Heat Exchanger Tubes: Materials, Grades & Sizes Selection Guide

Οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας  είναι οι σωλήνες με λεπτό τοίχωμα που σχηματίζουν τη δέσμη ενός εναλλάκτη θερμότητας, συμπυκνωτή, εξατμιστή ή θερμαντήρα νερού τροφοδοσίας - η επιφάνεια στην οποία περνά η θερμότητα μεταξύ δύο ρευστών. Η επιλογή σωλήνων είναι μια ισορροπία τριών πραγμάτων ταυτόχρονα: θερμική αγωγιμότητα, μηχανική αντοχή στη θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση  τόσο  στα ρευστά από την πλευρά του σωλήνα όσο και στα υγρά του κελύφους. Λάβετε το υλικό και το πακέτο έχει διαρροές. λανθασμένα τον τοίχο ή την ανοχή και αποτυγχάνει να σφραγίσει στο σωληνάριο.

Η ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) είναι ένας κινέζος κατασκευαστής που προμηθεύει κατά παραγγελία σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας και συμπυκνωτή σε όλη τη γκάμα υλικών — ανθρακούχο χάλυβα, κράμα Cr-Mo, ωστενιτικό και διπλό ανοξείδωτο, χαλκό-νικέλιο, κράμα νικελίου και τιτάνιο — στις ASTM, DIN, J. Αυτός ο οδηγός παρέχει τα ισχύοντα πρότυπα, μηχανικές ιδιότητες επαληθευμένες από ASME για τις ποιότητες χάλυβα, εύρος διαστάσεων και μια σαφή λογική επιλογής υλικών για ενέργεια, διυλιστήρια, πετροχημικά, HVAC και θαλάσσια καθήκοντα.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

1. Τι είναι οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας;

2. Οικογένειες Υλικών Σωλήνων

3. Πρότυπα & Επαληθευμένες Μηχανικές Ιδιότητες

4. Μεγέθη, πάχος τοίχου & ανοχές

5. Διαμορφώσεις σωλήνων & αρμοί σωληναρίων

6. Επιλογή υλικού ανά υπηρεσία

7. Πώς να καθορίσετε σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας (Λίστα ελέγχου PO)

8. Συχνές Ερωτήσεις

1. Τι είναι οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας;

Ένας σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας μεταφέρει ένα ρευστό μέσω της οπής του ενώ ένα δεύτερο ρευστό ρέει στην εξωτερική του επιφάνεια μέσα στο κέλυφος. Η θερμότητα μεταφέρεται μέσω του τοιχώματος του σωλήνα, επομένως ο σωλήνας είναι η επιφάνεια εργασίας ολόκληρης της μονάδας. Επειδή μπορεί να υπάρχουν εκατοντάδες ή χιλιάδες σωλήνες σε μία μόνο δέσμη, καθένας από τους οποίους διαστέλλεται ή συγκολλάται σε ένα φύλλο σωλήνα και στα δύο άκρα, η συνοχή του OD, του τοιχώματος και της ευθύτητας έχει σημασία όσο και ο βαθμός.

ΟΡΙΣΜΟΣ — ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ / ΣΩΛΗΝΑΣ ΣΥΜΠΥΚΝΩΤΗΣ Ένας σωλήνας χωρίς ραφή ή συγκολλημένος με λεπτό τοίχωμα που χρησιμοποιείται σε εναλλάκτες θερμότητας με κέλυφος και σωλήνα, συμπυκνωτές, εξατμιστές και θερμαντήρες τροφοδοτικού νερού για τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ δύο ρευστών. Διέπεται από ειδικά πρότυπα για τους σωλήνες (π.χ. ASTM A179, A213, A249, B111, B338) — όχι από πρότυπα σωλήνων — επειδή η αποδοχή βασίζεται στον έλεγχο του τοίχου, στο φινίρισμα της επιφάνειας και στην ακεραιότητα του φύλλου σωλήνων και όχι στον περιορισμό της πίεσης γραμμής.

Αυτή η διάκριση σωλήνα έναντι σωλήνα είναι το πιο κοινό σφάλμα προδιαγραφών στην προμήθεια εναλλάκτη θερμότητας και οδηγεί το υπόλοιπο αυτού του οδηγού.

2. Οικογένειες Υλικών Σωλήνων

Η ZC προμηθεύει πέντε οικογένειες υλικών για τη λειτουργία του εναλλάκτη θερμότητας. Η σωστή οικογένεια καθορίζεται πρώτα από το περιβάλλον διάβρωσης και τη θερμοκρασία, στη συνέχεια περιορίζεται από το κόστος και την αγωγιμότητα.

