열교환기 튜브: 재료, 등급 및 크기 선택 가이드

열 교환기 튜브는  쉘 앤 튜브 열 교환기, 응축기, 증발기 또는 급수 히터 묶음을 형성하는 얇은 벽의 튜브입니다. 즉, 열이 두 유체 사이를 통과하는 표면입니다. 튜브 선택은 열 전도성, 온도에서의 기계적 강도, 에 대한 내식성이라는 세 가지 요소의 균형을 동시에 맞춰야 합니다 .  모두  튜브 측 및 쉘 측 유체 재료가 잘못되어 번들이 누출됩니다. 벽이나 공차가 잘못되어 튜브시트에 밀봉되지 않습니다.

ZC Steel Pipe(ZHENCHENG Steel Co., Ltd.)는 ASTM, ASME, EN, DIN, JIS 및 GB에 탄소강, Cr-Mo 합금, 오스테나이트 및 이중 스테인리스, 구리-니켈, 니켈 합금 및 티타늄 등 전체 재료 범위에 걸쳐 주문형 열 교환기 및 응축기 튜브를 공급하는 중국 제조업체입니다. 이 가이드는 관리 표준, 강철 등급에 대한 ASME 검증 기계적 특성, 치수 범위 및 전력, 정유소, 석유화학, HVAC 및 해양 업무에 대한 명확한 재료 선택 논리를 제공합니다.

내용물

1. 열교환기 튜브란 무엇입니까?

2. 튜브 재료군

3. 표준 및 검증된 기계적 특성

4. 크기, 벽 두께 및 공차

5. 튜브 구성 및 튜브시트 조인트

6. 서비스 별 자재 선택

7. 열 교환기 튜브 지정 방법(PO 체크리스트)

8. 자주 묻는 질문

1. 열교환기 튜브란 무엇입니까?

열 교환기 튜브는 보어를 통해 하나의 유체를 운반하는 반면 두 번째 유체는 쉘의 외부 표면을 통해 흐릅니다. 열은 튜브 벽을 통해 전달되므로 튜브는 전체 장치의 작업 표면입니다. 단일 번들에는 수백 또는 수천 개의 튜브가 있을 수 있고 각 튜브는 양쪽 끝에서 튜브 시트로 확장되거나 용접되기 때문에 OD, 벽 및 직진도의 일관성은 등급만큼 중요합니다.

정의 - 열 교환기/응축기 튜브 두 유체 사이에 열을 전달하기 위해 쉘 앤 튜브 열 교환기, 응축기, 증발기 및 급수 가열기에 사용되는 벽이 얇은 이음매 없는 또는 용접된 튜브입니다. 파이프 표준이 아닌 튜브 특정 표준(예: ASTM A179, A213, A249, B111, B338)의 적용을 받습니다. 허용 여부는 라인 압력 억제보다는 벽 제어, 표면 마감 및 튜브 시트 접합 무결성을 중심으로 이루어지기 때문입니다.

이러한 튜브 대 파이프 구별은 열 교환기 조달에서 가장 일반적인 단일 사양 오류이며 이 가이드의 나머지 부분을 주도합니다.

2. 튜브 재료군

ZC는 열교환기 용도로 5가지 재료군을 공급합니다. 적합한 제품군은 부식 환경과 온도에 따라 먼저 고정된 다음 비용과 전도성에 따라 범위가 좁아집니다.

