Ghid pentru tuburi schimbătoare de căldură - ASTM A179 A213 A249

Tuburile pentru schimbătoare de căldură sunt tuburi de oțel specializate utilizate în echipamentele de schimb termic, cum ar fi schimbătoare de căldură cu carcasă-și-tub, condensatoare, evaporatoare, cazane și alte aparate de transfer de căldură. Spre deosebire de conducta standard utilizată pentru transportul fluidelor, tuburile schimbătoarelor de căldură trebuie să îndeplinească cerințe stricte pentru precizia dimensională, calitatea suprafeței și proprietățile de transfer de căldură. Peretele tubului trebuie să fie suficient de subțire pentru a permite un transfer eficient de căldură între fluidele interne și externe, dar suficient de puternic pentru a rezista la presiunea diferențială dintre partea tubului și partea carcasei. Suprafețele interne și externe trebuie să fie curate și netede pentru a minimiza murdăria și pentru a menține eficiența transferului de căldură în timp.

Tuburile pentru schimbătoare de căldură sunt utilizate într-o gamă largă de industrii: rafinării petrochimice (schimbătoare de căldură de proces, condensatoare, refierbătoare), centrale electrice (tuburi condensatoare, încălzitoare de apă de alimentare, tuburi pentru cazan), sisteme HVAC (răcitoare, serpentine de răcire), procesare alimentară (pasteurizatoare, sterilizatoare) și instalații de desalinizare (condensare). Alegerea materialului tubului, dimensiunea și grosimea peretelui depinde de temperatura de funcționare, presiune, corozivitatea fluidului și cerințele de transfer de căldură ale aplicației specifice.

ASTM A179 acoperă tuburi de oțel cu conținut scăzut de carbon{-desensat la rece-, fără sudură, pentru schimbătoare de căldură, condensatoare și aparate similare de transfer de căldură. Standardul acoperă tuburi cu o grosime maximă a peretelui de 4,2 mm (0,165 inchi) și o grosime minimă a peretelui de 0,5 mm (0,020 inchi). Compoziția chimică necesită carbon 0,06-0,18%, mangan 0,27-0,63% și elemente reziduale controlate la niveluri scăzute. Conținutul scăzut de carbon oferă o bună sudabilitate și formabilitate, în timp ce procesul de tragere la rece produce toleranțe dimensionale precise și finisare netedă a suprafeței necesare pentru funcționarea schimbătorului de căldură.

Procesul de fabricație-trasă la rece oferă mai multe avantaje pentru tuburile schimbătoare de căldură. Trasarea printr-o matriță la temperatura camerei produce o precizie dimensională excelentă: toleranța de ± 0,05 mm și toleranța la grosimea peretelui de ± 5% sunt standard. Lucrarea la rece îmbunătățește, de asemenea, finisarea suprafeței, cu o rugozitate tipică a suprafeței Ra Mai mică sau egală cu 0,8 μm. După tragere la rece, tuburile sunt recoapte pentru a elibera tensiunile interne și pentru a restabili ductilitatea. Tuburile pot fi furnizate în lungimi drepte (de obicei 6-12 metri) sau ca tuburi îndoite în U{-pentru configurațiile schimbătoare de căldură cu tuburi U-. Aplicațiile pentru A179 includ schimbătoare de căldură cu carcasă-și tuburi în rafinării, condensatoare în centrale electrice, răcitoare de ulei și intercooler în sistemele de compresoare.

ASTM A213 acoperă tuburile din oțel aliat feritic și austenitic fără sudură, supraîncălzitor și schimbător de căldură. Acesta este cel mai cuprinzător standard pentru tuburile schimbătoare de căldură la temperatură înaltă, care acoperă clasele de la T11 cu aliaj scăzut (1,25Cr-0,5Mo) până la aliajul înalt-T91 (9Cr{-1Mo-V) și clasele de inoxidabil austenitic TP3214, TP314, TP314, TP314, TP314, TP313, TP313, Prefixul „T” din desemnarea gradului indică forma tubului (spre deosebire de „P” pentru țeavă în A335). Pentru oțelul inoxidabil austenitic, clasele obișnuite includ TP304 (rezistență generală la coroziune), TP304L (scăzut de carbon pentru aplicații sudate), TP316 (rezistență îmbunătățită la coroziune cu molibden), TP316L (versiunea cu conținut scăzut de carbon), TP321 (stabilizat cu titan pentru service la temperatură înaltă) și TP3477obium (stabilizat cu niobiu).

A213 T11, T22 și T91 sunt tuburi din oțel aliat feritic utilizate în aplicații cu schimbătoare de căldură-înalte, cum ar fi supraîncălzitoare, reîncălzitoare și încălzitoare de apă de alimentare în centralele electrice. Aceste grade își mențin rezistența la temperaturi ridicate prin conținutul de aliaj de crom-molibden. T91 este opțiunea cu cea mai mare-rezistență, oferind de aproximativ trei ori rezistența la rupere la fluaj de T22 la 600 de grade , permițând pereți mai subțiri ai tubului și un transfer de căldură îmbunătățit. Temperatura maximă de serviciu variază de la 593 de grade (T11, T22) la 649 de grade (T91, TP304, TP316). Pentru comparații detaliate ale proprietăților oțelului aliat, consultațiGhid pentru țevi din oțel aliat.

