Tabung Penukar Panas: Panduan Pemilihan Bahan, Kelas & Ukuran

Tabung penukar panas  adalah tabung berdinding tipis yang membentuk kumpulan penukar panas shell-and-tube, kondensor, evaporator, atau pemanas air umpan — permukaan tempat panas mengalir di antara dua fluida. Pemilihan tabung merupakan keseimbangan dari tiga hal sekaligus: konduktivitas termal, kekuatan mekanik pada suhu, dan ketahanan terhadap korosi pada  cairan  sisi tabung dan sisi cangkang. Bahannya salah dan bundelnya bocor; ada kesalahan pada dinding atau toleransi dan gagal menyegel dalam tubesheet.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) adalah pabrikan Tiongkok yang memasok penukar panas dan tabung kondensor pesanan untuk dibuat di seluruh rangkaian material — baja karbon, paduan Cr-Mo, baja tahan karat austenitik dan dupleks, tembaga-nikel, paduan nikel, dan titanium — hingga ASTM, ASME, EN, DIN, JIS, dan GB. Panduan ini memberikan standar yang mengatur, sifat mekanik yang terverifikasi ASME untuk kualitas baja, rentang dimensi, dan logika pemilihan material yang jelas untuk pembangkit listrik, pengilangan, petrokimia, HVAC, dan tugas kelautan.

ISI

1. Apa itu Tabung Penukar Panas?

2. Keluarga Bahan Tabung

3. Standar & Sifat Mekanik Terverifikasi

4. Ukuran, Ketebalan Dinding & Toleransi

5. Konfigurasi Tabung & Sambungan Tubesheet

6. Pemilihan Material berdasarkan Layanan

7. Cara Menentukan Tabung Penukar Panas (PO Checklist)

8. Pertanyaan yang Sering Diajukan

1. Apa itu Tabung Penukar Panas?

Sebuah tabung penukar panas membawa satu fluida melalui lubangnya sementara fluida kedua mengalir melintasi permukaan luarnya di dalam cangkang. Perpindahan panas melalui dinding tabung, sehingga tabung merupakan permukaan kerja seluruh unit. Karena terdapat ratusan atau ribuan tabung dalam satu bundel, masing-masing tabung diperluas atau dilas menjadi lembaran tabung di kedua ujungnya, konsistensi OD, dinding, dan kelurusan sama pentingnya dengan kualitasnya.

DEFINISI — TABUNG PENUKAR PANAS / KONDENSER Tabung berdinding tipis tanpa sambungan atau dilas yang digunakan dalam penukar panas shell-and-tube, kondensor, evaporator, dan pemanas air umpan untuk mentransfer panas antara dua cairan. Diatur oleh standar khusus tabung (misalnya ASTM A179, A213, A249, B111, B338) — bukan standar pipa — karena penerimaan dibangun berdasarkan kontrol dinding, penyelesaian permukaan, dan integritas sambungan tubesheet, bukan pembatasan tekanan saluran.

Perbedaan tabung-versus-pipa adalah satu-satunya kesalahan spesifikasi yang paling umum dalam pengadaan penukar panas, dan ini mendorong keseluruhan panduan ini.

2. Keluarga Bahan Tabung

ZC memasok lima kelompok material untuk tugas penukar panas. Kelompok yang tepat pertama-tama ditetapkan berdasarkan lingkungan korosi dan suhu, kemudian dipersempit berdasarkan biaya dan konduktivitas.

