ท่อครีบ: ประเภท การผลิต และการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

ท่อ  แบบครีบ  คือท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่ติดตั้งพื้นผิวด้านนอกแบบขยาย — ครีบ — เพื่อเพิ่มพื้นที่สำหรับการถ่ายเทความร้อนที่ด้านข้างได้อย่างมากโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่อ่อนลง ในตัวแลกเปลี่ยนก๊าซเป็นของเหลวเกือบทุกตัวด้านนั้นคือด้านก๊าซหรืออากาศ โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์ฟิล์มอาจมีขนาดต่ำกว่าของเหลวภายในท่อได้หนึ่งถึงสองลำดับ การเพิ่มครีบช่วยปรับสมดุลทั้งสองด้าน ดังนั้นท่อจึงถ่ายเทความร้อนได้มากขึ้นในความยาวเท่าๆ กัน และทำให้ทั้งชิ้นมีขนาดเล็กลง เบากว่า และราคาถูกกว่า

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) เป็นผู้จัดหาท่อครีบและท่อฐานเปลือยตามสั่งสำหรับประเภทครีบทั่วไปและการผสมผสานวัสดุ — อะลูมิเนียม ทองแดง เหล็กกล้าคาร์บอน และสเตนเลสครีบบนท่อฐานคาร์บอน โลหะผสม สเตนเลส และทองแดง-นิกเกิล คู่มือนี้จะอธิบายประเภทครีบและขีดจำกัดอุณหภูมิ วัสดุ รูปทรงของครีบขับเคลื่อนประสิทธิภาพอย่างไร เส้นทางการผลิต และวิธีการเลือกท่อครีบที่เหมาะสมสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศ เครื่องประหยัด HVAC และการบริการในกระบวนการ

สารบัญ

1. ท่อครีบคืออะไร?

2. ประเภทท่อครีบและขีดจำกัดอุณหภูมิ

3. วัสดุท่อครีบและฐาน

4. ระยะห่างระหว่างครีบ ความสูง และประสิทธิภาพ

5. วิธีการผลิตท่อ Finned

6. การใช้งานและอุตสาหกรรม

7. วิธีการเลือกและระบุท่อครีบ

8. คำถามที่พบบ่อย

1. ท่อครีบคืออะไร?

ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ความร้อนจะต้องผ่านชุดความต้านทานระหว่างของเหลวทั้งสอง: ฟิล์มด้านใน ผนังท่อ และฟิล์มด้านนอก แนวต้านที่ใหญ่ที่สุดจะควบคุมการถ่ายโอนทั้งหมด เมื่อก๊าซไหลออกไปข้างนอกและมีของเหลวอยู่ข้างใน ฟิล์มด้านก๊าซคือคอขวด ดังนั้นการขยายพื้นผิวด้านนอกด้วยครีบจะโจมตีความต้านทานที่จำกัดประสิทธิภาพจริงๆ

คำจำกัดความ — ท่อแบบครีบ (พื้นผิวแบบขยาย) ท่อที่มีครีบยึดติดกับพื้นผิวด้านนอกเพื่อเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนภายนอก ซึ่งใช้โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์ฟิล์มด้านนอก (โดยปกติคือด้านก๊าซ/อากาศ) ต่ำกว่าด้านในมาก ฟังก์ชันหลักสามประการ ได้แก่ การปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน ปรับสมดุลค่าสัมประสิทธิ์ด้านก๊าซและด้านของเหลว และปรับปรุงความกะทัดรัดและความประหยัด อัตราส่วนครีบ (พื้นที่ภายนอก/เปลือย) โดยทั่วไปคือ 10:1 ถึง 25:1

เนื่องจากครีบจะช่วยได้ก็ต่อเมื่อความร้อนเข้าถึงได้ คุณภาพของพันธะระหว่างครีบกับท่อจึงมีความสำคัญพอๆ กับบริเวณครีบ พันธะที่หลวมหรือมีความต้านทานสูงจะทำให้ครีบของความร้อนอดอาหารและทำให้ค่าเกนยุบลง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวิธีการยึดติดที่กล่าวถึงในลำดับถัดไปจึงเป็นการตัดสินใจครั้งแรก

