أنابيب المبادل الحراري: دليل اختيار المواد والدرجات والأحجام

أنابيب المبادل الحراري  هي أنابيب رقيقة الجدران تشكل حزمة من مبادل حراري ذو غلاف وأنبوب، أو مكثف، أو مبخر، أو سخان مياه التغذية - وهو السطح الذي تمر عبره الحرارة بين سائلين. اختيار الأنبوب عبارة عن توازن بين ثلاثة أشياء في وقت واحد: التوصيل الحراري، والقوة الميكانيكية عند درجة الحرارة، ومقاومة التآكل لكل  من  سوائل جانب الأنبوب وجانب الصدفة. أخطأت في فهم المادة وتسربت الحزمة؛ أخطأ في الجدار أو التسامح وفشل في إغلاق ورقة الأنابيب.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) هي شركة تصنيع صينية تقوم بتوريد المبادلات الحرارية وأنابيب المكثف حسب الطلب عبر مجموعة المواد الكاملة - الفولاذ الكربوني وسبائك Cr-Mo والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والمزدوج والنحاس والنيكل وسبائك النيكل والتيتانيوم - وفقًا لمعايير ASTM وASME وEN وDIN وJIS وGB. يقدم هذا الدليل المعايير الحاكمة، والخصائص الميكانيكية التي تم التحقق منها بواسطة ASME لدرجات الفولاذ، ونطاقات الأبعاد، ومنطق واضح لاختيار المواد للطاقة، والتكرير، والبتروكيماويات، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والأعمال البحرية.

محتويات

1. ما هي أنابيب المبادل الحراري؟

2. عائلات المواد الأنبوبية

3. المعايير والخصائص الميكانيكية التي تم التحقق منها

4. الأحجام وسمك الجدار والتسامح

5. تكوينات الأنبوب ووصلات الأنابيب

6. اختيار المواد حسب الخدمة

7. كيفية تحديد أنابيب المبادل الحراري (قائمة التحقق من أمر الشراء)

8. الأسئلة المتداولة

1. ما هي أنابيب المبادل الحراري؟

يحمل أنبوب المبادل الحراري سائلًا واحدًا من خلال تجويفه بينما يتدفق السائل الثاني عبر سطحه الخارجي في الغلاف. تنتقل الحرارة عبر جدار الأنبوب، وبالتالي فإن الأنبوب هو سطح العمل للوحدة بأكملها. نظرًا لأنه يمكن أن يكون هناك مئات أو آلاف الأنابيب في حزمة واحدة، يتم توسيع كل منها أو لحامها في ورقة أنابيب عند كلا الطرفين، فإن اتساق القطر الخارجي والجدار والاستقامة مهم بقدر الدرجة.

التعريف — مبادل حراري / أنبوب مكثف أنبوب رقيق الجدران غير ملحوم أو ملحوم يستخدم في المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب، والمكثفات، والمبخرات، وسخانات مياه التغذية لنقل الحرارة بين سائلين. تخضع للمعايير الخاصة بالأنابيب (مثل ASTM A179، A213، A249، B111، B338) - وليس بمعايير الأنابيب - لأن القبول مبني على التحكم في الجدار، والانتهاء من السطح وسلامة وصلات الأنابيب بدلاً من احتواء ضغط الخط.

يعد هذا التمييز بين الأنبوب والأنابيب هو الخطأ الوحيد الأكثر شيوعًا في المواصفات في شراء المبادل الحراري، وهو ما يقود بقية هذا الدليل.

2. عائلات المواد الأنبوبية

تقوم ZC بتزويد خمس عائلات من المواد لواجب المبادل الحراري. يتم تحديد العائلة المناسبة أولاً من خلال بيئة التآكل ودرجة الحرارة، ثم يتم تضييقها من خلال التكلفة والموصلية.

الكربون والصلب C-Mo

المواصفات:  A179، A192، A210، A214

الاستخدام:  غلاية، مياه تغذية، مبرد الزيت

الحد:  السوائل غير المسببة للتآكل

سبائك الصلب الكروم مو

المواصفات:  A213 T11 / T12 / T22 / T91

الاستخدام:  مسخن فائق، درجة حرارة عالية HX

الحد:  زحف درجة الحرارة المرتفعة

غير القابل للصدأ / دوبلكس

المواصفات:  A213 / A249؛ 2205

الدرجات:  TP304/L، TP316/L

الاستخدام:  الأحماض والكلوريدات والنظافة

النحاس / النحاس والنيكل

المواصفات:  ASTM B111

الدرجات:  90/10، 70/30 نحاس-ني

الاستخدام:  التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والمكثفات البحرية

سبائك النيكل

الدرجات:  إنكونيل 600/625

أيضا:  هاستيلوي C276، مونيل 400

الاستخدام:  التآكل الشديد/الحرارة

التيتانيوم

الصفوف:  الصف 2، الصف 5 (B338)

الاستخدام:  مياه البحر، تحلية المياه

القوة:  خفيف، مقاوم للكلوريد

3. المعايير والخواص الميكانيكية التي تم التحقق منها

يوضح الجدول أدناه معيار الأنبوب الحاكم والحد الأدنى من الخصائص الميكانيكية للقسم II-A من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين لدرجات الكربون وسبائك الفولاذ. القيم مأخوذة من مواصفات ASME BPVC II-A، وليست تقديرية.

