Σπειροειδώς Πτερυγιωμένοι Σωλήνες για HRSG – ASTM A179

Επισκόπηση Προϊόντος

Σπειροειδώς πτερυγιωμένοι σωλήνες ASTM A179 για HRSG είναι σωλήνες μεταφοράς θερμότητας σχεδιασμένοι για να αυξήσουν την αποτελεσματική εξωτερική επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας των γεννητριών ατμού ανάκτησης θερμότητας (HRSG), ιδιαίτερα σε τμήματα ανάκτησης θερμότητας χαμηλής έως μέτριας θερμοκρασίας, όπως οι οικονομοποιητές, οι προθερμαντήρες τροφοδοτικού νερού και άλλες μονάδες ανάκτησης θερμότητας από την πλευρά του αερίου.

Ο σωλήνας κατασκευάζεται από Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, απρόσκοπτος, ψυχρής έλξης, ASTM A179, ενώ μια σπειροειδώς περιελισσόμενη ή μηχανικά συνδεδεμένη μεταλλική πτερυγίδα ή τμήμα πτερυγίδας είναι συνδεδεμένη στην επιφάνεια του σωλήνα. Η γεωμετρία της σπειροειδούς πτερυγίδας αυξάνει την εξωτερική επιφάνεια, εισάγοντας παράλληλα ελεγχόμενη αναταραχή στη ροή του αερίου, βελτιώνοντας τη μεταφορά θερμότητας σε σύγκριση με έναν γυμνό σωλήνα.

Το ASTM A179 προορίζεται ειδικά για απρόσκοπτους, ψυχρής έλξης σωλήνες από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα που χρησιμοποιούνται σε εναλλάκτες θερμότητας, συμπυκνωτές και παρόμοιο εξοπλισμό μεταφοράς θερμότητας. Το πρότυπο καλύπτει εξωτερικές διαμέτρους σωλήνων από 1/8 ίντσας έως 3 ίντσες (3,2–76,2 mm).

Για εφαρμογές HRSG, ο σχεδιασμός σπειροειδούς πτερυγίδας παρέχει μια πρακτική ισορροπία μεταξύ αποδοτικότητας μεταφοράς θερμότητας, πτώσης πίεσης στην πλευρά του αερίου, συμπαγούς σχεδιασμού εξοπλισμού, κατασκευασιμότητας και προσβασιμότητας για συντήρηση.

Βασικά Χαρακτηριστικά

• Βασικός σωλήνας από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, απρόσκοπτος, ψυχρής έλξης, ASTM A179
• Κατασκευή με σπειροειδείς ή τμηματικές πτερυγίδες για ενισχυμένη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας
• Υψηλή αποτελεσματική εξωτερική επιφάνεια
• Βελτιωμένη μεταφορά θερμότητας στην πλευρά του αερίου σε σύγκριση με γυμνούς σωλήνες
• Κατάλληλο για οικονομοποιητές και τμήματα ανάκτησης θερμότητας HRSG χαμηλότερης θερμοκρασίας
• Ευέλικτο ύψος πτερυγίδας, πάχος, βήμα και διαμόρφωση σπειροειδούς κοπής
• Διαθέσιμο σε προσαρμοσμένα μήκη σωλήνων και διαμορφώσεις πτερυγίδων
• Κατάλληλο για έργα HRSG και ανάκτησης θερμότητας αποβλήτων μεγάλης κλίμακας
• Επιθεώρηση διαστάσεων και δοκιμή πίεσης διαθέσιμες σύμφωνα με τις απαιτήσεις του έργου
• Μπορεί να παραδοθεί με καθορισμένη επιφανειακή επεξεργασία, προετοιμασία άκρων και συσκευασία

Πώς λειτουργούν οι σπειροειδώς πτερυγιωμένοι σωλήνες σε ένα HRSG

Ένα HRSG ανακτά θερμική ενέργεια από καυτό καυσαέριο και μεταφέρει αυτήν την ενέργεια σε νερό ή ατμό. Το καυσαέριο περνά πάνω από τις συστοιχίες πτερυγιωμένων σωλήνων, ενώ νερό ή ατμός ρέει μέσα στον σωλήνα.

