Quel type de tube un échangeur de chaleur possède-t-il généralement ?

Les échangeurs de chaleur utilisent le plus souvent des tubes « lisses » simples et cylindriques disposés en faisceaux à l'intérieur d'une enveloppe, bien que des tubes à surface améliorée (par exemple, à ailettes) soient également utilisés lorsque des taux de transfert de chaleur plus élevés sont requis. Ces tubes sont généralement fabriqués à partir de métaux résistants à la corrosion et à la température, tels que le cuivre, l'acier au carbone, les aciers inoxydables (304/316L), les alliages cuivre-nickel, le titane, les alliages de nickel (Inconel, Hastelloy) ou le zirconium, sélectionnés en fonction des fluides, des pressions et des températures impliquées. Les faisceaux peuvent être constitués de tubes droits fixés dans des plaques tubulaires ou de tubes en forme de U pour permettre la dilatation thermique, et sont proposés dans des diamètres allant d'environ 0,625″ à 1,5″ (16–38 mm) avec des épaisseurs de paroi conformes aux normes de l'industrie.

Constructions de tubes

Tubes lisses (lisses)

• Description : Tubes cylindriques avec des surfaces internes et externes lisses, offrant des performances de transfert de chaleur de base et une fabrication simple.

• Utilisation : Standard dans les échangeurs à calandre pour de nombreuses applications liquide-liquide ou gaz-liquide.

Tubes à ailettes (améliorés)

• Description : Tubes équipés d'ailettes axiales ou hélicoïdales à l'extérieur (ou à l'intérieur), augmentant considérablement la surface et la turbulence pour améliorer le transfert de chaleur.

• Utilisation : Courant dans les échangeurs refroidis par air ou lorsqu'un côté a un faible coefficient de convection.

Sélection des matériaux

• Acier au carbone et laiton amiral : Économique, performances modérées ; utilisé dans les services d'eau et à basse pression.

• Cuivre et alliages cuivre-nickel : Excellente conductivité thermique et résistance à la corrosion dans l'eau de mer ou l'eau potable.

• Aciers inoxydables (304/316L, Duplex) : Bonne résistance à la corrosion pour les services chimiques et alimentaires.

• Alliages de nickel (Inconel, Hastelloy) : Environnements à haute température et très corrosifs (par exemple, acide, chlorure).

• Titane et zirconium : Résistance supérieure à la fissuration sous contrainte par les chlorures et aux milieux très corrosifs comme l'eau de mer ou les acides.

Configurations de faisceaux

Plaque tubulaire fixe

Les tubes sont soudés ou expansés dans des plaques tubulaires fixes ; simple, économique, mais limité pour tenir compte de la dilatation thermique.

Tube en U

Les coudes en « U » continus permettent une dilatation différentielle entre la calandre et le tube ; plus facile à gérer les contraintes thermiques mais plus difficile à nettoyer à l'intérieur du coude.

Tête flottante

Une plaque tubulaire est libre de flotter, ce qui permet le retrait et l'inspection complets du faisceau ; idéal pour les services nécessitant un nettoyage fréquent.