탄소강 및 C-Mo강

사양:  A179, A192, A210, A214

용도:  보일러, 급수, 오일 쿨러

제한:  비부식성 유체

Cr-Mo 합금강

사양:  A213 T11 / T12 / T22 / T91

용도:  과열기, 고온 HX

한계:  상승된 온도 크리프

스테인레스 / 듀플렉스

사양:  A213 / A249; 2205

등급:  TP304/L, TP316/L

용도:  산, 염화물, 위생

구리/Cu-Ni

사양:  ASTM B111

등급:  90/10, 70/30 Cu-Ni

용도:  HVAC, 해양 콘덴서

니켈 합금

등급:  인코넬 600/625

또한:  하스텔로이 C276, 모넬 400

용도:  극심한 부식/열

티탄

등급:  Gr.2, Gr.5 (B338)

사용:  바닷물, 염분제거

강도:  가볍고 염화물 방지

3. 표준 및 검증된 기계적 특성

아래 표에는 탄소강 및 합금강 등급에 대한 관리 튜브 표준과 ASME 섹션 II-A 최소 기계적 특성이 나와 있습니다. 값은 추정되지 않고 ASME BPVC II-A 사양에서 가져옵니다.

출처: ASME BPVC 섹션 II-A(SA-179, SA-192, SA-210, SA-214, SA-213). A179 및 A214는 표준 본체에서 필수 인장 시험을 수행하지 않으며 경도에 대해 허용됩니다. A179/A192에 표시된 인장 수치는 설명 참고 사항의 설계 값입니다.

중요 - T91은 스테인레스 등급이 아닙니다.  ASTM A213은 페라이트 및 오스테나이트 튜브를 모두 다루고 T91(9Cr-1Mo-V)은  페라이트-마르텐 사이트 계열에 속합니다.  오스테나이트 스테인리스 계열이 아닌 부식 테이블이나 용접 절차에서 T91을 TP304/TP316과 함께 그룹화하지 마십시오. 고온 크리프 강도는 우수하지만 부식거동 및 용접성(예열, PWHT)은 오스테나이트계 스테인리스와 전혀 다릅니다.

오스테나이트계 스테인리스 열 교환기 튜브의 경우 올바른 표준은  ASTM A213(이음매 없음)  및  ASTM A249(용접) 입니다.  TP304/304L 및 TP316/316L 등급의 이중 번들은 2205(UNS S31803/S32205)를 사용합니다. 구리 합금 콘덴서 튜브는 ASTM B111을 따르고 티타늄 튜브는 ASTM B338을 따릅니다. 해당 표준 및 설계 코드에 대해 이러한 비강 등급에 대한 정확한 기계적 최소값을 확인하십시오.

조달 참고 사항 - 열 교환기 문의에 대한 'A312'는 위험 신호입니다.  ASTM A312는 스테인레스  파이프  사양입니다. TP304/TP316 등급 이름을 공유하므로 실수로 튜브 문의에 복사하기 쉽습니다. 그러나 열 교환기 튜브는 번들에 실제로 필요한 튜브별 치수, 평탄화, 확관 및 와전류 요구 사항을 충족하는 A213(이음매 없음) 또는 A249(용접)로 주문해야 합니다. 튜브 규격을 지정하시면 그에 맞는 제품이 나옵니다.

여기서 탄소 및 Cr-Mo 등급은 보일러 튜브 방식과 크게 겹칩니다. A192/A210/A213의 온도 제한 및 등급 세부 정보는 당사를 참조하세요. 보일러 튜브 등급 안내 → , 스테인레스 계열의 경우, 오스테나이트계 스테인리스 이음매 없는 파이프 설명 →

4. 크기, 벽 두께 및 공차

열 교환기 튜브는 라인 파이프보다 훨씬 더 엄격하게 치수적으로 제어됩니다. 왜냐하면 튜브 측 필름 계수와 튜브 시트 팽창은 모두 일관된 OD와 벽에 따라 달라지기 때문입니다. ZC의 표준 범위는 다음과 같습니다. 맞춤 크기는 주문 제작됩니다.

엔지니어링 통찰력 — 평균 벽과 최소 벽은 가격과 디자인을 변경합니다.  튜브는 평균 벽 또는 최소 벽 공차에 맞게 주문할 수 있습니다. 최소 벽은 가장 얇은 지점을 보장하지만 비용이 더 많이 들고 평균적으로 더 무겁습니다. 평균 벽은 더 가볍고 저렴하지만 허용 오차 내에서 얇은 지점을 허용합니다. 압력 설계 및 U-벤드 감육 계산에서는 실제로 주문한 기준을 사용해야 합니다. 이를 밀 기본값으로 두지 않고 명시적으로 명시해야 합니다.