2. ประเภทท่อครีบและขีดจำกัดอุณหภูมิ

ท่อแบบครีบถูกจำแนกตามวิธีการต่อครีบเข้ากับท่อ ความสมบูรณ์ของพันธะจะกำหนดอุณหภูมิการบริการสูงสุด เนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันและการหมุนเวียนจะทำให้ข้อต่อทางกลคลายตัวออกไปก่อนที่ตัวโลหะจะล้มเหลว

อุณหภูมิเป็นค่าโดยประมาณและขึ้นอยู่กับวัสดุครีบและท่อฐาน ครีบเชื่อมทำให้เกิดพันธะโลหะถาวรซึ่งจำกัดโดยท่อฐานเป็นหลัก ครีบกล (เป็นแผล) ถูกจำกัดโดยการคลายตัวของพันธะภายใต้การหมุนเวียนด้วยความร้อน

สำคัญ — ตีนกบตัว L จะคลายตัวภายใต้การหมุนเวียนของความร้อน  ครีบ L-foot ที่พันด้วยแรงดึงสามารถยึดได้ด้วยด้ามจับแบบกลไกเพียงอย่างเดียว เหนือขีดจำกัดอุณหภูมิหรือภายใต้การเริ่ม/หยุดการปั่นจักรยานซ้ำ การขยายตัวแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะผ่อนคลายการยึดเกาะ ความต้านทานการสัมผัสที่เพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งมักจะดีก่อนที่จะเกิดความเสียหายที่มองเห็นได้ สำหรับระบบที่เปิดและปิดบ่อยครั้ง หรือทำงานร้อน ให้ระบุครีบแบบฝังหรือแบบเชื่อมชนิด G ไม่ใช่เท้าตัว L

สำหรับตัวแลกเปลี่ยนที่จัดการไอน้ำหรือของเหลวในกระบวนการภายในท่อ เกรดและมาตรฐานของท่อเปลือยยังคงควบคุมการออกแบบแรงดัน ดู ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน →  สำหรับกลุ่มวัสดุท่อฐาน

3. วัสดุท่อครีบและฐาน

การตัดสินใจเกี่ยวกับวัสดุสองประเภทจะวางซ้อนกัน: วัสดุครีบ (ความนำไฟฟ้าและการกัดกร่อน) และท่อฐาน (ความดัน อุณหภูมิ ของเหลวข้างท่อ) พวกเขาสามารถและมักจะทำแตกต่างกัน — ครีบอลูมิเนียมบนท่อเหล็กคาร์บอนคือการผสมผสานระหว่างเครื่องทำความเย็นแบบคลาสสิก

ครีบอลูมิเนียม

สภาพนำไฟฟ้า:  k ~205 W/m·K

อุณหภูมิ:  สูงถึง ~180°C

เหตุผล:  มีประสิทธิภาพสูงสุด ต้นทุนต่ำ

ครีบทองแดง

ค่าการนำไฟฟ้า:  สูงมาก

อุณหภูมิ:  ปานกลาง

เหตุผล:  HVAC ทนต่อการกัดกร่อน

ครีบเหล็กกล้าคาร์บอน

ความแข็งแกร่ง:  สูง

อุณหภูมิ:  >250°C (แบบเชื่อม)

สาเหตุ:  ก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูง

ครีบสแตนเลส

การกัดกร่อน:  สูง

อุณหภูมิ:  สูงขึ้น

ทำไม:  มีฤทธิ์กัดกร่อน + บริการร้อน

ท่อฐานเป็นไปตามมาตรฐานเดียวกันกับท่อแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือย: เหล็กกล้าคาร์บอน (ASTM A179, A192, A210), โลหะผสม Cr-Mo (A213 T11/T22), สเตนเลสออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์ (A213/A249) และทองแดง-นิกเกิลสำหรับงานทางทะเล ครีบเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนยอมรับประสิทธิภาพครีบประมาณ 0.65–0.75 เพื่อแลกกับความสามารถที่อุณหภูมิสูง

