Cevi toplotnega izmenjevalnika: Vodnik za izbiro materialov, razredov in velikosti

Cevi toplotnega izmenjevalnika  so cevi s tankimi stenami, ki tvorijo snop cevnega toplotnega izmenjevalnika, kondenzatorja, uparjalnika ali grelnika napajalne vode – površine, čez katero prehaja toplota med dvema tekočinama. Izbira cevi je ravnovesje treh stvari hkrati: toplotne prevodnosti, mehanske trdnosti pri temperaturi in odpornosti proti koroziji  tako na  tekočine na strani cevi kot na strani lupine. Napačen material in snop pušča; napačna stena ali toleranca in se ne zatesni v cevno ploščo.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) je kitajski proizvajalec, ki dobavlja toplotne izmenjevalnike in kondenzatorske cevi po naročilu za celotno paleto materialov – ogljikovo jeklo, Cr-Mo zlitine, avstenitno in dupleksno nerjavno jeklo, baker-nikelj, nikljeve zlitine in titan – po ASTM, ASME, EN, DIN, JIS in GB. Ta vodnik podaja veljavne standarde, mehanske lastnosti, preverjene s strani ASME, za razrede jekla, razpone dimenzij in jasno logiko izbire materiala za energetiko, rafinerije, petrokemične, HVAC in pomorske namene.

VSEBINA

1. Kaj so cevi izmenjevalnika toplote?

2. Družine materialov za cevi

3. Standardi in preverjene mehanske lastnosti

4. Velikosti, debelina sten in tolerance

5. Konfiguracije cevi in ​​spoji cevnih plošč

6. Izbira materiala po storitvi

7. Kako določiti cevi izmenjevalnika toplote (PO kontrolni seznam)

8. Pogosto zastavljena vprašanja

1. Kaj so cevi izmenjevalnika toplote?

Cev izmenjevalnika toplote prenaša eno tekočino skozi svojo izvrtino, medtem ko druga tekočina teče po njeni zunanji površini v lupini. Toplota prehaja skozi steno cevi, zato je cev delovna površina celotne enote. Ker je lahko v enem samem svežnju na stotine ali tisoče cevi, od katerih je vsaka razširjena ali zvarjena v cevno ploščo na obeh koncih, je doslednost OD, stene in ravnost pomembna enako kot kakovost.

DEFINICIJA — TOPLOTNI IZMENJEVALNIK/KONDENZATORSKA CEV Tankostenska brezšivna ali varjena cev, ki se uporablja v cevnih toplotnih izmenjevalnikih, kondenzatorjih, uparjalnikih in grelnikih napajalne vode za prenos toplote med dvema tekočinama. Urejajo ga standardi za posamezne cevi (npr. ASTM A179, A213, A249, B111, B338) – ne standardi za cevi – ker je sprejemljivost zgrajena okoli nadzora stene, površinske obdelave in celovitosti spoja cevne pločevine in ne zadrževanja tlaka v vodu.

To razlikovanje med cevmi in cevmi je najpogostejša napaka v specifikacijah pri nabavi toplotnega izmenjevalnika in vodi preostanek tega vodnika.

2. Družine materialov cevi

ZC dobavlja pet družin materialov za toplotni izmenjevalnik. Pravilna družina je najprej določena s korozijskim okoljem in temperaturo, nato pa zožena s ceno in prevodnostjo.

Ogljikovo in C-Mo jeklo

Specifikacije:  A179, A192, A210, A214

Uporaba:  kotel, napajalna voda, hladilnik olja

Omejitev:  Nekorozivne tekočine

Cr-Mo legirano jeklo

Specifikacije:  A213 T11 / T12 / T22 / T91

Uporaba:  pregrevalec, visokotemperaturni HX

Omejitev:  Lezenje pri povišani temperaturi

Nerjaveče / Duplex

Specifikacije:  A213 / A249; 2205

Stopnje:  TP304/L, TP316/L

Uporaba:  kisline, kloridi, higiena

Baker / Cu-Ni

Specifikacije:  ASTM B111

Stopnje:  90/10, 70/30 Cu-Ni

Uporaba:  HVAC, ladijski kondenzatorji

Nikljeva zlitina

Stopnje:  Inconel 600/625

Tudi:  Hastelloy C276, Monel 400

Uporaba:  Ekstremna korozija / vročina

Titan

Stopnje:  Gr.2, Gr.5 (B338)