5. 튜브 구성 및 튜브시트 조인트

등급과 크기 외에도 번들 형상, 튜브 끝 마감, 표면이 일반인지 핀인지 여부 등 세 가지 구성 선택으로 튜브 순서가 결정됩니다.

ZC 표준 범위. 더 엄격한 OD/벽 및 평균 벽과 최소 벽 기준은 교환기 설계와 일치하도록 주문 시 지정되어야 합니다.

튜브 끝은 더 높은 무결성을 위해 롤러 확장, 용접 또는 두 가지 방법(확장 및 밀봉 용접)을 통해 튜브시트에 결합됩니다. U-벤드는 외부 반경에 벽이 얇아지고 특정 등급에서는 응력 완화가 필요할 수 있으므로 주문 시 U-튜브 일정을 명시해야 합니다. 튜브-튜브 시트 용접 및 더 넓은 연결 상황에 대해서는 다음을 참조하십시오. 연결 유형 개요 →

중요한 엔지니어링 포인트 - 튜브 측면 부식과 쉘 측면 부식은 서로 다른 두 가지 문제입니다.  튜브는 내부를 통과하고 외부에서는 파손될 수 있습니다. 오스테나이트계 스테인리스 튜브 내부의 냉각수는 보어에서 염화물 응력 부식 균열을 일으킬 수 있지만, 동일한 묶음은 쉘 측면에서는 괜찮습니다. 의 부식성을 평가하십시오 . 두 유체  튜브 재료를 고정하기 전에 항상 작동 온도에서

6. 서비스 별 자재 선택

아래 결정 경로는 가장 일반적인 서비스 환경을 시작 튜브 재료에 매핑합니다. 최종 선택은 프로세스 데이터시트, 설계 코드 및 두 가지 유체 화학을 기준으로 확인되어야 합니다.

시작점 선택만 가능합니다. 실제 작업에 대한 분압, 염화물 함량, 온도 및 속도를 확인합니다.

7. 열교환기 튜브 지정 방법(PO 체크리스트)

엔지니어링 통찰력 — 열교환기 튜브 PO 필수품

• 튜브 표준 및 등급:  예: ASTM A213 TP316L(심리스) - 파이프 사양이 아님.

• OD 및 벽:  공차 기준(평균 벽 대 최소 벽).

• 길이 및 형태:  직선형 또는 U자형 튜브(굽힘 반경/얇아짐 제한 있음).

• 열처리/조건:  어닐링, 용체화 처리; 합금 등급에 대한 PWHT.

• 표면 및 청결도:  산세, 광휘 소둔, ID/OD 마감.

• NDT:  와전류(ET), 초음파(UT), 정수압, 플레어링/평탄화 테스트.

• 인증서:  PMI, EN 10204 3.1/3.2 MTR, 완전한 추적성.

주문 제작 제조업체로서 ZC는 작업을 재고로 강제하는 대신 교환기 데이터시트(특정 등급, 공차 기준, 길이 및 U-벤드 일정)에 맞는 튜브를 생산합니다. 보기 열교환기 튜브 제품 페이지 → 또는 당사 심리스 스테인레스 →  및 용접된 스테인레스 →  범위.

8. 자주 묻는 질문

열교환기 튜브는 어떤 재질로 만들어졌나요?

열교환기 튜브는 탄소강(ASTM A179, A192, A214), Cr-Mo 합금강(A213 T11/T22), 오스테나이트 및 이중 스테인리스강(A213 심리스/A249 용접, 등급 TP304/304L, TP316/316L, 2205), 구리 및 구리-니켈 합금(ASTM B111, 90/10 및 70/30 Cu-Ni), 니켈 합금(Inconel, Hastelloy, Monel) 및 티타늄(Gr.2, Gr.5). 재료는 작동 온도, 압력, 튜브 측 및 쉘 측 유체의 부식성에 따라 선택됩니다.