Engineering Insight — จับคู่วัสดุครีบกับสิ่งแวดล้อม ไม่ใช่แค่อุณหภูมิ  ใกล้ชายฝั่งหรือนอกชายฝั่ง กัลวานิกคัปเปิ้ลที่ส่วนต่อประสาน L-foot อะลูมิเนียมบนเหล็กจะสึกกร่อนและพันธะจะลดลง ส่วนยึดเป็นครีบโลหะคู่ที่อัดขึ้นรูป โดยที่อะลูมิเนียมหุ้มท่อฐานไว้จนสุด และไม่มีรอยแยกที่เป็นโลหะที่แตกต่างกัน สภาพนำไฟฟ้ามีความสำคัญ แต่ในบรรยากาศทางทะเล ความอยู่รอดของพันธะมีความสำคัญมากกว่า

4. ระยะห่างระหว่างครีบ ความสูง และประสิทธิภาพ

รูปทรงของครีบ — ระยะห่าง (ครีบต่อนิ้วหรือต่อเมตร) ความสูงและความหนา — กำหนดทั้งพื้นที่ผิวที่ได้รับและค่าปรับที่จ่ายให้กับแรงดันตกฝั่งอากาศ นี่คือจุดที่ตัวแลกเปลี่ยนท่อแบบครีบจำนวนมากได้รับการออกแบบมากเกินไปหรือน้อยเกินไป

ประสิทธิภาพของครีบจะลดลงเมื่อความสูงเพิ่มขึ้นเนื่องจากปลายครีบวิ่งเข้าใกล้อุณหภูมิอากาศมากขึ้น ครีบที่สูงขึ้นจะได้พื้นที่เพิ่มขึ้น แต่แต่ละหน่วยของพื้นที่จะทำงานน้อยลง

ระยะห่างของครีบที่แคบดูสวยงามบนกระดาษเนื่องจากจะเพิ่มพื้นที่ให้สูงสุด แต่ในบริการที่มีฝุ่นหรือเปรอะเปื้อน ช่องว่างจะมองไม่เห็น ความดันอากาศด้านข้างเพิ่มขึ้น กำลังพัดลมเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพที่แท้จริงจะลดลงต่ำกว่าค่าการออกแบบที่สะอาดตา ระยะห่างที่เหมาะสมคือระยะที่คงอยู่ตามช่วงการโหลดฝุ่นและการทำความสะอาดตามจริง ไม่ใช่ระยะที่มีพื้นที่ผิวมากที่สุด

หมายเหตุภาคสนาม — อุณหภูมิทางออกของกระบวนการที่เพิ่มขึ้นเป็นสัญญาณแรกของการเปรอะเปื้อนของครีบ  เปรียบเทียบทางเข้า/ทางออกของกระบวนการกับเอกสารข้อมูลการทดสอบเดินเครื่อง และดูกระแสของมอเตอร์พัดลม เมื่อทางออกคืบคลานขึ้นและพัดลมดึงแรงขึ้น ครีบด้านข้างจะเปรอะเปื้อนก่อนที่สิ่งอื่นจะเสียหาย การออกแบบระยะห่างระหว่างครีบที่สมจริงและทำความสะอาดได้ — และพื้นฐานการบำรุงรักษา — จะรักษาค่า U ไว้ได้นานกว่าการไล่ตามพื้นที่ผิวสูงสุดที่โครงสร้าง

5. วิธีการผลิตท่อครีบ

เส้นทางการผลิตต่อจากประเภทครีบโดยตรง:

ครีบเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ให้อัตราการยึดเกาะเกือบ 100% โดยมีโซนรับความร้อนเล็กน้อย ทำให้เกิดท่อที่แข็งแรงซึ่งทนทานต่อการกัดกร่อนของเถ้าและเขม่าของก๊าซไอเสีย ท่ออัดขึ้นรูปช่วยปกป้องท่อฐานอย่างสมบูรณ์และเหมาะกับบรรยากาศที่มีการกัดกร่อน แต่ละเส้นทางได้รับการตรวจสอบความสมบูรณ์ของพันธะ ขนาด และระยะครีบก่อนส่งมอบ

6. การใช้งานและอุตสาหกรรม

ท่อครีบจะปรากฏขึ้นทุกที่ที่ความร้อนต้องเคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างกระแสก๊าซ/อากาศกับของเหลวหรือของไหลในกระบวนการในขนาดที่กะทัดรัด:

ตัวแลกเปลี่ยนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศและแบบท่อครีบในบริการเหล่านี้มักสร้างขึ้นตามข้อกำหนด API 661 และ ASME สำหรับการเลือกเกรดท่อเปลือยภายใต้หน้าที่เหล่านี้ โปรดดูของเรา คู่มือเกรดท่อหม้อไอน้ำและขีดจำกัดอุณหภูมิ →

7. วิธีการเลือกและระบุท่อครีบ

การเลือกจะดำเนินการตามลำดับนี้: แก้ไขท่อฐานจากความดัน/อุณหภูมิ/ของเหลวด้านท่อ จากนั้นจึงเลือกประเภทครีบจากอุณหภูมิการใช้งานและสภาพแวดล้อม จากนั้นรูปทรงของครีบจากหน้าที่ด้านอากาศและระบบการทำความสะอาด

Engineering Insight - PO ท่อครีบที่ต้องมี

• ท่อฐาน:  มาตรฐาน เกรด OD ผนัง (เช่น A179 / A213 TP316L, 25.4 มม.)

• ประเภทครีบ:  L / LL / KL / G-embedded / extruded / HF welded

• วัสดุครีบ:  อลูมิเนียม ทองแดง เหล็กคาร์บอน สแตนเลส

• รูปทรงของครีบ:  ความหนาแน่น (FPI / ต่อ ม.) ความสูง ความหนา แข็งหรือหยัก

• การบริการ:  อุณหภูมิสูงสุด การหมุนเวียนด้วยความร้อน การกัดกร่อน/ทางทะเล การเปรอะเปื้อน/ฝุ่น

• ความยาวและรูปแบบ:  ตรงหรืองอ U; ความยาวครีบเทียบกับปลายเปลือย

• รหัสและการทดสอบ:  API 661 / ASME, การทดสอบพันธะ, การตรวจสอบขนาดและครีบ, MTR

ZC ผลิตท่อแบบครีบและแบบเปลือยตามสั่ง โดยจับคู่ประเภทครีบ วัสดุ และรูปทรงเข้ากับเอกสารข้อมูลเครื่องแลกเปลี่ยนของคุณ ดู ช่วงท่อแลกเปลี่ยนความร้อน →  หรือของเรา ท่อเหล็กไร้ตะเข็บ →  และ สแตนเลสไร้รอยต่อ →  ตัวเลือกท่อฐาน

8. คำถามที่พบบ่อย

ท่อครีบคืออะไร และเหตุใดจึงใช้?

ท่อแบบครีบคือท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีพื้นผิวด้านนอกขยายออกไป นั่นคือครีบ เพื่อเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนที่ด้านข้างโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่ต่ำกว่า ซึ่งมักจะเป็นด้านก๊าซหรืออากาศ เนื่องจากความต้านทานของฟิล์มด้านก๊าซมีส่วนสำคัญในการแลกเปลี่ยนระหว่างก๊าซกับของเหลว การเพิ่มครีบจึงสามารถเพิ่มพื้นผิวภายนอกที่มีประสิทธิภาพได้หลายเท่า ทำให้ตัวแลกเปลี่ยนมีขนาดกะทัดรัดและประหยัดกว่าการออกแบบท่อเปลือยมาก

ท่อครีบประเภทหลักคืออะไร?

ประเภทหลักๆ จะจำแนกตามวิธีการติดตีนกบ: ตีนยาง L-ตีนแบบมีบาดแผลตึง, ตีนผี LL และตีนผี KL แบบมีลาย; G-type แบบฝัง โดยที่ครีบอยู่ในร่องที่กลึง อัดรีด (bimetallic) โดยที่ปลอกอะลูมิเนียมถูกอัดเป็นครีบเหนือท่อฐาน และครีบขดลวดเชื่อมความถี่สูง (แข็งหรือหยัก) ท่อครีบต่ำแบบสตั๊ด ยาวและแบบอินทิกรัลยังใช้สำหรับงานเฉพาะอีกด้วย

ท่อครีบสามารถทนอุณหภูมิได้เท่าไร?