Οι σπειροειδείς πτερυγίδες διευρύνουν την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας που εκτίθεται στο καυσαέριο. Αντί να βασίζονται μόνο στη σχετικά μικρή εξωτερική επιφάνεια του σωλήνα, οι πτερυγίδες παρέχουν μια σημαντικά μεγαλύτερη περιοχή για την ανταλλαγή θερμότητας.

Η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

Καυτό καυσαέριο → σπειροειδής πτερυγίδα → σύνδεση πτερυγίδας-σωλήνα → τοίχωμα σωλήνα → εσωτερικό ρευστό

Οι σπειροειδείς κοπές διακόπτουν το όριο του αερίου και προάγουν επιπλέον ανάμιξη γύρω από τις επιφάνειες των πτερυγίδων. Αυτό μπορεί να βελτιώσει τη μεταφορά θερμότητας στην πλευρά του αερίου, επιτρέποντας στους σχεδιαστές να ελέγχουν την πτώση πίεσης μέσω της επιλογής του ύψους, του πάχους, του βήματος της πτερυγίδας και της διάταξης των σωλήνων.

Σε ένα HRSG, αυτός ο σχεδιασμός είναι ιδιαίτερα χρήσιμος όπου ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας στην πλευρά του αερίου είναι σχετικά χαμηλός σε σύγκριση με τον συντελεστή στην πλευρά του νερού.

Τυπικές Εφαρμογές HRSG

Οι σπειροειδώς πτερυγιωμένοι σωλήνες ASTM A179 εξετάζονται συνήθως για:

1. Οικονομοποιητές HRSG

Ο οικονομοποιητής μεταφέρει θερμότητα από το καυσαέριο στο τροφοδοτικό νερό του λέβητα πριν το νερό εισέλθει σε τμήματα υψηλότερης θερμοκρασίας του HRSG.

Οι σπειροειδώς πτερυγιωμένοι σωλήνες αυξάνουν την διαθέσιμη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας στην πλευρά του αερίου, επιτρέποντας στον οικονομοποιητή να ανακτήσει περισσότερη υπολειπόμενη θερμότητα καυσαερίων εντός μιας συμπαγούς διάταξης συστοιχίας σωλήνων.

2. Προθερμαντήρες Τροφοδοτικού Νερού

Για κατάλληλα εύρη θερμοκρασίας, οι σπειροειδώς πτερυγιωμένοι σωλήνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προθέρμανση του τροφοδοτικού νερού χρησιμοποιώντας ανακτηθείσα θερμότητα καυσαερίων ή διεργασιών.

3. Τμήματα Ανάκτησης Θερμότητας Αποβλήτων

Μπορούν να ενσωματωθούν σε εξοπλισμό ανάκτησης θερμότητας όπου υπάρχει διαθέσιμο καυτό αέριο, αλλά η θερμοκρασία λειτουργίας είναι συμβατή με υλικά σωλήνων από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα.

4. Ανάκτηση Θερμότητας Αερίου-Νερού

Ο σχεδιασμός είναι κατάλληλος για εργασίες μεταφοράς θερμότητας αερίου-υγρού όπου απαιτείται αυξημένη εξωτερική επιφάνεια.

5. Βιομηχανικά HRSG και Εξοπλισμός Ανάκτησης Θερμότητας Αποβλήτων (WHR)

• Σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συνδυασμένου κύκλου
• Βιομηχανικά συστήματα συμπαραγωγής
• Ανάκτηση θερμότητας αποβλήτων αεριοστροβίλων
• Ανάκτηση θερμότητας διεργασιών
• Συστήματα ανάκτησης θερμότητας αποβλήτων διυλιστηρίων και πετροχημικών
• Βιομηχανικοί λέβητες και λέβητες ανάκτησης θερμότητας
• Εξοπλισμός ανάκτησης θερμότητας καυσαερίων

Η επιλογή υλικού πρέπει πάντα να βασίζεται στην πραγματική θερμοκρασία τοιχώματος σωλήνα, τη σύνθεση του αερίου, την πίεση, το περιβάλλον διάβρωσης και τον ισχύοντα κώδικα σχεδιασμού. Το ASTM A179 είναι ένα υλικό σωλήνων εναλλάκτη θερμότητας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και δεν πρέπει να αντικαθίσταται αυτόματα με βαθμούς κραμάτων χάλυβα που χρησιμοποιούνται σε τμήματα HRSG υψηλότερης θερμοκρασίας.

