ΑΣTM A335 P9 Σιδερένιοι σωλήνες για συστήματα ανάκτησης της θερμότητας αποβλήτων

Οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ASTM A335 P9 είναι σωλήνες μεταφοράς θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας σχεδιασμένοι για απαιτητικά συστήματα ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας, οικονομικούς λέβητες, HRSGs, φούρνους καύσης και βιομηχανικό εξοπλισμό ανάκτησης θερμότητας. Ο σωλήνας χρησιμοποιεί χάλυβα κράματος ASTM A335 P9, ένα υλικό χρωμίου-μολυβδαινίου που αναπτύχθηκε για χρήση σε αυξημένες θερμοκρασίες, ενώ η σπειροειδής γεωμετρία των πτερυγίων αυξάνει σημαντικά την εξωτερική επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας.

Σε εφαρμογές ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας, καυτός αέρας εξαγωγής ή καυσαέρια περνούν πάνω από την επιφάνεια του σωλήνα με πτερύγια, ενώ νερό, ατμός, θερμικό ρευστό ή άλλο μέσο διεργασίας ρέει μέσα στον σωλήνα. Η αυξημένη επιφάνεια των πτερυγίων επιτρέπει την ανάκτηση περισσότερης θερμότητας σε ένα σχετικά συμπαγές πακέτο εναλλάκτη θερμότητας.

Ο σπειροειδής σχεδιασμός ενσωματώνει τακτικά διατεταγμένες διακοπές στη λωρίδα των πτερυγίων. Σε σύγκριση με ένα συνεχές συμπαγές πτερύγιο, αυτά τα ανοίγματα μπορούν να προωθήσουν την αναταραχή από την πλευρά του αερίου και να βελτιώσουν την επαφή μεταξύ του καυτού αερίου και της επιφάνειας του πτερυγίου. Αυτό καθιστά τους σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ιδιαίτερα κατάλληλους όπου απαιτούνται υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας, συμπαγής εξοπλισμός και αντοχή σε υπηρεσία σε αυξημένες θερμοκρασίες.

Το ASTM A335 P9 είναι ένας χάλυβας κράματος χρωμίου-μολυβδαινίου που περιέχει περίπου 9% χρώμιο και 1% μολυβδένιο. Το κράμα παρέχει έναν συνδυασμό αντοχής σε αυξημένες θερμοκρασίες, αντοχής στην οξείδωση και ανθεκτικότητας που είναι χρήσιμος σε εξοπλισμό ανάκτησης θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας.

Η κατασκευή με σπειροειδή πτερύγια παρέχει πολλά πρακτικά πλεονεκτήματα:

• Υψηλή εξωτερική επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας για ανάκτηση θερμότητας από την πλευρά του αερίου
• Βελτιωμένη αναταραχή αερίου σε σύγκριση με λείο σωλήνα
• Κατάλληλο για περιβάλλοντα καυσαερίων εξαγωγής και καυσαερίων υψηλής θερμοκρασίας
• Καλή μηχανική αντοχή σε αυξημένες θερμοκρασίες λειτουργίας
• Η περιεκτικότητα σε χρώμιο παρέχει βελτιωμένη αντοχή στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες
• Συμπαγής σχεδιασμός εναλλάκτη θερμότητας με υψηλή αναλογία επιφάνειας προς όγκο
• Κατάλληλο για οικονομικούς λέβητες και άλλα τμήματα ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας
• Διαθέσιμο σε προσαρμοσμένες διαμορφώσεις σωλήνα, πτερυγίου και μήκους

Οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ASTM A335 P9 εξετάζονται συνήθως για:

Χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση θερμικής ενέργειας από καυτούς αέριους εξαγωγής που παράγονται από αεριοστρόβιλους, βιομηχανικούς φούρνους, εξοπλισμό διεργασιών, κινητήρες και άλλα συστήματα υψηλής θερμοκρασίας.

Οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τμήματα οικονομικών λεβήτων για τη μεταφορά θερμότητας από τα καυσαέρια προς το νερό τροφοδοσίας του λέβητα, μειώνοντας την ποσότητα καυσίμου που απαιτείται για την παραγωγή ατμού.

Σε γεννήτριες ατμού ανάκτησης θερμότητας, οι σωλήνες με πτερύγια χρησιμοποιούνται σε τμήματα μεταφοράς θερμότητας που εκτίθενται σε αέριο εξαγωγής του στροβίλου. Το P9 είναι ιδιαίτερα σχετικό όπου απαιτείται κατασκευή από χάλυβα κράματος σε αυξημένες θερμοκρασίες.