Uporaba:  morska voda, razsoljevanje

Trdnost:  lahka, odporna na kloride

3. Standardi in preverjene mehanske lastnosti

Spodnja tabela podaja veljavni standard cevi in ​​minimalne mehanske lastnosti ASME, oddelek II-A, za vrste ogljikovega in legiranega jekla. Vrednosti so vzete iz specifikacij ASME BPVC II-A, niso ocenjene.

Vir: ASME BPVC oddelek II-A (SA-179, SA-192, SA-210, SA-214, SA-213). A179 in A214 nimata obveznega nateznega preskusa v standardnem ohišju in sta sprejeta glede trdote; natezne vrednosti, prikazane za A179/A192, so projektne vrednosti iz pojasnjevalnih opomb.

Kritično — T91 NI kakovost nerjavnega jekla.  ASTM A213 zajema feritne in avstenitne cevi, T91 (9Cr-1Mo-V) pa spada v  feritno-martenzitno  družino in ne v avstenitno nerjavno družino. Ne združujte T91 s TP304 / TP316 v korozijski tabeli ali varilnem postopku. Njegova trdnost pri lezenju pri visokih temperaturah je odlična, vendar se njegovo korozijsko obnašanje in varivost (predgretje, PWHT) popolnoma razlikujeta od avstenitnega nerjavnega jekla.

Za avstenitne nerjavne cevi toplotnega izmenjevalnika sta pravilna standarda  ASTM A213 (brezšivne)  in  ASTM A249 (varjene)  v razredih TP304/304L in TP316/316L; duplex svežnji uporabljajo 2205 (UNS S31803/S32205). Kondenzatorske cevi iz bakrove zlitine upoštevajo ASTM B111, titanove pa ASTM B338. Potrdite točne mehanske minimalne vrednosti za te vrste, ki niso jekla, glede na veljavni standard in vašo konstrukcijsko kodo.

Opomba o javnem naročilu — 'A312' na poizvedbo o izmenjevalniku toplote je rdeča zastavica.  ASTM A312 je specifikacija nerjaveče  cevi  . Ima enaka imena razreda TP304/TP316, zato ga je enostavno pomotoma kopirati na povpraševanje po cevi – vendar je treba cev toplotnega izmenjevalnika naročiti na A213 (brezšivna) ali A249 (varjena), ki izpolnjujejo zahteve glede dimenzij, sploščitve, razžiganja in vrtinčnih tokov, ki jih sveženj dejansko potrebuje, specifične za cev. Določite standard cevi in ​​pravi izdelek sledi.

Razredi ogljika in Cr-Mo se tukaj močno prekrivajo s prakso kotlovskih cevi; za podrobnosti o temperaturni meji in razredu za A192 / A210 / A213 glejte naše Vodnik po razredih kotlovskih cevi → , in za družino iz nerjavnega jekla, avstenitna nerjavna brezšivna cev razloženo →

4. Velikosti, debelina stene in tolerance

Cev izmenjevalnika toplote je dimenzijsko nadzorovana veliko bolj natančno kot cevovod, ker sta koeficient filma na strani cevi in ​​raztezanje cevne plošče odvisna od doslednega OD in stene. Standardni obsegi ZC so spodaj; meri po naročilu.

Inženirski vpogled — Povprečna stena v primerjavi z minimalno steno spremeni ceno in dizajn.  Cev lahko naročite s povprečno ali minimalno toleranco stene. Minimalna stena zagotavlja najtanjšo točko, vendar stane več in je v povprečju težja; povprečna stena je lažja in cenejša, vendar omogoča tanke lise znotraj tolerance. Zasnova tlaka in izračuni tanjšanja upogiba U morajo uporabiti osnovo, ki ste jo dejansko naročili – navedite jo izrecno, namesto da bi jo prepustili privzetim nastavitvam mlina.