Προδιαγραφή Βασικού Σωλήνα ASTM A179

Το ASTM A179/A179M καθορίζει σωλήνες από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, απρόσκοπτους, ψυχρής έλξης για εναλλάκτες θερμότητας, συμπυκνωτές και παρόμοιο εξοπλισμό μεταφοράς θερμότητας. Η τρέχουσα λίστα ASTM αναγνωρίζει το A179/A179M-24 ως την ενεργή έκδοση.

Η διαδρομή κατασκευής είναι σημαντική επειδή η ψυχρή έλξη παρέχει καλό έλεγχο διαστάσεων και ποιότητα επιφάνειας. Το ASTM A179 απαιτεί επίσης θερμική επεξεργασία μετά την τελική διέλευση ψυχρής έλξης σε 1200°F [650°C] ή υψηλότερη σύμφωνα με τις απαιτήσεις της αναφερόμενης προδιαγραφής.

Συνήθης Εύρος Μεγεθών

Το ίδιο το ASTM A179 επιτρέπει εξωτερικές διαμέτρους σωλήνων από 1/8 ίντσας έως 3 ίντσες (3,2–76,2 mm).

Για σπειροειδώς πτερυγιωμένους σωλήνες που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό HRSG και ανάκτησης θερμότητας, τα πρακτικά μεγέθη έργων επιλέγονται συνήθως σύμφωνα με την απαιτούμενη θερμική απόδοση, την ταχύτητα του αερίου, την πτώση πίεσης, τη διάταξη της συστοιχίας σωλήνων και τις απαιτήσεις κατασκευής.

Τυπικές Διαστάσεις Βασικού Σωλήνα

Τα παραπάνω εύρη είναι τυπικά εύρη μηχανικής παροχής και όχι όρια που επιβάλλονται από το ASTM A179. Οι τελικές διαστάσεις πρέπει να επιβεβαιωθούν έναντι του θερμικού και μηχανικού σχεδιασμού του HRSG.

Σχεδιασμός Σπειροειδούς Πτερυγίδας

Η σπειροειδής πτερυγίδα κατασκευάζεται με επαναλαμβανόμενες διακοπές ή κοπές κατά μήκος της λωρίδας της πτερυγίδας. Σε σύγκριση με μια εντελώς συνεχή σπειροειδή πτερυγίδα, η τμηματική γεωμετρία μπορεί να βελτιώσει την ανάμιξη του αερίου γύρω από την πτερυγίδα και να διευκολύνει τη συμπεριφορά θερμικής διαστολής.

Οι τυπικές παράμετροι σχεδιασμού περιλαμβάνουν:

• Ύψος πτερυγίδας
• Πάχος πτερυγίδας
• Βήμα πτερυγίδας
• Πλάτος σπειροειδούς κοπής
• Βάθος σπειροειδούς κοπής
• Συχνότητα σπειροειδούς κοπής
• Σύνδεση πτερυγίδας-σωλήνα
• Γυμνά άκρα σωλήνα
• Διάταξη συστοιχίας σωλήνων

Η βέλτιστη διαμόρφωση εξαρτάται από τον ρυθμό ροής καυσαερίων του HRSG, τη θερμοκρασία του αερίου, την επιτρεπόμενη πτώση πίεσης, την τάση ρύπανσης, τον στόχο μεταφοράς θερμότητας και τον διαθέσιμο χώρο εγκατάστασης.

Για έργα που απαιτούν ακριβή θερμική απόδοση, οι διαστάσεις των πτερυγίδων πρέπει επομένως να επιλέγονται από τον υπολογισμό θερμικού σχεδιασμού και όχι από ένα γενικό τυπικό μέγεθος.