Η απορριπτόμενη θερμότητα από τα αέρια καύσης μπορεί να ανακτηθεί μέσω τμημάτων μεταφοράς θερμότητας με σωλήνες με πτερύγια, βελτιώνοντας τη συνολική θερμική απόδοση.

Τα διυλιστήρια και τα πετροχημικά εργοστάσια παράγουν μεγάλες ποσότητες αερίων διεργασιών και καύσης υψηλής θερμοκρασίας. Οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια μπορούν να ενσωματωθούν σε εξοπλισμό ανάκτησης θερμότητας για την ανάκτηση αυτής της κατά τα άλλα χαμένης ενέργειας.

Μπορούν επίσης να εφαρμοστούν σε προσαρμοσμένους εναλλάκτες θερμότητας αερίου-υγρού ή αερίου-ατμού, όπου ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας από την πλευρά του αερίου είναι σχετικά χαμηλός και απαιτείται επιπλέον επιφάνεια.

Ένας σπειροειδής σωλήνας με πτερύγια γενικά αποτελείται από:

Βασικός σωλήνας ASTM A335 P9 + συνεχώς συγκολλημένη ή μηχανικά προσαρτημένη σπειροειδής λωρίδα πτερυγίων

Ο βασικός σωλήνας μεταφέρει το εσωτερικό ρευστό, ενώ τα εξωτερικά πτερύγια παρέχουν επιπλέον επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας.

Οι τυπικές παράμετροι σχεδιασμού περιλαμβάνουν:

Αυτές οι διαστάσεις είναι τυπικά μηχανικά εύρη και όχι απαιτήσεις διαστάσεων ASTM A335. Η τελική διάμετρος του σωλήνα, το πάχος του τοιχώματος, το ύψος του πτερυγίου, το πάχος του πτερυγίου, η πυκνότητα των πτερυγίων και το μήκος πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τον υπολογισμό μεταφοράς θερμότητας, τον σχεδιασμό πίεσης, τη θερμοκρασία, την ταχύτητα του αερίου, τα χαρακτηριστικά ρύπανσης και τα σχέδια εξοπλισμού του πελάτη.

Το ASTM A335 P9 είναι ένας φερριτικός βαθμός χάλυβα κράματος βασισμένος σε σύνθεση χρωμίου-μολυβδαινίου. Οι τυπικές χημικές απαιτήσεις περιλαμβάνουν:

Η ακριβής χημική σύνθεση πρέπει πάντα να επαληθεύεται έναντι της τρέχουσας ισχύουσας έκδοσης του ASTM A335/A335M και της προδιαγραφής υλικού του αγοραστή.

Οι τυπικές μηχανικές απαιτήσεις ASTM A335 P9 περιλαμβάνουν:

*Οι ισχύουσες απαιτήσεις επιμήκυνσης μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον προσανατολισμό του δείγματος και τις διαστάσεις του σωλήνα. Το τελικό MTC πρέπει να ελέγχεται έναντι της ισχύουσας προδιαγραφής και της εντολής αγοράς.

Ο συνδυασμός χρωμίου και μολυβδαινίου του P9 συμβάλλει στην απόδοσή του σε συνθήκες αυξημένης θερμοκρασίας, καθιστώντας το μια πρακτική επιλογή υλικού για επιλεγμένες εφαρμογές ανάκτησης θερμότητας υψηλής θερμοκρασίας.

Η διαδικασία κατασκευής μπορεί να ελέγχεται σύμφωνα με τις τεχνικές απαιτήσεις του πελάτη:

1. Προετοιμασία σωλήνα P9 — Επιλέγονται απρόσκοπτοι σωλήνες κράματος χάλυβα ASTM A335 P9 σύμφωνα με την απαιτούμενη εξωτερική διάμετρο και το πάχος του τοιχώματος.
2. Προετοιμασία επιφάνειας — η επιφάνεια του σωλήνα καθαρίζεται για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη σύνδεση των πτερυγίων.
3. Προετοιμασία λωρίδας πτερυγίων — η λωρίδα πτερυγίων από χάλυβα διαμορφώνεται και σπειρώνεται στην καθορισμένη γεωμετρία.
4. Σύνδεση πτερυγίων — το πτερύγιο συγκολλάται ή συνδέεται στον σωλήνα χρησιμοποιώντας την καθορισμένη διαδικασία κατασκευής.
5. Έλεγχος διαστάσεων — ελέγχονται η διάμετρος του σωλήνα, το πάχος του τοιχώματος, το ύψος του πτερυγίου, το πάχος του πτερυγίου, η απόσταση των πτερυγίων και το συνολικό μήκος.
6. Τελικός έλεγχος — ο τελικός σωλήνας με πτερύγια ελέγχεται σύμφωνα με το ισχύον πρότυπο υλικού, την προδιαγραφή του πελάτη και τις απαιτήσεις αγοράς.
7. Σήμανση και συσκευασία — οι σωλήνες αναγνωρίζονται και προστατεύονται για μεταφορά και εγκατάσταση.

