Tubi in acciaio senza soluzione di continuità ad alte prestazioni: componenti critici nei moderni sistemi di energia solare

Il settore delle energie rinnovabili, in particolare l'industria solare, continua ad avanzare rapidamente. Tra i componenti critici che consentono questa crescita ci sono tubi in acciaio senza soluzione di continuità di alta qualità, che forniscono funzionalità essenziali in tutti i sistemi di energia solare. Questo articolo esamina i vantaggi, le applicazioni e le specifiche tecniche specifiche di tubi in acciaio senza soluzione di continuità nelle installazioni solari.

Vantaggi tecnici di tubi senza soluzione di continuità nelle applicazioni solari

I tubi in acciaio senza soluzione di continuità differiscono fondamentalmente dalle loro controparti saldate (ERW, LSAW) non avendo una cucitura longitudinale, che offre diversi benefici critici delle prestazioni nei sistemi di energia solare:

• Contenzione di pressione superiore : la struttura omogenea consente una distribuzione uniforme dello stress, critica nei sistemi termici solari ad alta temperatura

• Integrità meccanica migliorata : l'assenza di cuciture di saldatura elimina i potenziali punti di guasto sotto il ciclo termico

• Spessore della parete costante : critico per calcoli di trasferimento termico precisi nelle applicazioni di energia solare concentrata (CSP)

• Resistenza alla corrosione migliorata : nessuna zone affetto dal calore che può diventare siti di iniziazione della corrosione

Applicazioni chiave nell'infrastruttura di energia solare

Sistemi di fluido di trasferimento di calore (HTF) nelle piante CSP

Le centrali a energia solare concentrate utilizzano tubi senza soluzione di continuità fabbricati su specifiche ASTM A106 Grado B o ASTM A53 Grado B per i loro sistemi di circolazione del fluido di trasferimento di calore. Questi tubi funzionano in genere a temperature superiori a 400 ° C mentre contengono fluidi termici specializzati sotto pressione.

I requisiti tecnici includono:

• Resistenza alla temperatura: da -29 ° C a +550 ° C

• Valutazioni di pressione: fino a 100 bar (1450 psi)

• Tolleranze dimensionali: per ISO 4200 o API 5L

• Certificazione del materiale: EN 10204 3.1 o 3.2

Sistemi di accumulo di energia termica

I serbatoi di accumulo di sale fuso, sempre più comuni nelle piante termiche solari, utilizzano tubazioni senza soluzione di continuità specializzate per il trasporto di fluidi. Questi sistemi richiedono tubi in grado di resistere a fluttuazioni di temperatura estreme e ambienti altamente corrosivi. Le specifiche spesso fanno riferimento a ASME B31.1 Codice delle tubazioni di alimentazione e possono richiedere la conformità con NACE MR0175 per la selezione dei materiali.

Strutture di supporto del pannello solare

I tubi senza baci ad alta resistenza fabbricati per le specifiche EN 10210 o ASTM A500 forniscono supporto strutturale per array di pannelli fotovoltaici. Queste applicazioni richiedono un'eccellente stabilità dimensionale e tolleranze precise per garantire il corretto allineamento delle superfici di raccolta solare.

Specifiche e standard materiali

I tubi in acciaio senza soluzione di continuità per applicazioni solari devono essere conformi a rigorosi standard del settore:

• Applicazioni in acciaio al carbonio : ASTM A106, ASTM A53, API 5L, ISO 3183

• Applicazioni in acciaio inossidabile : ASTM A312, ASTM A789, ASTM A790

• Acciaio in lega per servizio ad alta temperatura : ASTM A335 (P11, P22, P91)

• Sistemi di qualità : ISO 9001, API Q1

Trattamenti e rivestimenti di superficie avanzati

Le moderne installazioni solari spesso specificano ulteriori trattamenti di superficie per tubi senza soluzione di continuità per migliorare le prestazioni e la durata di servizio:

• Rivestimenti assorbitori selettivi per prestazioni termiche avanzate

• Trattamenti antiriflettenti per i tubi del ricevitore

• Paint e rivestimenti resistenti ad alta temperatura (fino a 750 ° C)

• Trattamenti di superficie interna specializzati per ridurre il fouling e il ridimensionamento

Sviluppi futuri nella tecnologia di tubi senza soluzione di continuità per applicazioni solari

Man mano che il settore dell'energia solare si espande, diverse tendenze emergenti stanno influenzando le specifiche del tubo senza soluzione di continuità:

• Capacità di temperatura più elevata per i sistemi CSP di prossima generazione che operano sopra i 600 ° C

• Leghe avanzate con una migliore resistenza al creep per la durata di servizio estesa

• Sistemi di monitoraggio integrati che utilizzano la tecnologia in fibra ottica incorporata nelle pareti dei tubi

• Disegni ridotti dello spessore della parete con rapporti di resistenza a peso migliorati

Conclusione

I tubi in acciaio senza soluzione di continuità rappresentano una tecnologia abilitante critica per l'industria dell'energia solare. La loro combinazione unica di integrità meccanica, capacità di contenimento della pressione e prestazioni termiche li rende indispensabili nelle moderne installazioni solari. Man mano che la tecnologia solare avanza verso temperature operative più elevate e una maggiore efficienza, il ruolo dei tubi senza soluzione di continuità ad alte prestazioni continuerà ad espandersi, supportando la transizione globale verso l'energia rinnovabile.

Comprendere i requisiti tecnici specifici e le applicazioni dei tubi senza soluzione di continuità nei sistemi solari consente a progettisti e ingegneri di ottimizzare le prestazioni, l'affidabilità e la vita di servizio in queste installazioni di energia rinnovabile sempre più importanti.