อุณหภูมิการใช้งานสูงสุดขึ้นอยู่กับการติดครีบ ครีบ L-foot ที่มีแรงตึงนั้นถูกจำกัดไว้ที่ประมาณ 130–150°C เนื่องจากการหมุนเวียนด้วยความร้อนจะทำให้พันธะทางกลคลายตัวลง ครีบมีลาย KL มีอุณหภูมิประมาณ 250°C; ครีบโลหะคู่อัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิประมาณ 280–300°C; G-type แบบฝังสูงถึงประมาณ 300°C ด้วยอะลูมิเนียม และ 400°C พร้อมครีบเหล็ก และครีบเชื่อมที่สูงที่สุด จำกัดโดยท่อฐานเป็นหลัก สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงค่าประมาณและแตกต่างกันไปตามวัสดุของครีบและท่อ

อะไรคือความแตกต่างระหว่างท่อครีบแบบอัดรีดและแบบเชื่อม?

ท่อครีบแบบอัดขึ้นรูปจะสร้างครีบอะลูมิเนียมจากปลอกที่อัดไว้เหนือท่อฐาน เพื่อปกปิดและปกป้องท่ออย่างสมบูรณ์ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ทางทะเล และนอกชายฝั่ง ท่อครีบแบบเชื่อมจะเชื่อมแถบครีบเหล็กเข้ากับท่อโดยการเชื่อมด้วยความถี่สูงหรือด้วยเลเซอร์ ทำให้เกิดข้อต่อทางโลหะวิทยาถาวรที่ทนต่ออุณหภูมิสูงสุดและการบริการก๊าซไอเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยต้องเสียค่าใช้จ่ายจากพื้นผิวเหล็กที่เปลือยเปล่า

ระยะห่างระหว่างครีบส่งผลต่อประสิทธิภาพของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างไร

ระยะห่างของครีบที่ใกล้กันมากขึ้น (ครีบต่อนิ้วมากขึ้น) จะเพิ่มพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน แต่ยังเพิ่มความดันอากาศด้านข้างที่ลดลงและดักจับความเปรอะเปื้อน ซึ่งสามารถลดประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงและเพิ่มพลังพัดลม ระยะห่างที่กว้างขึ้นทำให้พื้นที่ลดลงแต่ยังคงความสะอาดและบำรุงรักษาง่ายกว่า ระยะห่างที่เหมาะสมที่สุดจะปรับสมดุลพื้นที่ผิวกับแรงดันตกและการเปรอะเปื้อนสำหรับของเหลว เฉพาะการเติมฝุ่น และรูปแบบการทำความสะอาด

ท่อครีบใช้ที่ไหน?

ท่อแบบครีบถูกนำมาใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ (พัดลมแบบครีบ) เครื่องทำความเย็นแบบแห้ง เครื่องประหยัดและการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ คอยล์ HVAC และเครื่องทำความร้อนในกระบวนการทั่วทั้งการกลั่นน้ำมันและก๊าซ ปิโตรเคมี การผลิตไฟฟ้า และโรงงานนอกชายฝั่ง ความร้อนทุกแห่งจะต้องเคลื่อนที่ระหว่างก๊าซหรือกระแสลมกับของเหลวหรือของเหลวในกระบวนการผลิตอย่างมีประสิทธิภาพและอยู่ในพื้นที่ที่มีขนาดกะทัดรัด

แหล่งที่มาของท่อครีบจากท่อเหล็ก ZC

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) ผลิตท่อแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบและเปลือยตามสั่ง — ตีนกบ L, KL, G-ฝัง, ครีบเชื่อมไบเมทัลลิกแบบอัดรีดและความถี่สูง ในอะลูมิเนียม ทองแดง เหล็กกล้าคาร์บอน และสเตนเลส บนท่อฐานคาร์บอน โลหะผสม สเตนเลส และทองแดง-นิกเกิล ตามมาตรฐาน ASTM, ASME และ API 661 ควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด: ความสมบูรณ์ของพันธะ ระยะพิทช์ของครีบ และการตรวจสอบมิติ NDT และการตรวจสอบย้อนกลับแบบเต็ม โครงการที่จัดส่งทั่วแอฟริกา ตะวันออกกลาง และอเมริกาใต้

อีเมล: แมนดี้ w@zcsteelpipe.com   | วอทส์แอพพ์: +86-139-1579-1813

→ ขอใบเสนอราคา

ที่เกี่ยวข้อง: ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน  · เกรดท่อบอยเลอร์  · ท่อสเตนเลส ไร้ตะเข็บ  · ท่อเหล็กไร้ตะเข็บ