Ο ποιοτικός έλεγχος για σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ASTM A335 P9 μπορεί να περιλαμβάνει τις ακόλουθες επιθεωρήσεις και δοκιμές:

• Ανάλυση χημικής σύνθεσης
• Δοκιμή εφελκυσμού
• Δοκιμή αντοχής διαρροής
• Δοκιμή επιμήκυνσης
• Δοκιμή σκληρότητας
• Υδροστατική ή μη καταστροφική ηλεκτρική δοκιμή όπως απαιτείται από το ASTM A335
• Έλεγχος διαστάσεων
• Οπτική εξέταση

• Έλεγχος συνολικού μήκους σωλήνα
• Έλεγχος εξωτερικής διαμέτρου σωλήνα και πάχους τοιχώματος
• Μέτρηση ύψους πτερυγίου
• Μέτρηση πάχους πτερυγίου
• Μέτρηση απόστασης/πυκνότητας πτερυγίων
• Έλεγχος ευθυγράμμισης πτερυγίων
• Έλεγχος σύνδεσης πτερυγίου-σωλήνα
• Οπτική επιθεώρηση συνέχειας συγκόλλησης
• Έλεγχος ακεραιότητας συγκόλλησης ή NDT όταν καθορίζεται
• Τυχαία δειγματοληψία ή 100% επιθεώρηση σύμφωνα με την προδιαγραφή αγοράς

Για κρίσιμο εξοπλισμό ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας, μπορούν να κανονιστούν πρόσθετες απαιτήσεις επιθεώρησης όπως υπερηχογραφική δοκιμή, ακτινογραφική δοκιμή, θετική αναγνώριση υλικού ή επιθεώρηση από τρίτο μέρος όταν απαιτείται από την προδιαγραφή του έργου.

Ο κύριος λόγος για τη χρήση σπειροειδών πτερυγίων είναι η αύξηση της επιφάνειας μεταφοράς θερμότητας που εκτίθεται στη ροή του αερίου.

Ένας λείος σωλήνας έχει σχετικά μικρή εξωτερική επιφάνεια. Η προσθήκη πτερυγίων αυξάνει σημαντικά την διαθέσιμη επιφάνεια χωρίς να απαιτείται αναλογική αύξηση του όγκου του εξοπλισμού. Η σπειροειδής διαμόρφωση δημιουργεί επίσης διακοπές στην επιφάνεια του πτερυγίου, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν το όριο του αερίου και να προωθήσουν την ανάμιξη.

Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα επωφελές στην ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας, επειδή η μεταφορά θερμότητας από την πλευρά του αερίου είναι συχνά ένας κύριος περιορισμός στους εναλλάκτες θερμότητας αερίου-υγρού και αερίου-ατμού.

Η πραγματική απόδοση εξαρτάται από:

• Θερμοκρασία αερίου
• Ρυθμός ροής αερίου
• Σύνθεση αερίου
• Ταχύτητα αερίου
• Θερμοκρασία και ροή εσωτερικού ρευστού
• Αποδοτικότητα πτερυγίου
• Απόσταση πτερυγίων
• Ύψος πτερυγίου
• Διάμετρος σωλήνα
• Ρύπανση και φόρτιση τέφρας
• Περιορισμοί πτώσης πίεσης
• Διάταξη εναλλάκτη θερμότητας

Επομένως, η γεωμετρία των πτερυγίων πρέπει να επιλέγεται με βάση έναν πλήρη θερμικό και μηχανικό σχεδιασμό και όχι μόνο με βάση τις διαστάσεις των πτερυγίων.

Οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ASTM A335 P9 μπορούν να προσφέρουν έναν αποτελεσματικό συνδυασμό αντοχής υλικού και ενισχυμένης επιφάνειας μεταφοράς θερμότητας για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας.

Βασικά οφέλη περιλαμβάνουν:

Υψηλή επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας: Τα σπειροειδή πτερύγια αυξάνουν σημαντικά την εξωτερική επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για μεταφορά θερμότητας από την πλευρά του αερίου.

