکی

  • انتخاب مواد مناسب بر اساس شرایط دما، فشار و نوع سیال
  • محاسبات تنش و تحمل قطعات برای اطمینان از دوام

2) طراحی حرارتی

  • محاسبه انتقال حرارت برای بهینه‌سازی عملکرد مبدل
  •  تعیین تعداد و اندازه لوله‌ها، قطر پوسته، و نوع جریان

3) پیکربندی مبدل

TEMA شامل 9 نوع طراحی اصلی برای مبدل‌های حرارتی است که با کدهای مشخصی دسته‌بندی شده‌اند:

  • نوع پوسته: E، F، G، H، J، X.
  • نوع لوله: T، U، W.

مثال: مبدل AEL (پوشش جلویی A، پوسته E، پوشش انتهایی L)

4) ساخت و تولید

  • استانداردهای مربوط به جوشکاری، ماشین‌کاری و مونتاژ قطعات

5) بازرسی و آزمایش

  •  آزمون‌های هیدرواستاتیک، فشار، و نشتی
  • استانداردهای مربوط به بازرسی چشمی و غیرمخرب (NDT).

6) نگهداری و تعمیرات

  • دستورالعمل‌هایی برای تمیز کردن، تعویض قطعات و بررسی دوره‌ای

ویژگی‌های مهم استاندارد TEMA

  • جدول‌ها و نمودارهای جامع: شامل داده‌های فنی برای انتخاب و طراحی اجزای مبدل
  • تعاریف و اصطلاحات استاندارد: ایجاد زبان مشترک میان طراحان، سازندگان و کاربران
  • تعامل با استانداردهای دیگر: TEMA اغلب با استانداردهایی مانند ASME (برای فشار و تنش) و API (برای صنایع نفت و گاز) ترکیب می‌شود.

آزمون‌ها و بازرسی‌ها بر اساس TEMA

استاندارد TEMA تأکید زیادی بر بازرسی‌های دقیق دارد، از جمله:

  • آزمون فشار (Pressure Test): برای اطمینان از تحمل فشار طراحی‌شده
  • آزمون نشتی (Leak Test): بررسی آب‌بندی اتصالات و لوله‌ها
  • آزمون حرارتی (Performance Test): ارزیابی کارایی انتقال حرارت مبدل

مزایای رعایت استاندارد TEMA

  1. بهبود کیفیت و عملکرد: مبدل‌های طراحی‌شده طبق TEMA بهره‌وری بالاتری دارند.
  2. افزایش طول عمر تجهیزات: کاهش احتمال خرابی و نیاز به تعمیرات مکرر.
  3. ایمنی بیشتر: جلوگیری از خطرات ناشی از نقص تجهیزات.
  4. پذیرش بین‌المللی: رعایت این استاندارد به‌معنای انطباق با نیازهای جهانی است.

کاربردهای استاندارد TEMA

  • صنایع نفت و گاز: برای خنک کردن یا گرم کردن سیالات
  • پالایشگاه‌ها: بازیابی حرارت و تبادل انرژی در فرآیندهای مختلف
  • نیروگاه‌ها: مبدل‌های حرارتی در سیستم‌های تولید برق
  • صنایع غذایی و دارویی: استفاده در فرآیندهای حرارتی حساس

نکات مهم

استاندارد TEMA مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله را بر اساس نوع طراحی، اجزا و کاربرد به چند دسته‌بندی مشخص تقسیم می‌کند. این دسته‌بندی‌ها با ترکیب حروف برای بخش‌های مختلف مبدل (جلوی مبدل، پوسته و انتهای مبدل) مشخص می‌شوند.

  1. دسته‌بندی بر اساس نوع پوشش جلویی (Front Head Types)

پوشش جلویی مبدل بخشی است که سیال وارد مبدل می‌شود. این بخش می‌تواند طراحی‌های مختلفی داشته باشد:

A: Channel with Removable Cover

مناسب برای تمیزکاری داخلی بدون نیاز به جداسازی لوله‌ها.

B: Bonnet (Integral Cover)

پوشش یکپارچه؛ اقتصادی‌تر اما تمیزکاری سخت‌تر.

C: Channel Integral with Tube sheet

یکپارچه با صفحه لوله؛ برای کاهش هزینه تولید.