Άνθρακας & Χάλυβας C-Mo

Τεχνικά χαρακτηριστικά:  A179, A192, A210, A214

Χρήση:  Λέβητας, νερό τροφοδοσίας, ψυγείο λαδιού

Όριο:  Μη διαβρωτικά υγρά

Κραματοποιημένος χάλυβας Cr-Mo

Προδιαγραφές:  A213 T11 / T12 / T22 / T91

Χρήση:  Υπερθερμαντήρας, υψηλής θερμοκρασίας HX

Όριο:  ερπυσμός αυξημένης θερμοκρασίας

Ανοξείδωτο / Duplex

Προδιαγραφές:  A213 / A249; 2205

Βαθμοί:  TP304/L, TP316/L

Χρήση:  Οξέα, χλωρίδια, υγιεινή

Χαλκός / Cu-Ni

Προδιαγραφές:  ASTM B111

Βαθμοί:  90/10, 70/30 Cu-Ni

Χρήση:  HVAC, συμπυκνωτές θαλάσσης

Κράμα νικελίου

Βαθμοί:  Inconel 600/625

Επίσης:  Hastelloy C276, Monel 400

Χρήση:  Εξαιρετική διάβρωση / θερμότητα

Τιτάνιο

Βαθμοί:  Gr.2, Gr.5 (B338)

Χρήση:  Θαλασσινό νερό, αφαλάτωση

Αντοχή:  Ελαφρύ, ανθεκτικό σε χλωριούχα

3. Πρότυπα & Επαληθευμένες Μηχανικές Ιδιότητες

Ο παρακάτω πίνακας δίνει τις ελάχιστες μηχανικές ιδιότητες του προτύπου καθοδήγησης σωλήνων και του ASME Section II-A για τις ποιότητες άνθρακα και κράματος χάλυβα. Οι τιμές λαμβάνονται από τις προδιαγραφές ASME BPVC II-A, δεν εκτιμώνται.

Πηγή: ASME BPVC Section II-A (SA-179, SA-192, SA-210, SA-214, SA-213). Τα A179 και A214 δεν φέρουν υποχρεωτική δοκιμή εφελκυσμού στο τυπικό σώμα και γίνονται δεκτά ως προς τη σκληρότητα. Τα στοιχεία εφελκυσμού που εμφανίζονται για το A179/A192 είναι τιμές σχεδιασμού από τις επεξηγηματικές σημειώσεις.

Κρίσιμο — Το T91 ΔΕΝ είναι ανοξείδωτο.  Το ASTM A213 καλύπτει τόσο τους φερριτικούς όσο και τους ωστενιτικούς σωλήνες και το T91 (9Cr-1Mo-V) ανήκει στην οικογένεια  φερριτικών-μαρτενσιτικών  , όχι στην οικογένεια ανοξείδωτων ωστενιτικών. Μην ομαδοποιείτε το T91 με το TP304 / TP316 σε τραπέζι διάβρωσης ή σε διαδικασία συγκόλλησης. Η αντοχή του σε ερπυσμό σε υψηλές θερμοκρασίες είναι εξαιρετική, αλλά η συμπεριφορά διάβρωσης και η ικανότητα συγκόλλησης (προθέρμανση, PWHT) είναι εντελώς διαφορετικά από το ωστενιτικό ανοξείδωτο.

Για ωστενιτικούς ανοξείδωτους σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας, τα σωστά πρότυπα είναι  το ASTM A213 (χωρίς ραφή)  και  το ASTM A249 (συγκολλημένο)  στους βαθμούς TP304/304L και TP316/316L. Τα πακέτα διπλής όψης χρησιμοποιούν 2205 (UNS S31803/S32205). Οι σωλήνες συμπυκνωτή από κράμα χαλκού ακολουθούν το πρότυπο ASTM B111 και οι σωλήνες τιτανίου ακολουθούν το πρότυπο ASTM B338. Επιβεβαιώστε τα ακριβή μηχανικά ελάχιστα για αυτές τις ποιότητες μη χάλυβα σε σχέση με το ισχύον πρότυπο και τον κώδικα σχεδιασμού σας.