5. Konfiguracije cevi in ​​spoji cevnih plošč

Poleg razreda in velikosti vrstni red cevi oblikujejo tri možnosti konfiguracije: geometrija snopa, zaključek konca cevi in ​​ali je površina gladka ali rebrasta.

Standardni obsegi ZC. V naročilu je treba navesti tesnejšo OD/steno in povprečno steno v primerjavi z minimalno steno, da se ujema z zasnovo izmenjevalnika.

Konci cevi so spojeni s cevno ploščo z raztezanjem z valji, z varjenjem ali z obojim (raztegnjeno in tesnjeno zvarjeno) za večjo celovitost. U-krivki povzročijo tanjšanje stene na zunanjem polmeru in lahko zahtevajo razbremenitev na določenih stopnjah, zato je treba razpored U-cevi navesti pri naročilu. Za zvar cevi na cevno ploščo in širši kontekst povezave glejte pregled vrst povezav →

Kritična inženirska točka — korozija na strani cevi in ​​na ohišju sta dve različni težavi.  Cev lahko preide znotraj in odpove zunaj. Hladilna voda v avstenitni nerjavni cevi lahko povzroči razpoke zaradi kloridne napetostne korozije iz izvrtine, medtem ko je isti snop v redu na strani lupine. vedno ocenite jedkost  obeh tekočin pri delovni temperaturi. Preden pritrdite material cevi,

6. Izbira materiala glede na storitev

Spodnja pot odločanja preslika najpogostejša servisna okolja na začetni material cevi. Končno izbiro je treba potrditi s podatkovnim listom procesa, kodo zasnove in obema kemijama tekočin.

Samo izbira izhodišča. Preverite glede na parcialne tlake, vsebnost kloridov, temperaturo in hitrost za dejansko delovanje.

7. Kako določiti cevi izmenjevalnika toplote (PO kontrolni seznam)

Inženirski vpogled – cev toplotnega izmenjevalnika PO mora imeti

• Standard in kakovost cevi:  npr. ASTM A213 TP316L (brezšivna) — ni specifikacija cevi.

• OD & stena:  z osnovo tolerance (povprečna stena proti najmanjši steni).

• Dolžina in oblika:  ravna ali U-cev (z radijem upogiba / omejitvijo tanjšanja).

• Toplotna obdelava / stanje:  žarjeno, obdelano z raztopino; PWHT za zlitine.

• Površina in čistoča:  lužena, svetlo žarjena, ID/OD zaključek.

• NDT:  vrtinčni (ET), ultrazvočni (UT), hidrostatični, testi sežiganja/sploščenja.

• Certifikati:  PMI, EN 10204 3.1/3.2 MTR, popolna sledljivost.

Kot proizvajalec po naročilu ZC izdeluje cevi po podatkovnem listu vašega izmenjevalnika – določen razred, tolerančna osnova, dolžina in urnik U-upogibov – namesto da bi jih silil na zalogo. Oglejte si toplotni izmenjevalnik cevi stran izdelka → , ali našo brezšivna nerjavna →  in varjeni nerjavni →  razponi.

8. Pogosto zastavljena vprašanja

Iz katerega materiala so izdelane cevi izmenjevalnika toplote?

Cevi toplotnega izmenjevalnika so izdelane iz ogljikovega jekla (ASTM A179, A192, A214), legiranega jekla Cr-Mo (A213 T11/T22), avstenitnega in dupleksnega nerjavečega jekla (A213 brezšivno / A249 varjeno, stopnje TP304/304L, TP316/316L, 2205), bakra in bakrovega niklja zlitine (ASTM B111, 90/10 in 70/30 Cu-Ni), nikljeve zlitine (Inconel, Hastelloy, Monel) in titan (Gr.2, Gr.5). Material je izbran glede na delovno temperaturo, tlak in korozivnost tekočin na strani cevi in ​​na strani lupine.