N: No Tube Sheet

بدون صفحه لوله، برای کاربردهای خاص.

D: Special Construction

طراحی خاص بر اساس نیاز مشتری.

  1. دسته‌بندی بر اساس نوع پوسته (Shell Types)

پوسته مبدل مسیری است که سیال ثانویه در آن جریان دارد. استاندارد TEMA چندین نوع پوسته را تعریف کرده است:

E: Single Pass Shell

رایج‌ترین نوع؛ سیال فقط یک بار از داخل پوسته عبور می‌کند.

F: Two Pass Shell

سیال دو بار از پوسته عبور می‌کند؛ مناسب برای افزایش انتقال حرارت.

G: Split Flow Shell

جریان سیال به دو بخش تقسیم می‌شود؛ برای کاهش افت فشار.

H: Double Split Flow Shell

جریان سیال به چهار بخش تقسیم می‌شود؛ برای کاربردهای خاص.

J: Divided Flow Shell

جریان موازی برای توزیع یکنواخت حرارت.

K: Kettle Type Shell

برای تولید بخار و کاربردهای خاص.

X: Cross Flow Shell

جریان سیال در زاویه‌ای خاص وارد و خارج می‌شود.

  1. دسته‌بندی بر اساس نوع پوشش انتهایی (Rear Head Types)

پوشش انتهایی بخشی است که سیال از آن خارج می‌شود. طراحی آن تأثیر زیادی بر تمیزکاری و نگهداری مبدل دارد:

L: Fixed Tube sheet

ساده‌ترین طراحی؛ مناسب برای سیالات تمیز.

M: Floating Head

امکان جابه‌جایی لوله‌ها برای تمیزکاری داخلی.

N: Removable Bundle

امکان جداسازی کامل لوله‌ها از پوسته.

P: Pull Through Floating Head

طراحی پیشرفته برای تسهیل نگهداری.

S: Split Back Ring Floating Head

مناسب برای فشارهای بالا.

T: U-Tube

لوله‌های خم‌شده به شکل U؛ ارزان‌تر اما تمیزکاری سخت‌تر.

ترکیب‌بندی‌ها (Configurations)​

برای نام‌گذاری مبدل‌های حرارتی طبق TEMA، از ترکیب حروف نوع جلویی، پوسته و انتهایی استفاده می‌شود. به عنوان مثال‌:

AEL: (A: کانال با پوشش قابل جداسازی / E: پوسته با یک عبور / L: انتهای ثابت)

BEM: (B: پوشش یکپارچه / E: پوسته با یک عبور / M: انتهای شناور)

ویژگی‌های مهم انواع مبدل‌های TEMA

  • مبدل‌های Fixed Tube sheet (AEL, BEM)

طراحی ساده و اقتصادی

مناسب برای سیالات تمیز

مشکل: تمیزکاری سخت برای طرف پوسته

  • مبدل‌های Floating Head (AEM, BFM)

لوله‌ها قابل جابه‌جایی هستند.

مناسب برای سیالات آلوده یا رسوب‌زا

مشکل: هزینه بالاتر و پیچیدگی بیشتر

  • مبدل‌های U-Tube (AEU, BEU)

لوله‌های خم‌شده به شکل U

هزینه کمتر، اما تمیزکاری داخلی دشوار

مناسب برای اختلاف دمای بالا

  • مبدل‌های Kettle Type (AKU, BKU)

برای تبخیر و تولید بخار

طراحی خاص با فضای جداگانه برای بخار

انتخاب نوع مبدل بستگی به عوامل زیر دارد:

  1. نوع سیالات: تمیز، خورنده، یا رسوب‌زا
  2. شرایط عملیاتی: فشار و دما
  3. سهولت نگهداری: قابلیت تمیزکاری و تعمیرات
  4. هزینه: طراحی‌های پیچیده‌تر معمولاً گران‌تر هستند.

* شایان ذکر است این استاندارد به‌طور دوره‌ای به‌روزرسانی می‌شود و ویرایش دهم (10th Edition) آخرین ویرایش است.

https://uupload.ir/view/tema_b0ym.xlsx/

لیست استاندارد TEMA

در صورت نیاز به فایل موردنظر، به فروشگاه مراجعه فرمایید.

دانلود استاندارد TEMA