Baja Karbon & C-Mo

Spesifikasi:  A179, A192, A210, A214

Penggunaan:  Boiler, air umpan, pendingin oli

Batasan:  Cairan non-korosif

Baja Paduan Cr-Mo

Spesifikasi :  A213 T11 / T12 / T22 / T91

Penggunaan:  Superheater, HX suhu tinggi

Batas:  Creep suhu tinggi

Tahan Karat / Dupleks

Spesifikasi :  A213 / A249; 2205

Nilai:  TP304/L, TP316/L

Penggunaan:  Asam, klorida, kebersihan

Tembaga / Cu-Ni

Spesifikasi:  ASTM B111

Nilai:  90/10, 70/30 Cu-Ni

Penggunaan:  HVAC, kondensor laut

Paduan Nikel

Nilai:  Inconel 600/625

Juga:  Hastelloy C276, Monel 400

Penggunaan:  Korosi/panas ekstrim

titanium

Nilai:  Gr.2, Gr.5 (B338)

Penggunaan:  Air laut, desalinasi

Kekuatan:  Ringan, tahan klorida

3. Standar & Sifat Mekanik Terverifikasi

Tabel di bawah ini memberikan standar tabung pengatur dan sifat mekanik minimum ASME Bagian II-A untuk grade baja karbon dan paduan. Nilai diambil dari spesifikasi ASME BPVC II-A, bukan perkiraan.

Sumber: ASME BPVC Bagian II-A (SA-179, SA-192, SA-210, SA-214, SA-213). A179 dan A214 tidak melakukan uji tarik wajib pada badan standar dan diterima berdasarkan kekerasannya; angka tarik yang ditunjukkan untuk A179/A192 adalah nilai desain dari catatan penjelasan.

Penting — T91 BUKAN kelas tahan karat.  ASTM A213 mencakup tabung feritik dan austenitik, dan T91 (9Cr-1Mo-V) termasuk dalam keluarga  feritik-martensit  , bukan keluarga tahan karat austenitik. Jangan mengelompokkan T91 dengan TP304 / TP316 dalam tabel korosi atau prosedur pengelasan. Kekuatan mulurnya pada suhu tinggi sangat baik, tetapi perilaku korosi dan kemampuan lasnya (pra-panas, PWHT) sangat berbeda dari baja tahan karat austenitik.

Untuk tabung penukar panas tahan karat austenitik, standar yang benar adalah  ASTM A213 (seamless)  dan  ASTM A249 (dilas)  dengan grade TP304/304L dan TP316/316L; bundel dupleks menggunakan 2205 (UNS S31803/S32205). Tabung kondensor paduan tembaga mengikuti ASTM B111, dan tabung titanium mengikuti ASTM B338. Konfirmasikan nilai minimum mekanis yang tepat untuk kualitas non-baja ini terhadap standar yang berlaku dan kode desain Anda.

Catatan Pengadaan — 'A312' pada pertanyaan penukar panas merupakan tanda bahaya.  ASTM A312 merupakan spesifikasi  pipa stainless  . Ini berbagi nama kelas TP304/TP316, sehingga mudah untuk menyalin ke penyelidikan tabung secara tidak sengaja — tetapi tabung penukar panas harus dipesan ke A213 (mulus) atau A249 (dilas), yang membawa persyaratan dimensi, perataan, pembakaran, dan arus eddy khusus tabung yang benar-benar dibutuhkan oleh suatu bundel. Tentukan standar tabung, dan produk yang tepat akan menyusul.

Nilai karbon dan Cr-Mo di sini sangat tumpang tindih dengan praktik tabung ketel; untuk batas suhu dan detail kadar pada A192 / A210 / A213, lihat milik kami panduan nilai tabung ketel → , dan untuk keluarga tahan karat, pipa seamless stainless austenitik dijelaskan →

4. Ukuran, Ketebalan Dinding & Toleransi

Tabung penukar panas dikontrol dimensinya jauh lebih ketat daripada pipa saluran, karena koefisien film sisi tabung dan ekspansi lembaran tabung bergantung pada OD dan dinding yang konsisten. Kisaran standar ZC berada di bawah; ukuran khusus dibuat sesuai pesanan.

Wawasan Teknik — Dinding rata-rata vs dinding minimum mengubah harga dan desain.  Tabung dapat dipesan dengan toleransi dinding rata-rata atau dinding minimum. Dinding minimum menjamin titik tertipis tetapi biayanya lebih mahal dan rata-rata lebih berat; dinding rata-rata lebih ringan dan lebih murah tetapi memungkinkan titik tipis dalam toleransi. Desain tekanan dan penghitungan penipisan tikungan-U harus menggunakan dasar yang sebenarnya Anda pesan — nyatakan secara eksplisit daripada membiarkannya pada default pabrik.