Kakšna je razlika med cevmi ASTM A179 in A192?

A179 je hladno vlečena brezšivna nizkoogljična jeklena cev za toplotne izmenjevalnike in kondenzatorje pri nižjem tlaku; nima obveznega nateznega preskusa in je sprejet na trdoto (72 HRBW max). A192 je brezšivna kotlovska cev iz ogljikovega jekla za visokotlačne storitve z nadzorovano največjo vsebnostjo silicija 0,25 % in mejo trdote 137 HBW. Oba imata skupni minimalni konstrukcijski vrednosti 47 ksi (325 MPa) natezne trdnosti in 26 ksi (180 MPa) tečenja.

Kakšna je razlika med ASTM A213 in A249?

A213 zajema brezšivne cevi za kotle iz feritnega in avstenitnega legiranega jekla, pregrevalnike in toplotne izmenjevalnike; A249 pokriva varjeni ekvivalent iz avstenitnega nerjavnega jekla. Za nerjavne cevi izmenjevalnika toplote je A213 brezšivna pot, A249 pa varjena pot. Upoštevajte, da je A312 specifikacija cevi in ​​ne pravilna specifikacija cevi, čeprav ima enake oznake razreda TP304/TP316.

Kakšne velikosti so cevi za toplotni izmenjevalec?

Običajni zunanji premeri cevi izmenjevalnika toplote so od približno 6 mm do 50 mm za brezšivne cevi in ​​do približno 150 mm za varjene cevi, z debelino stene od 0,5 mm do 10 mm in dolžino od 1 m do 12 m. Tanke stene in ozke tolerance OD/stene so značilne, ker sta prenos toplote na strani cevi in ​​raztezanje med cevjo in cevno ploščo odvisna od nadzora dimenzij.

Kateri material cevi toplotnega izmenjevalnika je najboljši za morsko vodo in pomorske kondenzatorje?

Za uporabo v morski vodi in ladijskem kondenzatorju so običajne izbire zlitine bakra in niklja (90/10 ali 70/30 Cu-Ni) za dobro toplotno prevodnost in odpornost proti biološkim obraščanjem ali titan stopnje 2, kjer sta kloridna luknjasta in erozijsko korozija resna. Standardno ogljikovo jeklo in nerjavno jeklo 304 sta na splošno neprimerna za surovo morsko vodo zaradi napada klorida.

Ali so cevi toplotnega izmenjevalnika brezšivne ali varjene?

Oboje se uporablja. Brezšivna cev (A179, A192, A213) je prednostna za uporabo pri višjem tlaku in višjih temperaturah ter se izogiba varjenju. Varjena cev (ogljikovo jeklo A214, nerjavno jeklo A249) je stroškovno učinkovita za velike snope pri nižjem tlaku in je dobavljena z varjenim območjem, ki je v celoti toplotno obdelano in testirano. Izbira je odvisna od tlaka, temperature, tekočine in proračuna.

Izvorne toplotne izmenjevalne cevi iz jeklenih cevi ZC

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (jeklene cevi ZC) izdeluje toplotne izmenjevalnike in kondenzatorske cevi po naročilu po ASTM, ASME, EN, DIN, JIS in GB — ogljikovo jeklo (A179/A192/A210/A214), Cr-Mo zlitina (A213 T11/T22/T91), avstenitno in dupleksno nerjavno jeklo (A213/A249, 2205), baker-nikelj, nikljeve zlitine in titan. Stroga kontrola kakovosti: kemična analiza, mehansko in hidrostatično testiranje, vrtinčni tok in ultrazvočni NDT ter PMI. Projekti izvedeni po Afriki, Bližnjem vzhodu in Južni Ameriki.

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

→ Zahtevajte ponudbo

Sorodno: Cevi izmenjevalnika toplote (izdelek)  · Stopnje kotlovskih cevi  · Avstenitno nerjavno brezšivno  · Brezšivna nerjavna cev  · Varjene nerjaveče cevi