Σημείωση προμήθειας — Το 'A312' σε μια ερώτηση εναλλάκτη θερμότητας είναι μια κόκκινη σημαία.  Το ASTM A312 είναι μια προδιαγραφή ανοξείδωτου  σωλήνα  . Μοιράζεται τα ονόματα βαθμού TP304/TP316, επομένως είναι εύκολο να αντιγραφεί σε μια ερώτηση σωλήνα κατά λάθος — αλλά ένας σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας θα πρέπει να παραγγελθεί σε A213 (άνευ ραφής) ή A249 (συγκολλημένος), οι οποίοι φέρουν τις ειδικές απαιτήσεις διαστάσεων, ισοπέδωσης, φουσκώματος και δινορευμάτων για τον σωλήνα. Καθορίστε το πρότυπο σωλήνα και ακολουθεί το σωστό προϊόν.

Οι ποιότητες άνθρακα και Cr-Mo εδώ επικαλύπτονται σε μεγάλο βαθμό με την πρακτική του λέβητα. για το όριο θερμοκρασίας και τη λεπτομέρεια βαθμού στο A192 / A210 / A213, ανατρέξτε στο οδηγός ποιοτήτων σωλήνων λέβητα → , και για την ανοξείδωτη οικογένεια, ωστενιτικός ανοξείδωτος σωλήνας χωρίς ραφή εξηγείται →

4. Μεγέθη, Πάχος Τοίχων & Ανοχές

Ο σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας ελέγχεται διαστάσεων πολύ πιο στενά από τον σωλήνα γραμμής, επειδή ο συντελεστής μεμβράνης στην πλευρά του σωλήνα και η διαστολή του φύλλου σωλήνα εξαρτώνται από τη σταθερή OD και το τοίχωμα. Οι τυπικές σειρές της ZC είναι παρακάτω. Τα προσαρμοσμένα μεγέθη γίνονται κατόπιν παραγγελίας.

Engineering Insight — Ο μέσος τοίχος έναντι του ελάχιστου τοίχου αλλάζει την τιμή και το σχέδιο.  Ο σωλήνας μπορεί να παραγγελθεί με μέση ανοχή τοίχου ή ελάχιστου τοίχου. Ο ελάχιστος τοίχος εγγυάται το λεπτότερο σημείο, αλλά κοστίζει περισσότερο και είναι βαρύτερο κατά μέσο όρο. Ο μέσος τοίχος είναι ελαφρύτερος και φθηνότερος, αλλά επιτρέπει λεπτές κηλίδες εντός ανοχής. Ο σχεδιασμός πίεσης και οι υπολογισμοί αραίωσης U-bend πρέπει να χρησιμοποιούν τη βάση που πραγματικά παραγγείλατε — να το αναφέρετε ρητά αντί να το αφήνετε στην προεπιλογή του μύλου.

5. Διαμορφώσεις σωλήνων & αρθρώσεις σωληναρίων

Πέρα από την ποιότητα και το μέγεθος, τρεις επιλογές διαμόρφωσης διαμορφώνουν μια σειρά σωλήνων: η γεωμετρία της δέσμης, το φινίρισμα του άκρου του σωλήνα και εάν η επιφάνεια είναι απλή ή με πτερύγια.

Τυπικές σειρές ZC. Η πιο αυστηρή βάση OD/τοίχου και μέσου τοίχου έναντι ελάχιστου τοιχώματος θα πρέπει να προσδιορίζεται στη σειρά που ταιριάζει με το σχέδιο του εναλλάκτη.

Τα άκρα του σωλήνα ενώνονται με το φύλλο σωλήνα με διαστολή κυλίνδρων, με συγκόλληση ή και με τα δύο (διογκωμένα και σφραγισμένα-συγκολλημένα) για μεγαλύτερη ακεραιότητα. Οι κάμψεις U εισάγουν λέπτυνση τοίχων στην εξωτερική ακτίνα και μπορεί να απαιτούν ανακούφιση από την πίεση σε ορισμένες βαθμίδες, επομένως το χρονοδιάγραμμα U-tube θα πρέπει να αναφέρεται με την παραγγελία. Για τη συγκόλληση σωλήνα σε φύλλο και το ευρύτερο πλαίσιο σύνδεσης, βλ Επισκόπηση τύπων σύνδεσης →

Κρίσιμο σημείο μηχανικής — Η διάβρωση από την πλευρά του σωλήνα και την πλευρά του κελύφους είναι δύο διαφορετικά προβλήματα.  Ένας σωλήνας μπορεί να περάσει στο εσωτερικό και να αστοχήσει εξωτερικά. Το νερό ψύξης μέσα σε έναν ωστενιτικό ανοξείδωτο σωλήνα μπορεί να προκαλέσει ρωγμές από τη διάβρωση του χλωρίου από την οπή, ενώ η ίδια δέσμη είναι ωραία στην πλευρά του κελύφους. Να αξιολογείτε πάντα τη διαβρωτικότητα και των  δύο  υγρών, σε θερμοκρασία λειτουργίας, πριν στερεώσετε το υλικό του σωλήνα.