المصدر: ASME BPVC القسم II-A (SA-179، SA-192، SA-210، SA-214، SA-213). لا يحمل A179 وA214 أي اختبار شد إلزامي في الجسم القياسي ويتم قبولهما على الصلابة؛ أرقام الشد الموضحة لـ A179/A192 هي قيم التصميم من الملاحظات التوضيحية.

حرج — T91 ليس من الدرجة المقاومة للصدأ.  يغطي ASTM A213 كلاً من الأنابيب الحديدية والأوستنيتية، ويقع T91 (9Cr-1Mo-V) في عائلة  الحديدي-المارتنسيتي  ، وليس عائلة الفولاذ الأوستنيتي. لا تقم بتجميع T91 مع TP304 / TP316 في طاولة التآكل أو إجراء اللحام. تعتبر قوة الزحف في درجات الحرارة العالية ممتازة، ولكن سلوك التآكل وقابلية اللحام (الحرارة المسبقة، PWHT) تختلف تمامًا عن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

بالنسبة لأنابيب المبادل الحراري غير القابل للصدأ الأوستنيتي، فإن المعايير الصحيحة هي  ASTM A213 (غير الملحومة)  و  ASTM A249 (ملحومة)  في الدرجات TP304/304L وTP316/316L؛ تستخدم الحزم المزدوجة 2205 (UNS S31803/S32205). أنابيب المكثف المصنوعة من سبائك النحاس تتبع ASTM B111، وأنابيب التيتانيوم تتبع ASTM B338. قم بتأكيد الحد الأدنى الميكانيكي الدقيق لهذه الدرجات غير الفولاذية وفقًا للمعايير المعمول بها ورمز التصميم الخاص بك.

مذكرة المشتريات - 'A312' في استفسار عن المبادل الحراري هي علامة حمراء.  ASTM A312 هي مواصفات  الأنابيب غير القابل للصدأ  . إنها تشترك في أسماء الدرجات TP304/TP316، لذلك من السهل نسخها إلى استعلام الأنبوب عن طريق الخطأ - ولكن يجب طلب أنبوب المبادل الحراري إلى A213 (غير ملحوم) أو A249 (ملحوم)، والتي تحمل متطلبات الأبعاد الخاصة بالأنبوب، والتسطيح، والإشعال، والتيار الدوامي التي تحتاجها الحزمة بالفعل. حدد معيار الأنبوب، وسيتبعه المنتج المناسب.

تتداخل درجات الكربون وCr-Mo هنا بشكل كبير مع ممارسة أنابيب الغلايات؛ لمعرفة حدود درجة الحرارة وتفاصيل الدرجة في A192 / A210 / A213، راجع موقعنا دليل درجات أنبوب الغلاية → ، وللعائلة المقاومة للصدأ، وأوضح الأنابيب غير الملحومة الأوستنيتي →

4. الأحجام وسمك الجدار والتفاوتات

يتم التحكم في أبعاد أنبوب المبادل الحراري بشكل أكثر إحكامًا من الأنابيب الخطية، نظرًا لأن معامل غشاء جانب الأنبوب وتوسيع صفائح الأنابيب يعتمدان على OD والجدار المتسقين. النطاقات القياسية لـ ZC أدناه؛ يتم تصنيع الأحجام المخصصة حسب الطلب.

البصيرة الهندسية - الجدار المتوسط ​​مقابل الحد الأدنى للجدار يغير السعر والتصميم.  يمكن طلب الأنبوب لتحمل متوسط ​​الجدار أو الحد الأدنى للجدار. يضمن الحد الأدنى من الجدار أنحف نقطة ولكنه يكلف أكثر ويكون أثقل في المتوسط؛ الجدار المتوسط ​​أخف وزنًا وأرخص ولكنه يسمح ببقع رقيقة في حدود التسامح. يجب أن يستخدم تصميم الضغط وحسابات التخفيف على شكل حرف U الأساس الذي طلبته بالفعل - اذكره بوضوح بدلاً من تركه افتراضيًا للطاحونة.