5. Konfigurasi Tabung & Sambungan Tubesheet

Selain tingkatan dan ukuran, tiga pilihan konfigurasi membentuk urutan tabung: geometri bundel, penyelesaian ujung tabung, dan apakah permukaannya polos atau bersirip.

Rentang standar ZC. Dasar OD/dinding yang lebih ketat dan dinding rata-rata vs dinding minimum harus ditentukan agar sesuai dengan desain penukar.

Ujung-ujung tabung disambung ke lembaran tabung dengan ekspansi roller, dengan pengelasan, atau dengan keduanya (diperluas dan dilas dengan segel) untuk integritas yang lebih tinggi. Tikungan U menyebabkan penipisan dinding pada radius luar dan mungkin memerlukan pelepas tegangan pada kemiringan tertentu, sehingga jadwal pipa U harus dicantumkan bersama urutannya. Untuk pengelasan tube-to-tubesheet dan konteks sambungan yang lebih luas, lihat ikhtisar jenis koneksi →

Titik Rekayasa Kritis — Korosi sisi tabung dan sisi cangkang adalah dua masalah yang berbeda.  Sebuah tabung bisa lewat di bagian dalam dan gagal di bagian luar. Mendinginkan air di dalam tabung tahan karat austenitik dapat menyebabkan retaknya korosi akibat tegangan klorida pada lubangnya, sementara ikatan yang sama juga baik-baik saja pada sisi cangkang. Selalu evaluasi korosivitas  kedua  fluida, pada suhu pengoperasian, sebelum memasang material tabung.

6. Pemilihan Material berdasarkan Layanan

Jalur keputusan di bawah ini memetakan lingkungan layanan yang paling umum ke material tabung awal. Seleksi akhir harus dikonfirmasikan terhadap lembar data proses, kode desain, dan kedua kimia fluida.

Pemilihan titik awal saja. Konfirmasikan terhadap tekanan parsial, kandungan klorida, suhu dan kecepatan untuk tugas sebenarnya.

7. Cara Menentukan Tabung Penukar Panas (PO Checklist)

Wawasan Teknik - PO tabung penukar panas yang harus dimiliki

• Standar & kelas tabung:  misalnya ASTM A213 TP316L (seamless) — bukan spesifikasi pipa.

• OD & dinding:  dengan dasar toleransi (dinding rata-rata vs dinding minimum).

• Panjang & bentuk:  lurus atau tabung-U (dengan jari-jari tekukan/batas penipisan).

• Perlakuan / kondisi panas:  anil, perlakuan larutan; PWHT untuk nilai paduan.

• Permukaan & kebersihan:  hasil akhir acar, anil cerah, ID/OD.

• NDT:  uji arus eddy (ET), ultrasonik (UT), hidrostatis, pembakaran/perataan.

• Sertifikat:  PMI, EN 10204 3.1/3.2 MTR, ketertelusuran penuh.

Sebagai produsen pesanan untuk membuat, ZC memproduksi tabung untuk lembar data penukar Anda — tingkat tertentu, dasar toleransi, panjang, dan jadwal tikungan U — daripada memaksakan pekerjaan ke dalam stok. Lihat halaman produk tabung penukar panas → , atau milik kami tahan karat mulus →  dan baja tahan karat yang dilas →  rentang.

8. Pertanyaan yang Sering Diajukan

Terbuat dari bahan apa tabung penukar panas?

Tabung penukar panas terbuat dari baja karbon (ASTM A179, A192, A214), baja paduan Cr-Mo (A213 T11/T22), baja tahan karat austenitik dan duplex (dilas mulus A213 / A249, grade TP304/304L, TP316/316L, 2205), tembaga dan paduan tembaga-nikel (ASTM B111, 90/10 dan 70/30 Cu-Ni), paduan nikel (Inconel, Hastelloy, Monel) dan titanium (Gr.2, Gr.5). Bahan dipilih berdasarkan suhu operasi, tekanan dan korosifitas fluida sisi tabung dan sisi cangkang.

