Varmevekslerrør: Vejledning til valg af materialer, kvaliteter og størrelser

Varmevekslerrør  er de tyndvæggede rør, der danner bundtet af en skal-og-rør varmeveksler, kondensator, fordamper eller fødevandvarmer - overfladen, hvorover varmen passerer mellem to væsker. Rørvalg er en balance mellem tre ting på én gang: termisk ledningsevne, mekanisk styrke ved temperatur og korrosionsbestandighed over for væskerne på  både  rørsiden og skalsiden. Få materialet forkert, og bundtet lækker; får væggen eller tolerancen forkert, og det lykkes ikke at forsegle i rørpladen.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) er en kinesisk producent, der leverer ordre-til-fabrikat varmeveksler- og kondensatorrør i hele materialesortimentet - kulstofstål, Cr-Mo-legering, austenitisk og dupleks rustfrit, kobber-nikkel, nikkellegering og titanium - til ASTM, ASME, EN, DIN, JIS. Denne vejledning giver de styrende standarder, ASME-verificerede mekaniske egenskaber for stålkvaliteterne, dimensionsområder og en klar materialevalgslogik for kraft, raffinaderi, petrokemi, HVAC og marine opgaver.

INDHOLD

1. Hvad er varmevekslerrør?

2. Rørmaterialefamilier

3. Standarder og verificerede mekaniske egenskaber

4. Størrelser, vægtykkelse og tolerancer

5. Rørkonfigurationer & Rørpladesamlinger

6. Materialevalg efter service

7. Sådan specificeres varmevekslerrør (PO-tjekliste)

8. Ofte stillede spørgsmål

1. Hvad er varmevekslerrør?

Et varmevekslerrør fører en væske gennem sin boring, mens en anden væske strømmer hen over dens ydre overflade i skallen. Varme overføres gennem rørvæggen, så røret er hele enhedens arbejdsflade. Fordi der kan være hundreder eller tusinder af rør i et enkelt bundt, hver enkelt udvidet eller svejset til en rørplade i begge ender, betyder konsistensen af ​​OD, væg og rethed lige så meget som kvaliteten.

DEFINITION — VARMEVEKSLER/KONDENSATORRØR Et tyndvægget sømløst eller svejset rør, der bruges i skal-og-rør varmevekslere, kondensatorer, fordampere og fødevandsvarmere til at overføre varme mellem to væsker. Styret af rørspecifikke standarder (f.eks. ASTM A179, A213, A249, B111, B338) - ikke af rørstandarder - fordi accept er bygget op omkring vægkontrol, overfladefinish og rørpladesamlingsintegritet snarere end linjetrykindeslutning.

Denne forskel mellem rør og rør er den mest almindelige specifikationsfejl ved indkøb af varmevekslere, og den driver resten af ​​denne vejledning.

2. Rørmaterialefamilier

ZC leverer fem materialefamilier til varmevekslerdrift. Den rigtige familie fikseres først af korrosionsmiljø og temperatur, derefter indsnævret af omkostninger og ledningsevne.

Carbon & C-Mo stål

Specifikationer:  A179, A192, A210, A214

Anvendelse:  Kedel, fødevand, oliekøler

Grænse:  Ikke-ætsende væsker

Cr-Mo legeret stål

Specifikationer:  A213 T11 / T12 / T22 / T91

Anvendelse:  Overhedning, højtemp HX

Grænse:  Forhøjet-temp kryb

Rustfri / Duplex

Specifikationer:  A213 / A249; 2205

Kvaliteter:  TP304/L, TP316/L

Anvendelse:  Syrer, klorider, hygiejne

Kobber / Cu-Ni

Specifikationer:  ASTM B111

Karakterer:  90/10, 70/30 Cu-Ni

Anvendelse:  HVAC, marine kondensatorer

Nikkellegering

Karakterer:  Inconel 600/625

Også:  Hastelloy C276, Monel 400

Anvendelse:  Ekstrem korrosion/varme

Titanium

Karakterer:  Gr.2, Gr.5 (B338)

Anvendelse:  Havvand, afsaltning

Styrke:  Let, kloridfast

3. Standarder og verificerede mekaniske egenskaber

Tabellen nedenfor giver den styrende rørstandard og ASME Sektion II-A minimale mekaniske egenskaber for kulstof- og legeret stålkvaliteter. Værdier er taget fra ASME BPVC II-A-specifikationerne, ikke estimeret.

Kilde: ASME BPVC Sektion II-A (SA-179, SA-192, SA-210, SA-214, SA-213). A179 og A214 bærer ingen obligatorisk trækprøve i standardlegemet og er godkendt på hårdhed; trækværdier vist for A179/A192 er designværdier fra de forklarende bemærkninger.

Kritisk - T91 er IKKE en rustfri kvalitet.  ASTM A213 dækker både ferritiske og austenitiske rør, og T91 (9Cr-1Mo-V) indgår i den  ferritiske-martensitiske  familie, ikke den austenitiske rustfri familie. Gruppér ikke T91 med TP304 / TP316 i et korrosionsbord eller en svejseprocedure. Dens krybestyrke ved høje temperaturer er fremragende, men dens korrosionsadfærd og svejsbarhed (forvarme, PWHT) er helt anderledes end austenitisk rustfrit.

For austenitiske rustfri varmevekslerrør er de korrekte standarder  ASTM A213 (sømløs)  og  ASTM A249 (svejset)  i kvaliteterne TP304/304L og TP316/316L; duplex bundter bruger 2205 (UNS S31803/S32205). Kobberlegerede kondensatorrør følger ASTM B111, og titaniumrør følger ASTM B338. Bekræft nøjagtige mekaniske minimumskrav for disse ikke-stålkvaliteter i forhold til den gældende standard og din designkode.

Indkøbsnotat — 'A312' på en varmevekslerforespørgsel er et rødt flag.  ASTM A312 er en rustfri  rørspecifikation  . Det deler TP304/TP316-kvalitetsnavnene, så det er nemt at kopiere til en rørforespørgsel ved en fejl - men et varmevekslerrør bør bestilles til A213 (sømløs) eller A249 (svejset), som bærer de rørspecifikke dimensions-, udfladnings-, afbrændings- og hvirvelstrømskrav, som et bundt faktisk har brug for. Angiv rørstandarden, og det rigtige produkt følger.

Kulstof- og Cr-Mo-kvaliteterne her overlapper kraftigt med kedelrørpraksis; for temperaturgrænse og graddetaljer på A192 / A210 / A213, se vores guide til kedelrørkvaliteter → , og til den rustfrie familie, austenitisk rustfri sømløs rør forklaret →

4. Størrelser, vægtykkelse og tolerancer

Varmevekslerrør er dimensionsstyret langt tættere end rørledninger, fordi filmkoefficienten på rørsiden og rørpladeudvidelsen begge afhænger af ensartet OD og væg. ZC's standardområder er nedenfor; tilpassede størrelser laves på bestilling.

Engineering Insight — Gennemsnitlig væg vs minimumvæg ændrer prisen og designet.  Rør kan bestilles til middel-væg eller minimum-væg tolerance. Minimum-væg garanterer det tyndeste punkt, men koster mere og kører i gennemsnit tungere; gennemsnitsvæg er lettere og billigere, men tillader tynde pletter inden for tolerance. Trykdesign og U-bøjningsudtyndingsberegninger skal bruge det grundlag, du faktisk har bestilt - angiv det eksplicit i stedet for at overlade det til møllens standard.

5. Rørkonfigurationer & Rørpladesamlinger

Ud over kvalitet og størrelse former tre konfigurationsvalg en rørrækkefølge: bundtgeometrien, rørets endefinish, og om overfladen er glat eller ribbet.

ZC standardserier. Strammere OD/væg og gennemsnitlig væg vs minimumvæg skal angives på ordren for at matche vekslerdesignet.

Rørender er forbundet med rørpladen ved rulleekspansion, ved svejsning eller ved begge (ekspanderet-og-forseglings-svejset) for højere integritet. U-bøjninger indfører vægudtynding på den ydre radius og kan kræve spændingsaflastning på visse kvaliteter, så U-rørs tidsplan bør oplyses med bestillingen. For rør-til-rørplade svejsning og bredere forbindelsessammenhæng, se forbindelsestyper oversigt →

Critical Engineering Point - Korrosion på rørsiden og skalsiden er to forskellige problemer.  Et rør kan passere på indersiden og fejle på ydersiden. Kølevand inde i et austenitisk rustfrit rør kan forårsage chloridspændingskorrosionsrevner fra boringen, mens det samme bundt er fint på skalsiden. Evaluer altid korrosiviteten af  ​​begge  væsker ved driftstemperatur, før rørmaterialet fikseres.

6. Materialevalg efter service

Beslutningsstien nedenfor kortlægger de mest almindelige servicemiljøer til et udgangsrørmateriale. Det endelige valg skal bekræftes i forhold til procesdatabladet, designkoden og begge væskekemi.

Kun valg af udgangspunkt. Bekræft mod partialtryk, kloridindhold, temperatur og hastighed for den faktiske drift.

7. Sådan specificeres varmevekslerrør (PO-tjekliste)

Engineering Insight — Varmevekslerrør PO must-haves

• Rørstandard og kvalitet:  f.eks. ASTM A213 TP316L (sømløs) — ikke rørspecifikationen.

• OD & væg:  med tolerancebasis (gennemsnitlig væg vs minimumvæg).

• Længde og form:  lige eller U-rør (med bøjningsradier / udtyndingsgrænse).

• Varmebehandling/tilstand:  udglødet, opløsningsbehandlet; PWHT for legeringskvaliteter.

• Overflade og renhed:  syltet, blankglødet, ID/OD-finish.

• NDT:  hvirvelstrøm (ET), ultralyd (UT), hydrostatiske, flare-/udfladningstest.

• Certificeringer:  PMI, EN 10204 3.1/3.2 MTR, fuld sporbarhed.

Som en ordre-til-fabrikat-producent producerer ZC rør til dit vekslerdatablad - specifik kvalitet, tolerancegrundlag, længde og U-bøjningsplan - i stedet for at tvinge jobbet på lager. Se varmevekslerrør produktside → , eller vores sømløs rustfri →  og svejste rustfri →  områder.

8. Ofte stillede spørgsmål

Hvilket materiale er varmevekslerrør lavet af?

Varmevekslerrør er fremstillet af kulstofstål (ASTM A179, A192, A214), Cr-Mo legeret stål (A213 T11/T22), austenitisk og dupleks rustfrit stål (A213 sømløs / A249 svejset, kvaliteter TP304/304L, TP304/316, kobber, kobber, 22316, kobber og kobber). legeringer (ASTM B111, 90/10 og 70/30 Cu-Ni), nikkellegeringer (Inconel, Hastelloy, Monel) og titanium (Gr.2, Gr.5). Materialet vælges ud fra driftstemperatur, tryk og korrosiviteten af ​​både væskerne på rørsiden og skalsiden.

Hvad er forskellen mellem ASTM A179 og A192 rør?

A179 er et koldttrukket sømløst stålrør med lavt kulstofindhold til varmevekslere og kondensatorer i lavtryksdrift; den har ingen obligatorisk trækprøve og accepteres på hårdhed (72 HRBW max). A192 er et sømløst kedelrør i kulstofstål til højtryksdrift, med et kontrolleret siliciummaksimum på 0,25% og en hårdhedsgrænse på 137 HBW. Begge deler mindste designværdier på 47 ksi (325 MPa) trækstyrke og 26 ksi (180 MPa) udbytte.

Hvad er forskellen mellem ASTM A213 og A249?

A213 dækker sømløse ferritiske og austenitiske legerede stålkedel-, overhednings- og varmevekslerrør; A249 dækker den svejste ækvivalent i austenitisk rustfri. For rustfri varmevekslerrør er A213 den sømløse rute og A249 den svejste rute. Bemærk, at A312 er en rørspecifikation, ikke den korrekte rørspecifikation, selvom den deler TP304/TP316-kvalitetsbetegnelserne.

Hvilke størrelser kommer varmevekslerrør i?

Almindelige udvendige diametre for varmevekslerrør går fra ca. 6 mm til 50 mm for sømløse rør og op til ca. 150 mm for svejste rør, med vægtykkelse fra 0,5 mm til 10 mm og længder fra 1 m til 12 m. Tynde vægge og snævre OD/væg-tolerancer er typiske, fordi varmeoverførsel på rørsiden og udvidelse af rør-til-rørplade begge afhænger af dimensionskontrol.

Hvilket varmevekslerrørmateriale er bedst til havvand og marine kondensatorer?

Til brug i havvand og marine kondensatorer er de sædvanlige valg kobber-nikkel-legeringer (90/10 eller 70/30 Cu-Ni) for god termisk ledningsevne og biobegroningsmodstand, eller titanium Grade 2, hvor kloridgruber og erosionskorrosion er alvorlige. Standard kulstofstål og 304 rustfrit er generelt uegnede til råt havvand på grund af kloridangreb.

Er varmevekslerrør sømløse eller svejsede?

Begge er brugt. Sømløst rør (A179, A192, A213) foretrækkes til service med højere tryk og højere temperatur og undgår en svejsesøm. Svejset rør (A214 kulstofstål, A249 rustfrit) er omkostningseffektivt til store bundter i lavtryksdrift og leveres med svejsezonen fuldstændig varmebehandlet og testet. Valget afhænger af tryk, temperatur, væske og budget.

Kilde varmevekslerrør fra ZC stålrør

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) fremstiller ordre-til-fabrikat varmeveksler- og kondensatorrør til ASTM, ASME, EN, DIN, JIS og GB — kulstofstål (A179/A192/A210/A214), Cr-Mo legering (A213 T11/T22/T9), duplex austenitisk og austenitisk (A213/A249, 2205), kobber-nikkel, nikkellegering og titanium. Streng QC: kemisk analyse, mekanisk og hydrostatisk testning, hvirvelstrøms- og ultralyds-NDT og PMI. Projekter leveret på tværs af Afrika, Mellemøsten og Sydamerika.

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

→ Anmod om et tilbud

Relateret: Varmevekslerrør (produkt)  · Kedelrørkvaliteter  · Austenitisk rustfri sømløs  · Sømløst rustfrit rør  · Svejset rustfrit rør