6. Επιλογή Υλικού από Υπηρεσία

Η διαδρομή απόφασης παρακάτω αντιστοιχίζει τα πιο κοινά περιβάλλοντα εξυπηρέτησης σε ένα υλικό σωλήνα εκκίνησης. Η τελική επιλογή πρέπει να επιβεβαιωθεί με βάση το φύλλο δεδομένων διεργασίας, τον κώδικα σχεδίασης και τις δύο χημικές ουσίες υγρών.

Μόνο επιλογή σημείου εκκίνησης. Επιβεβαιώστε έναντι μερικών πιέσεων, περιεκτικότητας σε χλωριούχα, θερμοκρασίας και ταχύτητας για την πραγματική λειτουργία.

7. Πώς να καθορίσετε σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας (Λίστα ελέγχου PO)

Engineering Insight — Σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας PO must have

• Σωλήνας στάνταρ & ποιότητα:  π.χ. ASTM A213 TP316L (χωρίς ραφή) — όχι η προδιαγραφή σωλήνα.

• OD & wall:  με βάση ανοχής (μέσος τοίχος έναντι ελάχιστου τοίχου).

• Μήκος & μορφή:  ίσιο ή U-tube (με ακτίνες κάμψης / όριο αραίωσης).

• Θερμική επεξεργασία / κατάσταση:  ανόπτηση, επεξεργασία με διάλυμα. PWHT για ποιότητες κράματος.

• Επιφάνεια & καθαριότητα:  τουρσί, λαμπερή ανόπτηση, φινίρισμα ID/OD.

• NDT:  δοκιμές δινορεύματος (ET), υπερήχων (UT), υδροστατικές δοκιμές, φλόγα/επιπέδωση.

• Πιστοποιητικά:  PMI, EN 10204 3.1/3.2 MTR, πλήρης ιχνηλασιμότητα.

Ως κατασκευαστής κατά παραγγελία, η ZC παράγει σωλήνες στο φύλλο δεδομένων του εναλλάκτη σας — συγκεκριμένο βαθμό, βάση ανοχής, μήκος και χρονοδιάγραμμα κάμψης U — αντί να επιβάλλει την εργασία σε απόθεμα. Δείτε το σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας σελίδα προϊόντος → , ή μας απρόσκοπτη ανοξείδωτη →  και συγκολλημένο ανοξείδωτο →  σειρές.

8. Συχνές Ερωτήσεις

Από τι υλικό είναι κατασκευασμένοι οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας;

Οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας είναι κατασκευασμένοι από ανθρακούχο χάλυβα (ASTM A179, A192, A214), κράμα χάλυβα Cr-Mo (A213 T11/T22), ωστενιτικό και διπλό ανοξείδωτο χάλυβα (A213 χωρίς ραφή / A249 συγκολλημένο, ποιότητες TP304/304L, 321 copper- και TP6L316), κράματα (ASTM B111, 90/10 και 70/30 Cu-Ni), κράματα νικελίου (Inconel, Hastelloy, Monel) και τιτάνιο (Gr.2, Gr.5). Το υλικό επιλέγεται από τη θερμοκρασία λειτουργίας, την πίεση και τη διαβρωτικότητα τόσο των υγρών από την πλευρά του σωλήνα όσο και από την πλευρά του κελύφους.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των σωλήνων ASTM A179 και A192;

Το A179 είναι ένας χαλύβδινος σωλήνας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα χωρίς ραφή με ψυχρή έλξη για εναλλάκτες θερμότητας και συμπυκνωτές σε λειτουργία χαμηλότερης πίεσης. Δεν έχει υποχρεωτική δοκιμή εφελκυσμού και είναι αποδεκτό ως προς τη σκληρότητα (72 HRBW max). Το A192 είναι ένας σωλήνας λέβητα από ανθρακούχο χάλυβα χωρίς ραφή για σέρβις υψηλής πίεσης, με μέγιστο ελεγχόμενο πυρίτιο 0,25% και όριο σκληρότητας 137 HBW. Και οι δύο μοιράζονται ελάχιστες τιμές σχεδιασμού 47 ksi (325 MPa) εφελκυσμού και απόδοσης 26 ksi (180 MPa).