5. تكوينات الأنبوب ووصلات الأنابيب

بالإضافة إلى الدرجة والحجم، هناك ثلاثة خيارات للتكوين تشكل ترتيب الأنبوب: هندسة الحزمة، والتشطيب النهائي للأنبوب، وما إذا كان السطح عاديًا أو مزعنفًا.

النطاقات القياسية ZC. ينبغي تحديد أساس OD/جدار أكثر إحكامًا وأساس الجدار المتوسط ​​مقابل الحد الأدنى للجدار عند الطلب ليتوافق مع تصميم المبادل.

يتم ربط نهايات الأنبوب بصفائح الأنابيب عن طريق تمديد الأسطوانة، أو عن طريق اللحام، أو كليهما (ملحومة موسعة ومختومة) لتحقيق سلامة أعلى. تؤدي الانحناءات على شكل حرف U إلى ترقق الجدار على نصف القطر الخارجي وقد تتطلب تخفيف الضغط على درجات معينة، لذلك يجب ذكر جدول الأنبوب على شكل حرف U مع الطلب. للاطلاع على اللحام من الأنبوب إلى الأنبوب وسياق الاتصال الأوسع، راجع نظرة عامة على أنواع الاتصال →

نقطة الهندسة الحرجة - يعد تآكل جانب الأنبوب وتآكل جانب الصدفة مشكلتين مختلفتين.  يمكن أن يمر الأنبوب من الداخل ويفشل من الخارج. قد يتسبب ماء التبريد داخل أنبوب غير قابل للصدأ الأوستنيتي في حدوث تشقق بسبب إجهاد الكلوريد من التجويف، في حين أن نفس الحزمة جيدة على جانب الصدفة. قم دائمًا بتقييم مدى تآكل  كلا  السائلين، عند درجة حرارة التشغيل، قبل تثبيت مادة الأنبوب.

6. اختيار المواد حسب الخدمة

يرسم مسار القرار أدناه بيئات الخدمة الأكثر شيوعًا لمواد أنبوب البداية. يجب تأكيد الاختيار النهائي وفقًا لورقة بيانات العملية ورمز التصميم وكيمياء السوائل.

اختيار نقطة البداية فقط. تأكد من الضغوط الجزئية ومحتوى الكلوريد ودرجة الحرارة والسرعة للواجب الفعلي.

7. كيفية تحديد أنابيب المبادل الحراري (قائمة التحقق من أمر الشراء)

إنجنيرينغ إنسايت — أنبوب المبادل الحراري الذي لا غنى عنه

• معيار الأنبوب ودرجته:  على سبيل المثال ASTM A213 TP316L (سلس) - وليس مواصفات الأنبوب.

• OD والجدار:  مع أساس التسامح (متوسط ​​الجدار مقابل الحد الأدنى من الجدار).

• الطول والشكل:  مستقيم أو أنبوب على شكل حرف U (مع نصف قطر منحني / حد ترقق).

• المعالجة الحرارية / الحالة:  صلب، معالج بالمحلول؛ PWHT لدرجات السبائك.

• السطح والنظافة:  مخلل، ملدن ساطع، تشطيب ID/OD.

• NDT:  اختبارات التيار الدوامي (ET)، والموجات فوق الصوتية (UT)، والهيدروستاتيكي، واختبارات الحرق/التسطيح.

• الشهادات:  PMI، EN 10204 3.1/3.2 MTR، إمكانية التتبع الكامل.

باعتبارها شركة مصنعة حسب الطلب، تنتج ZC أنابيب إلى ورقة بيانات المبادل الخاص بك - درجة محددة، وأساس التسامح، والطول وجدول U-bend - بدلاً من فرض المهمة على المخزون. عرض صفحة منتج أنابيب المبادل الحراري ← أو موقعنا سلس غير القابل للصدأ →  و ملحومة غير القابل للصدأ → . نطاقات

8. الأسئلة المتداولة

ما هي المواد التي تصنع منها أنابيب المبادل الحراري؟

تصنع أنابيب المبادل الحراري من الفولاذ الكربوني (ASTM A179، A192، A214)، وسبائك الفولاذ Cr-Mo (A213 T11/T22)، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والمزدوج (A213 غير الملحومة / A249 الملحومة، والدرجات TP304/304L، TP316/316L، 2205)، وسبائك النحاس والنيكل (ASTM) B111، 90/10 و70/30 Cu-Ni)، وسبائك النيكل (Inconel، Hastelloy، Monel) والتيتانيوم (Gr.2، Gr.5). يتم اختيار المادة حسب درجة حرارة التشغيل والضغط والتآكل لكل من سوائل جانب الأنبوب وجانب الصدفة.

ما هو الفرق بين أنابيب ASTM A179 و A192؟

A179 عبارة عن أنبوب فولاذي منخفض الكربون غير ملحوم مسحوب على البارد للمبادلات الحرارية والمكثفات في خدمة الضغط المنخفض؛ لا يوجد لديه اختبار شد إلزامي ويتم قبوله على الصلابة (72 HRBW كحد أقصى). A192 عبارة عن أنبوب مرجل من الفولاذ الكربوني غير الملحوم لخدمة الضغط العالي، بحد أقصى من السيليكون يمكن التحكم فيه بنسبة 0.25% وحد صلابة يبلغ 137 HBW. يشترك كلاهما في الحد الأدنى من قيم التصميم البالغة 47 كيلو بوصة مربعة (325 ميجا باسكال) وقوة الشد 26 كيلو بوصة مربعة (180 ميجا باسكال).

ما هو الفرق بين ASTM A213 و A249؟

يغطي A213 الغلايات المصنوعة من سبائك الصلب من الحديد والأوستنيتي، والمسخن الفائق، وأنابيب المبادلات الحرارية؛ يغطي A249 المعادل الملحوم في الفولاذ الأوستنيتي. بالنسبة لأنابيب المبادل الحراري غير القابل للصدأ، A213 هو المسار السلس وA249 هو المسار الملحوم. لاحظ أن A312 هي مواصفات أنبوب، وليست مواصفات الأنبوب الصحيحة، على الرغم من أنها تشترك في تصنيفات درجة TP304/TP316.

ما هي الأحجام التي تأتي بها أنابيب المبادل الحراري؟

تتراوح الأقطار الخارجية لأنبوب المبادل الحراري من حوالي 6 مم إلى 50 مم للأنبوب غير الملحوم وما يصل إلى 150 مم تقريبًا للأنبوب الملحوم، مع سمك جدار من 0.5 مم إلى 10 مم وأطوال من 1 متر إلى 12 مترًا. تعتبر الجدران الرقيقة والتفاوتات الضيقة في OD/wall نموذجية لأن نقل الحرارة من جانب الأنبوب والتوسع من الأنبوب إلى الأنبوب يعتمدان على التحكم في الأبعاد.

ما هي مادة أنبوب المبادل الحراري الأفضل لمياه البحر والمكثفات البحرية؟

بالنسبة لمياه البحر والمكثفات البحرية، فإن الاختيارات المعتادة هي سبائك النحاس والنيكل (90/10 أو 70/30 Cu-Ni) للتوصيل الحراري الجيد ومقاومة الحشف الحيوي، أو التيتانيوم من الدرجة 2 حيث يكون تأليب الكلوريد والتآكل شديدًا. الفولاذ الكربوني القياسي والفولاذ المقاوم للصدأ 304 غير مناسبين عمومًا لمياه البحر الخام بسبب هجوم الكلوريد.

هل أنابيب المبادل الحراري سلسة أم ملحومة؟

كلاهما يستخدم. يُفضل الأنبوب غير الملحوم (A179، A192، A213) للخدمة ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة ويتجنب التماس اللحام. يعتبر الأنبوب الملحوم (الفولاذ الكربوني A214، والفولاذ المقاوم للصدأ A249) فعالاً من حيث التكلفة بالنسبة للحزم الكبيرة في خدمة الضغط المنخفض ويتم تزويده بمنطقة اللحام المعالجة حرارياً بالكامل واختبارها. يعتمد الاختيار على الضغط ودرجة الحرارة والسوائل والميزانية.

مصدر أنابيب المبادل الحراري من أنابيب الصلب ZC

تقوم شركة ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) بتصنيع مبادل حراري وأنابيب مكثف حسب الطلب وفقًا لمعايير ASTM وASME وEN وDIN وJIS وGB - الفولاذ الكربوني (A179/A192/A210/A214)، وسبائك Cr-Mo (A213 T11/T22/T91)، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والمزدوج (A213/A249، 2205)، النحاس والنيكل وسبائك النيكل والتيتانيوم. مراقبة الجودة الصارمة: التحليل الكيميائي، والاختبار الميكانيكي والهيدروستاتيكي، والتيار الدوامي والموجات فوق الصوتية NDT، وPMI. تم تسليم المشاريع في جميع أنحاء أفريقيا والشرق الأوسط وأمريكا الجنوبية.

بريد إلكتروني: ماندي. w@zcsteelpipe.com   | واتساب: +86-139-1579-1813

→ طلب عرض أسعار

متعلق ب: أنابيب المبادل الحراري (المنتج)  · درجات أنبوب الغلاية  · الأوستنيتي غير القابل للصدأ سلس  · الأنابيب غير الملحومة غير القابل للصدأ  · الأنابيب الملحومة غير القابل للصدأ