Ικανότητα υψηλής θερμοκρασίας: Ο χάλυβας κράματος χρωμίου-μολυβδαινίου P9 προορίζεται για χρήση σε αυξημένες θερμοκρασίες.

Βελτιωμένη συμπαγής κατασκευή εξοπλισμού: Περισσότερη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας μπορεί να εγκατασταθεί εντός ενός δεδομένου περιβλήματος εξοπλισμού.

Κατάλληλο για απαιτητικά βιομηχανικά περιβάλλοντα: Η σύνθεση του κράματος παρέχει χρήσιμη αντοχή στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τον συνηθισμένο ανθρακούχο χάλυβα.

Ευέλικτη μηχανική: Οι διαστάσεις του σωλήνα και η γεωμετρία των πτερυγίων μπορούν να προσαρμοστούν για να καλύψουν συγκεκριμένες απαιτήσεις μεταφοράς θερμότητας και πτώσης πίεσης.

Πιθανοί τελικοί χρήστες και κατασκευαστές εξοπλισμού περιλαμβάνουν:

• Παραγωγή ενέργειας
• Σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συνδυασμένου κύκλου
• Κατασκευαστές HRSG
• Κατασκευαστές εξοπλισμού ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας
• Διυλιστήρια
• Πετροχημικά εργοστάσια
• Εργοστάσια χημικών διεργασιών
• Βιομηχανίες χάλυβα και μεταλλουργίας
• Εργοστάσια τσιμέντου
• Βιομηχανικοί φούρνοι
• Κατασκευαστές φούρνων καύσης
• Έργα ανάκτησης θερμότητας εξαγωγής αεριοστροβίλων

Κάθε παρτίδα παραγωγής μπορεί να παραδοθεί με την κατάλληλη τεκμηρίωση ποιότητας, συμπεριλαμβανομένων Πιστοποιητικών Δοκιμών Υλικού (MTC), χημικής ανάλυσης, αποτελεσμάτων μηχανικών δοκιμών, αρχείων επιθεώρησης διαστάσεων, αρχείων υδροστατικής/NDT όπου ισχύει και πιστοποιητικών επιθεώρησης σύμφωνα με την συμφωνημένη προδιαγραφή αγοράς.

Για εξαγωγές και μηχανικά έργα, η επιθεώρηση μπορεί επίσης να συντονιστεί με ανεξάρτητους τρίτους φορείς όταν απαιτείται.

Κατά την αίτηση προσφοράς για σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ASTM A335 P9, οι πελάτες πρέπει να παρέχουν:

• Πρότυπο και βαθμός βασικού σωλήνα
• Εξωτερική διάμετρος σωλήνα
• Πάχος τοιχώματος σωλήνα
• Μήκος σωλήνα
• Υλικό πτερυγίου
• Ύψος πτερυγίου
• Πάχος πτερυγίου
• Πυκνότητα ή απόσταση πτερυγίων
• Μέθοδος σύνδεσης πτερυγίου
• Απαιτούμενη ποσότητα
• Θερμοκρασία λειτουργίας
• Πίεση λειτουργίας
• Σύνθεση αερίου και συνθήκες ροής
• Ισχύον πρότυπο επιθεώρησης
• Απαιτούμενη πιστοποίηση
• Σχέδια έργου ή τεχνικές προδιαγραφές

Μπορούμε να κατασκευάσουμε σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια σύμφωνα με τις απαιτήσεις ASTM/ASME, τα σχέδια του πελάτη, τους υπολογισμούς μεταφοράς θερμότητας και τις προδιαγραφές του έργου.

Οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια ASTM A335 P9 είναι μια εξειδικευμένη λύση μεταφοράς θερμότητας για ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο συνδυασμός ενός σωλήνα από κράμα χάλυβα 9Cr-1Mo και της διευρυμένης σπειροειδούς εξωτερικής επιφάνειας τους καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλους για οικονομικούς λέβητες, HRSGs, ανάκτηση θερμότητας φούρνων καύσης, βιομηχανικούς φούρνους και άλλο εξοπλισμό μεταφοράς θερμότητας από την πλευρά του αερίου σε υψηλές θερμοκρασίες.

Για έργα όπου η θερμική απόδοση, η απόδοση υλικού σε αυξημένες θερμοκρασίες, η συμπαγής κατασκευή και η αξιόπιστη σύνδεση πτερυγίων είναι σημαντικές, οι σπειροειδείς σωλήνες με πτερύγια P9 μπορούν να παρέχουν μια στιβαρή βάση για μηχανικά σχεδιασμένα συστήματα ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας.