Trubky tepelného výměníku: Průvodce výběrem materiálů, jakostí a velikostí

Trubky výměníku tepla  jsou tenkostěnné trubky, které tvoří svazek trubkového výměníku tepla, kondenzátoru, výparníku nebo ohřívače napájecí vody - povrch, přes který prochází teplo mezi dvěma tekutinami. Výběr trubek je rovnováhou tří věcí najednou: tepelné vodivosti, mechanické pevnosti při teplotě a odolnosti vůči korozi  .  kapalinám na straně trubky i na straně pláště Chybný materiál a svazek netěsní; špatně utěsní stěnu nebo toleranci a netěsní v trubkovnici.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) je čínský výrobce, který dodává na zakázku trubky výměníků tepla a kondenzátorů v celém sortimentu materiálů – uhlíková ocel, slitina Cr-Mo, austenitická a duplexní nerez, měď-nikl, slitina niklu a titan – do ASTM, ASME, EN, DIN, JIS a GB. Tato příručka poskytuje řídící normy, mechanické vlastnosti ověřené ASME pro jakosti oceli, rozměrové rozsahy a jasnou logiku výběru materiálů pro energetiku, rafinerii, petrochemii, HVAC a námořní provoz.

OBSAH

1. Co jsou trubky výměníků tepla?

2. Rodiny materiálů trubek

3. Normy a ověřené mechanické vlastnosti

4. Rozměry, tloušťka stěny a tolerance

5. Konfigurace trubek a spoje trubkovnice

6. Výběr materiálu podle služby

7. Jak specifikovat trubky výměníku tepla (kontrolní seznam PO)

8. Často kladené otázky

1. Co jsou trubky výměníků tepla?

Trubka tepelného výměníku nese jednu tekutinu svým otvorem, zatímco druhá tekutina proudí přes její vnější povrch v plášti. Teplo prochází stěnou trubky, trubka je tedy pracovní plochou celé jednotky. Protože v jednom svazku mohou být stovky nebo tisíce trubek, každá z nich expandovaná nebo svařená do trubkovnice na obou koncích, na konzistenci vnějšího průměru, stěny a přímosti záleží stejně jako na jakosti.

DEFINICE — Trubka TEPLA / KONDENZÁTORU Tenkostěnná bezešvá nebo svařovaná trubka používaná v trubkových výměnících tepla, kondenzátorech, výparnících a ohřívačích napájecí vody k přenosu tepla mezi dvěma kapalinami. Řídí se specifickými normami pro trubky (např. ASTM A179, A213, A249, B111, B338) – nikoli normami pro potrubí – protože přijetí je založeno na kontrole stěn, povrchové úpravě a integritě spojů trubkovnice spíše než na omezení tlaku v potrubí.

Tento rozdíl mezi trubkami a trubkami je jedinou nejběžnější chybou specifikací při pořizování výměníků tepla a řídí zbytek tohoto průvodce.

2. Skupiny materiálů trubek

ZC dodává pět skupin materiálů pro provoz výměníků tepla. Správná řada je nejprve stanovena korozním prostředím a teplotou, poté je zúžena podle ceny a vodivosti.

Uhlíková a C-Mo ocel

Specifikace:  A179, A192, A210, A214

Použití:  Kotel, napájecí voda, chladič oleje

Limit:  Nekorozivní kapaliny

Cr-Mo slitinová ocel

Specifikace:  A213 T11 / T12 / T22 / T91

Použití:  Přehřívák, vysokoteplotní HX

Limit:  Tečení při zvýšené teplotě

Nerez / Duplex

Specifikace:  A213 / A249; 2205

Třídy:  TP304/L, TP316/L

Použití:  Kyseliny, chloridy, hygiena

Měď / Cu-Ni

Specifikace:  ASTM B111

Třídy:  90/10, 70/30 Cu-Ni

Použití:  HVAC, námořní kondenzátory

Slitina niklu

Třídy:  Inconel 600/625

Také:  Hastelloy C276, Monel 400

Použití:  Extrémní koroze / teplo

Titan

Známky:  Sk.2, Sk.5 (B338)

Použití:  Mořská voda, odsolování

Pevnost:  Lehká, odolná proti chloridům

3. Normy a ověřené mechanické vlastnosti

Níže uvedená tabulka uvádí normu pro trubky a minimální mechanické vlastnosti ASME sekce II-A pro uhlíkové a legované oceli. Hodnoty jsou převzaty ze specifikací ASME BPVC II-A, nejsou odhadovány.

Zdroj: ASME BPVC sekce II-A (SA-179, SA-192, SA-210, SA-214, SA-213). A179 a A214 nemají ve standardním těle žádnou povinnou zkoušku tahem a jsou akceptovány na tvrdost; hodnoty pevnosti v tahu uvedené pro A179/A192 jsou návrhové hodnoty z vysvětlivek.

Kritické – T91 NENÍ nerezová třída.  ASTM A213 pokrývá jak feritické, tak austenitické trubky a T91 (9Cr-1Mo-V) patří do rodiny  feriticko-martenzitických  , nikoli austenitických nerezových trubek. Neskupujte T91 s TP304 / TP316 v tabulce koroze nebo postupu svařování. Jeho pevnost při tečení za vysokých teplot je vynikající, ale jeho korozní chování a svařitelnost (předehřátí, PWHT) jsou zcela odlišné od austenitické nerezové oceli.

Pro austenitické nerezové trubky výměníku tepla jsou správné normy  ASTM A213 (bezešvé)  a  ASTM A249 (svařované)  v jakostech TP304/304L a TP316/316L; duplexní svazky používají 2205 (UNS S31803/S32205). Trubky kondenzátoru ze slitiny mědi se řídí normou ASTM B111 a trubice titanu se řídí normou ASTM B338. Potvrďte přesná mechanická minima pro tyto neocelové třídy podle platné normy a vašeho konstrukčního kódu.

Poznámka k nákupu — 'A312' na dotaz na výměník tepla je červený prapor.  ASTM A312 je specifikace nerezového  potrubí  . Sdílí názvy jakosti TP304/TP316, takže je snadné jej omylem zkopírovat do dotazu na trubky – ale trubku výměníku tepla je třeba objednat na A213 (bezešvá) nebo A249 (svařovaná), které nesou specifické požadavky na rozměry, zploštění, rozšiřování a vířivé proudy, které svazek skutečně potřebuje. Určete standard zkumavky a následuje správný produkt.

Uhlíkové a Cr-Mo třídy se zde silně překrývají s praxí kotlových trubek; pro teplotní limity a podrobnosti o třídě A192 / A210 / A213 viz naše průvodce třídami kotlových trubek → , a pro rodinu nerez, austenitické nerezové bezešvé trubky vysvětleny →

4. Velikosti, tloušťka stěny a tolerance

Trubka tepelného výměníku je rozměrově řízena mnohem těsněji než potrubní potrubí, protože součinitel filmu na straně trubky a roztažnost trubkovnice závisí na konzistentním OD a stěně. Standardní rozsahy ZC jsou níže; vlastní velikosti jsou vyráběny na zakázku.

Engineering Insight — Průměrná stěna vs. minimální stěna mění cenu a design.  Trubku lze objednat s průměrnou nebo minimální tolerancí stěny. Minimální stěna zaručuje nejtenčí místo, ale stojí více a je v průměru těžší; Průměrná stěna je lehčí a levnější, ale umožňuje tenké body v rámci tolerance. Tlakový návrh a výpočty zeslabení ohybem ve tvaru U musí používat základ, který jste si skutečně objednali – uveďte to explicitně a nenechte to na výchozí frézování.

5. Konfigurace trubek a spoje trubkovnice

Kromě třídy a velikosti utvářejí pořadí trubek tři možnosti konfigurace: geometrie svazku, povrchová úprava konce trubky a zda je povrch hladký nebo žebrovaný.

Standardní rozsahy ZC. Užší vnější průměr/stěna a průměrná stěna vs. minimální stěna by měla být specifikována v objednávce, aby odpovídala konstrukci výměníku.

Konce trubek jsou spojeny s trubkovnicí roztažením válečkem, svařováním nebo obojím (roztažením a svařením) pro vyšší integritu. Ohyby ve tvaru písmene U zavádějí zeslabení stěny na vnějším poloměru a mohou vyžadovat odlehčení od pnutí u určitých jakostí, takže plán U-trubek by měl být uveden v objednávce. Svar trubka-trubka a širší kontext spojení viz přehled typů připojení →

Kritický technický bod – koroze na straně trubky a na straně pláště jsou dva různé problémy.  Trubka může projít uvnitř a selhat na vnější straně. Chladicí voda uvnitř austenitické nerezové trubky může způsobit chloridové korozní praskání z vývrtu, zatímco stejný svazek je v pořádku na straně pláště. vždy vyhodnoťte korozivitu  obou kapalin při provozní teplotě. Před upevněním materiálu trubky

6. Výběr materiálu podle služby

Níže uvedená cesta rozhodnutí mapuje nejběžnější provozní prostředí na výchozí materiál trubky. Konečný výběr musí být potvrzen podle procesního listu, konstrukčního kódu a obou chemických látek.

Pouze výběr výchozího bodu. Potvrďte parciální tlaky, obsah chloridů, teplotu a rychlost pro aktuální provoz.

7. Jak specifikovat trubky výměníku tepla (kontrolní seznam PO)

Engineering Insight — Trubka výměníku tepla PO, kterou musíte mít

• Standardní a třída trubek:  např. ASTM A213 TP316L (bezešvá) – ne spec.

• Vnější průměr a stěna:  s toleranční základnou (průměrná stěna vs. minimální stěna).

• Délka a tvar:  rovná nebo U-trubka (s poloměry ohybu / limitem ztenčení).

• Tepelné zpracování / stav:  žíhané, rozpouštěcí; PWHT pro třídy slitin.

• Povrch a čistota:  mořený, leskle žíhaný, vnitřní / vnější povrch.

• NDT:  vířivé proudy (ET), ultrazvukové (UT), hydrostatické, rozšiřování/zploštění.

• Certifikáty:  PMI, EN 10204 3.1/3.2 MTR, plná sledovatelnost.

Jako výrobce na zakázku vyrábí ZC trubky podle datasheetu vašeho výměníku – konkrétní jakost, toleranční základ, délku a plán ohybu do U – spíše než nucení zakázky na sklad. Zobrazit produktová stránka výměníkových trubek → , nebo naše bezešvé nerez →  a svařované nerezové →  řady.

8. Často kladené otázky

Z jakého materiálu jsou trubky výměníku tepla?

Trubky výměníku tepla jsou vyrobeny z uhlíkové oceli (ASTM A179, A192, A214), Cr-Mo legované oceli (A213 T11/T22), austenitické a duplexní nerezové oceli (A213 bezešvá / A249 svařovaná, jakosti TP304/304L, TP316/316L, slitina AST05M nikl, měď-nikl a slitina B1112 90/10 a 70/30 Cu-Ni), slitiny niklu (Inconel, Hastelloy, Monel) a titan (Gr.2, Gr.5). Materiál se volí podle provozní teploty, tlaku a korozivnosti kapalin na straně trubky i na straně pláště.

Jaký je rozdíl mezi elektronkami ASTM A179 a A192?

A179 je za studena tažená bezešvá trubka z nízkouhlíkové oceli pro výměníky tepla a kondenzátory v nízkotlakém provozu; nemá povinnou zkoušku tahem a je akceptován na tvrdost (72 HRBW max). A192 je bezešvá kotlová trubka z uhlíkové oceli pro vysokotlaký provoz s řízeným křemíkovým maximem 0,25 % a limitem tvrdosti 137 HBW. Oba sdílejí minimální návrhové hodnoty 47 ksi (325 MPa) v tahu a 26 ksi (180 MPa) výtěžnost.

Jaký je rozdíl mezi ASTM A213 a A249?

A213 pokrývá bezešvé trubky z feritické a austenitické legované oceli pro kotle, přehříváky a výměníky tepla; A249 pokrývá svařovaný ekvivalent z austenitické nerezové oceli. U nerezových trubek výměníku tepla je A213 bezešvá trasa a A249 svařovaná trasa. Všimněte si, že A312 je specifikace potrubí, nikoli správná specifikace trubky, i když sdílí označení třídy TP304/TP316.

V jakých velikostech se dodávají trubky výměníků tepla?

Běžné vnější průměry trubek tepelného výměníku se pohybují od cca 6 mm do 50 mm u bezešvé trubky a do cca 150 mm u svařované trubky, s tloušťkou stěny od 0,5 mm do 10 mm a délkou od 1 m do 12 m. Typické jsou tenké stěny a úzké tolerance vnějšího průměru/stěny, protože přenos tepla na straně trubky a expanze mezi trubkou a trubkovnicí závisí na rozměrové kontrole.

Jaký materiál trubek výměníku tepla je nejlepší pro kondenzátory s mořskou vodou a mořskou vodou?

Pro provoz s mořskou vodou a mořskými kondenzátory jsou obvyklou volbou slitiny mědi a niklu (90/10 nebo 70/30 Cu-Ni) pro dobrou tepelnou vodivost a odolnost proti biologickému znečištění, nebo titan třídy 2, kde je závažná důlková koroze chloridy a eroze. Standardní uhlíková ocel a nerez 304 jsou obecně nevhodné pro surovou mořskou vodu kvůli napadení chloridy.

Jsou trubky tepelného výměníku bezešvé nebo svařované?

Oba se používají. Bezešvá trubka (A179, A192, A213) je upřednostňována pro provoz s vyšším tlakem a vyšší teplotou a zabraňuje vzniku svarového švu. Svařovaná trubka (uhlíková ocel A214, nerez A249) je cenově výhodná pro velké svazky v nízkotlakém provozu a je dodávána se svarovou zónou plně tepelně zpracovanou a testovanou. Volba závisí na tlaku, teplotě, kapalině a rozpočtu.

Zdroj Trubky tepelného výměníku ze ZC Steel Pipe

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) vyrábí na zakázku trubky výměníků tepla a kondenzátorů podle ASTM, ASME, EN, DIN, JIS a GB – uhlíková ocel (A179/A192/A210/A214), slitina Cr-Mo (A213 T11/T22/T2491, nerezová ocel ustenitic/T23A duplex). 2205), měď-nikl, slitina niklu a titan. Strict QC: chemická analýza, mechanické a hydrostatické testování, vířivé proudy a ultrazvukové NDT a PMI. Projekty realizované v Africe, na Středním východě a v Jižní Americe.

E-mail: mandy. w@zcsteelpipe.com   | WhatsApp: +86-139-1579-1813

→ Vyžádejte si cenovou nabídku

Související: Trubky tepelného výměníku (produkt)  · Typy kotlových trubek  · Austenitická nerezová bezešvá  · Bezešvé nerezové potrubí  · Svařovaná nerezová trubka