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ASTM A213 και A249;

Το A213 καλύπτει λέβητα χωρίς ραφή φερριτικού και ωστενιτικού κράματος χάλυβα, υπερθερμαντήρα και σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας. Το A249 καλύπτει το συγκολλημένο ισοδύναμο σε ωστενιτικό ανοξείδωτο. Για τους ανοξείδωτους σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας, το A213 είναι η απρόσκοπτη διαδρομή και το A249 η συγκολλημένη διαδρομή. Σημειώστε ότι το A312 είναι μια προδιαγραφή σωλήνα, όχι η σωστή προδιαγραφή σωλήνα, παρόλο που μοιράζεται τις ονομασίες ποιότητας TP304/TP316.

Τι μεγέθη έχουν οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας;

Οι συνήθεις εξωτερικές διάμετροι του σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας κυμαίνονται από περίπου 6 mm έως 50 mm για σωλήνα χωρίς ραφή και έως περίπου 150 mm για συγκολλημένο σωλήνα, με πάχος τοιχώματος από 0,5 mm έως 10 mm και μήκη από 1 m έως 12 m. Τα λεπτά τοιχώματα και οι σφιχτές ανοχές OD/τοιχώματος είναι χαρακτηριστικές επειδή η μεταφορά θερμότητας από την πλευρά του σωλήνα και η επέκταση από σωλήνα σε φύλλο σωλήνα εξαρτώνται και οι δύο από τον έλεγχο διαστάσεων.

Ποιο υλικό σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας είναι καλύτερο για συμπυκνωτές θαλασσινού και θαλάσσιου νερού;

Για τη λειτουργία του θαλασσινού νερού και του θαλάσσιου συμπυκνωτή, οι συνήθεις επιλογές είναι κράματα χαλκού-νικελίου (90/10 ή 70/30 Cu-Ni) για καλή θερμική αγωγιμότητα και αντοχή στη βιορρύπανση ή τιτάνιο Βαθμού 2 όπου η διάβρωση χλωρίου και η διάβρωση είναι σοβαρές. Ο τυπικός ανθρακούχος χάλυβας και ο ανοξείδωτος 304 είναι γενικά ακατάλληλοι για ακατέργαστο θαλασσινό νερό λόγω προσβολής χλωρίου.

Οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας είναι χωρίς ραφή ή συγκολλημένοι;

Και τα δύο χρησιμοποιούνται. Ο σωλήνας χωρίς ραφή (A179, A192, A213) προτιμάται για σέρβις υψηλότερης πίεσης και υψηλότερης θερμοκρασίας και αποφεύγει τη ραφή συγκόλλησης. Ο συγκολλημένος σωλήνας (ανθρακοχάλυβας A214, ανοξείδωτος A249) είναι οικονομικά αποδοτικός για μεγάλες δέσμες σε συντήρηση χαμηλότερης πίεσης και παρέχεται με τη ζώνη συγκόλλησης πλήρως θερμικά επεξεργασμένη και δοκιμασμένη. Η επιλογή εξαρτάται από την πίεση, τη θερμοκρασία, το υγρό και τον προϋπολογισμό.

Πηγή σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας από ZC Steel Pipe

Η ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) κατασκευάζει σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας και συμπυκνωτή κατά παραγγελία σε ASTM, ASME, EN, DIN, JIS και GB — ανθρακούχο χάλυβα (A179/A192/A210/A214), κράμα Cr-Mo (A211T/a213T) ανοξείδωτο (A213/A249, 2205), χαλκό-νικέλιο, κράμα νικελίου και τιτάνιο. Αυστηρό QC: χημική ανάλυση, μηχανικές και υδροστατικές δοκιμές, δινορεύματα και υπερήχους NDT και PMI. Έργα που παραδόθηκαν σε όλη την Αφρική, τη Μέση Ανατολή και τη Νότια Αμερική.

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

→ Ζητήστε προσφορά

Συγγενεύων: Σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας (προϊόν)  · Βαθμοί σωλήνα λέβητα  · ωστενιτικό ανοξείδωτο χωρίς ραφή  · Ανοξείδωτος σωλήνας χωρίς ραφή  · Συγκολλημένος ανοξείδωτος σωλήνας