ASTM A249 acoperă tuburi sudate din oțel inoxidabil austenitic pentru schimbătoare de căldură, condensatoare și cazane. Tuburile sunt fabricate din bandă sau placă de oțel inoxidabil laminată plat-care este formată într-o formă de tub și sudate printr-un proces de sudare automată (de obicei sudare TIG sau cu arc cu plasmă cu adăugare de metal de umplutură sau sudare prin inducție de-înaltă frecvență). După sudare, tuburile sunt trase la rece sau prelucrate la rece pentru a rafina microstructura zonei de sudură și pentru a îmbunătăți acuratețea dimensională, apoi soluția recoaptă pentru a restabili rezistența la coroziune și proprietățile mecanice.

Tuburile sudate A249 oferă o alternativă rentabilă-la tuburile fără sudură A213, de obicei cu 10-20% mai mică ca cost pentru același material și dimensiuni. Tubul sudat are proprietăți mecanice comparabile cu cele fără sudură după o prelucrare adecvată, cu factorul de eficiență a îmbinării sudate de obicei 0,85-0,95, în funcție de NDT-ul efectuat. Standardul cere ca cordonul de sudură să fie inspectat 100% prin testare cu curenți turbionari (ECT) sau testare hidrostatică. A249 este disponibil în aceleași clase austenitice ca și A213 (TP304, TP304L, TP316, TP316L, TP321, TP347) cu aceleași cerințe de compoziție chimică.

Parametru	ASTM A179	ASTM A213	ASTM A249
Fabricarea	Trase-la rece fără sudură	Fără sudură (finisat la cald/la rece)	Sudate + prelucrare la rece
Materiale	Oțel cu conținut scăzut de carbon	Oțel aliat, SS	Oţel inoxidabil
Gama OD	6-76 mm	6-127 mm	6-203 mm
Temperatura maximă	400 de grade	649 de grade (SS)	649 de grade (SS)
Toleranță dimensională	Excelent (±0,05 mm)	Foarte bine (±0,10 mm)	Foarte bine (±0,10 mm)
Cost relativ	Scăzut	Ridicat	Mediu
Aplicație tipică	Condensatoare de joasă presiune	Supraîncălzitoare-de temperatură ridicată	Schimbător de căldură general

Gama standard de diametru exterior pentru tuburile schimbătoare de căldură este de la 6 mm (1/4") la 50,8 mm (2"), deși sunt disponibile diametre mai mari pentru aplicații specializate. Grosimea peretelui este de obicei specificată prin numărul BWG (Birmingham Wire Gauge), unde un număr BWG mai mare indică un perete mai subțire. Dimensiunile obișnuite includ 10 BWG (3,40 mm), 12 BWG (2,77 mm), 14 BWG (2,11 mm), 16 BWG (1,65 mm) și 18 BWG (1,24 mm). De exemplu, un tub de 3/4" OD x 16 BWG are un diametru exterior de 19,05 mm și o grosime a peretelui de 1,65 mm. Lungimea este de obicei de 6 m sau 12 m pentru tuburile drepte, tuburile de curbare U-având raze de curbură specifice în funcție de proiectarea schimbătorului de căldură (de obicei, raza de curbare minimă a tubului de 2-3 ori).

Inspecția tuburilor schimbătoare de căldură include verificarea dimensională (OD, ID, grosimea peretelui, dreptatea și lungimea), testarea cu curenți turbionari (ECT) pentru detectarea defectelor de suprafață și subterană, testare hidrostatică conform standardului aplicabil și teste mecanice inclusiv evazare (extinderea capătului tubului pentru a verifica ductilitatea) și aplatizare (zdrobirea tubului pentru a verifica integritatea tuburilor sudate). Curățarea suprafeței este verificată prin inspecție vizuală și, pentru aplicații critice, prin teste cu ulei-și-tampoane cu grăsime.

Selectarea tubului schimbător de căldură corect implică evaluarea temperaturii de funcționare (temperatură joasă-< 200 de grade folosiți oțel carbon A179; temperatură{{3} medie 200-500 de grade utilizare aliaj scăzut{-A213 T11/T22; oțel inoxidabil{{12}înaltă sau temperatură medie T11/T22); (oțel carbon de utilizare non-coroziv; inoxidabil 304/316 pentru utilizare corozivă; utilizare 316L sau duplex foarte coroziv sau încărcat cu clorură) și cerințele de transfer de căldură (pereții mai subțiri asigură un transfer de căldură mai bun, dar o toleranță mai mică la coroziune). Analiza costului ciclului de viață ar trebui să ia în considerare costul inițial al materialului plus întreținerea așteptată, frecvența de curățare și intervalul de înlocuire în mediul de service specific.

Contactați echipa noastră de ingineri pentru selecția expertă a tuburilor și prețurile competitive pentru tuburile A179, A213 și A249.

Obțineți o cotație