Apa perbedaan tabung ASTM A179 dan A192?

A179 adalah tabung baja rendah karbon mulus yang ditarik dingin untuk penukar panas dan kondensor dalam layanan tekanan rendah; tidak memiliki uji tarik wajib dan diterima dalam hal kekerasan (maks 72 HRBW). A192 adalah tabung boiler baja karbon mulus untuk layanan tekanan tinggi, dengan silikon terkontrol maksimum 0,25% dan batas kekerasan 137 HBW. Keduanya memiliki nilai desain minimum yang sama yaitu tarik 47 ksi (325 MPa) dan hasil 26 ksi (180 MPa).

Apa perbedaan antara ASTM A213 dan A249?

A213 mencakup boiler baja paduan feritik dan austenitik yang mulus, superheater, dan tabung penukar panas; A249 mencakup setara las dalam baja tahan karat austenitik. Untuk tabung penukar panas tahan karat, A213 adalah rute mulus dan A249 adalah rute yang dilas. Perhatikan bahwa A312 adalah spesifikasi pipa, bukan spesifikasi tabung yang benar, meskipun spesifikasi kelasnya sama dengan TP304/TP316.

Berapa ukuran tabung penukar panas?

Diameter luar tabung penukar panas umum berkisar antara 6 mm hingga 50 mm untuk tabung mulus dan hingga kira-kira 150 mm untuk tabung las, dengan ketebalan dinding dari 0,5 mm hingga 10 mm dan panjang dari 1 m hingga 12 m. Dinding tipis dan toleransi OD/dinding yang ketat merupakan hal yang umum terjadi karena perpindahan panas sisi tabung dan ekspansi tabung ke lembaran tabung keduanya bergantung pada kontrol dimensi.

Bahan tabung penukar panas manakah yang terbaik untuk kondensor air laut dan laut?

Untuk tugas kondensor air laut dan kelautan, pilihan yang umum adalah paduan tembaga-nikel (90/10 atau 70/30 Cu-Ni) untuk konduktivitas termal dan ketahanan biofouling yang baik, atau titanium Kelas 2 di mana lubang klorida dan korosi erosi sangat parah. Baja karbon standar dan baja tahan karat 304 umumnya tidak cocok untuk air laut mentah karena serangan klorida.

Apakah tabung penukar panas mulus atau dilas?

Keduanya digunakan. Tabung mulus (A179, A192, A213) lebih disukai untuk layanan bertekanan lebih tinggi dan suhu lebih tinggi serta menghindari lapisan las. Tabung las (baja karbon A214, baja tahan karat A249) hemat biaya untuk kumpulan besar dalam layanan tekanan rendah dan dilengkapi dengan zona las yang diberi perlakuan panas dan pengujian penuh. Pilihannya tergantung pada tekanan, suhu, cairan dan anggaran.

Sumber Tabung Penukar Panas dari Pipa Baja ZC

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (Pipa Baja ZC) memproduksi penukar panas dan tabung kondensor pesanan untuk dibuat ke ASTM, ASME, EN, DIN, JIS dan GB — baja karbon (A179/A192/A210/A214), paduan Cr-Mo (A213 T11/T22/T91), baja tahan karat austenitik dan dupleks (A213/A249, 2205), tembaga-nikel, paduan nikel dan titanium. QC yang ketat: analisis kimia, pengujian mekanis dan hidrostatik, NDT arus eddy dan ultrasonik, serta PMI. Proyek dilaksanakan di Afrika, Timur Tengah, dan Amerika Selatan.

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

→ Minta Penawaran

Terkait: Tabung Penukar Panas (produk)  · Nilai Tabung Boiler  · Stainless Austenitik Mulus  · Pipa Stainless Mulus  · Pipa Stainless Dilas