ASTM A179와 A192 튜브의 차이점은 무엇입니까?

A179는 저압 서비스의 열 교환기 및 응축기에 사용되는 냉간 압연 이음매 없는 저탄소 강철 튜브입니다. 필수 인장 시험이 없으며 경도(최대 72 HRBW)에서 허용됩니다. A192는 고압 서비스용 이음매 없는 탄소강 보일러 튜브로, 제어된 실리콘 최대값은 0.25%이고 경도 한계는 137HBW입니다. 둘 다 47ksi(325MPa) 인장 및 26ksi(180MPa) 항복의 최소 설계 값을 공유합니다.

ASTM A213과 A249의 차이점은 무엇입니까?

A213은 이음매 없는 페라이트 및 오스테나이트 합금강 보일러, 과열기 및 열교환기 튜브를 덮습니다. A249는 오스테나이트계 스테인레스 용접 등가물에 적용됩니다. 스테인레스 열교환기 튜브의 경우 A213은 이음매 없는 경로이고 A249는 용접된 경로입니다. A312는 TP304/TP316 등급 지정을 공유하더라도 올바른 튜브 사양이 아닌 파이프 사양입니다.

열교환기 튜브의 크기는 어떻게 되나요?

일반적인 열 교환기 튜브 외부 직경은 이음매 없는 튜브의 경우 약 6mm ~ 50mm이고 용접된 튜브의 경우 최대 약 150mm이며 벽 두께는 0.5mm ~ 10mm이고 길이는 1m ~ 12m입니다. 얇은 벽과 엄격한 OD/벽 공차가 일반적입니다. 왜냐하면 튜브 측 열 전달과 튜브-튜브 시트 팽창은 모두 치수 제어에 달려 있기 때문입니다.

해수 및 해양 응축기에 가장 적합한 열교환기 튜브 재료는 무엇입니까?

해수 및 해양 응축기 용도의 경우 일반적으로 우수한 열 전도도 및 생물 부착 저항성을 위한 구리-니켈 합금(90/10 또는 70/30 Cu-Ni)을 선택하거나 염화물 구멍 및 침식 부식이 심각한 티타늄 등급 2를 선택합니다. 표준 탄소강과 304 스테인리스강은 일반적으로 염화물 공격으로 인해 원수에 적합하지 않습니다.

열교환기 튜브는 이음새가 없거나 용접되어 있습니까?

둘 다 사용됩니다. 이음매 없는 튜브(A179, A192, A213)는 고압 및 고온 서비스에 선호되며 용접 이음새를 방지합니다. 용접 튜브(A214 탄소강, A249 스테인리스)는 저압 서비스의 대형 번들에 비용 효율적이며 용접 영역이 완전히 열처리되고 테스트된 상태로 공급됩니다. 선택은 압력, 온도, 유체 및 예산에 따라 달라집니다.

ZC 강관의 소스 열교환기 튜브

ZHENCHENG Steel Co., Ltd.(ZC Steel Pipe)는 ASTM, ASME, EN, DIN, JIS 및 GB — 탄소강(A179/A192/A210/A214), Cr-Mo 합금(A213 T11/T22/T91), 오스테나이트 및 이중 스테인리스(A213/A249, 2205), 구리-니켈, 니켈 합금 및 티타늄. 엄격한 QC: 화학 분석, 기계 및 정수압 테스트, 와전류 및 초음파 NDT, PMI. 아프리카, 중동, 남미 전역에 걸쳐 프로젝트가 진행되었습니다.

이메일: 맨디. w@zcsteelpipe.com   | 왓츠앱: 0139-1579-1813

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