Χημική Σύνθεση ASTM A179

Το ASTM A179 είναι ένας βαθμός χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με σχετικά απλή χημική σύνθεση. Η καθορισμένη σύνθεση είναι:

Η προδιαγραφή ASTM καθορίζει ειδικά τις απαιτήσεις άνθρακα, μαγγανίου, φωσφόρου και θείου για αυτόν τον βαθμό.

Η σύνθεση χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα υποστηρίζει καλή κατασκευασιμότητα και καθιστά το υλικό κατάλληλο για σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας ψυχρής έλξης.

Μηχανικές Ιδιότητες του ASTM A179

Οι τυπικές ελάχιστες μηχανικές απαιτήσεις για σωλήνες ASTM A179 περιλαμβάνουν:

Αυτές οι τιμές αναφέρονται συνήθως για σωλήνες ASTM A179· η ισχύουσα προδιαγραφή αγοράς και η τρέχουσα έκδοση του προτύπου θα πρέπει να διέπουν την τελική αποδοχή.

Η σχετικά υψηλή απαίτηση επιμήκυνσης είναι επωφελής για τις εργασίες διαμόρφωσης και κατασκευής σωλήνων. Οι μηχανικές ιδιότητες υπόκεινται στα όρια ισχύος εντός του ASTM A179, συμπεριλαμβανομένων περιορισμών για πολύ μικρούς σωλήνες και πολύ λεπτά τοιχώματα.

Διαδικασία Κατασκευής

Μια τυπική διαδρομή κατασκευής για σπειροειδώς πτερυγιωμένους σωλήνες ASTM A179 είναι:

Μπιγιέτα χάλυβα → διάτρηση → θερμή έλαση → ψυχρή έλξη → θερμική επεξεργασία → ευθυγράμμιση → κοπή → επιθεώρηση διαστάσεων → προετοιμασία πτερυγίδας → σύνδεση πτερυγίδας → σχηματισμός σπειροειδούς κοπής/διαμόρφωση πτερυγίδας → επιθεώρηση τελικού πτερυγιωμένου σωλήνα → δοκιμή → σήμανση και συσκευασία

Ο βασικός σωλήνας ASTM A179 κατασκευάζεται με απρόσκοπτη διαδικασία και ψυχρή έλξη.

Για την παραγωγή πτερυγιωμένων σωλήνων, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στα εξής:

• Εξωτερική διάμετρος σωλήνα και πάχος τοιχώματος
• Ευθυγράμμιση σωλήνα
• Ύψος πτερυγίδας
• Βήμα πτερυγίδας
• Πάχος πτερυγίδας
• Σύνδεση πτερυγίδας
• Επαφή πτερυγίδας-σωλήνα
• Συνέπεια σπειροειδούς κοπής
• Μήκος γυμνού άκρου σωλήνα
• Συνολικό μήκος σωλήνα

Επιθεώρηση και Δοκιμές

Ο ποιοτικός έλεγχος μπορεί να περιλαμβάνει τόσο επιθεώρηση βασικού σωλήνα όσο και επιθεώρηση τελικού πτερυγιωμένου σωλήνα.

1. Χημική Ανάλυση

Η ανάλυση θερμότητας και, όταν απαιτείται, η ανάλυση προϊόντος επαληθεύουν ότι ο βασικός σωλήνας συμμορφώνεται με την καθορισμένη χημεία ASTM A179.

2. Δοκιμή Εφελκυσμού

Η δοκιμή εφελκυσμού επαληθεύει την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή διαρροής και την επιμήκυνση του υλικού του σωλήνα.

3. Δοκιμή Σκληρότητας

Η δοκιμή σκληρότητας επιβεβαιώνει τη συμμόρφωση με τις καθορισμένες απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων.

4. Δοκιμή Πλάτυνσης

Η δοκιμή πλάτυνσης αξιολογεί την ολκιμότητα του σωλήνα και την αντίσταση στην παραμόρφωση. Το ASTM A179 αναφέρει τη δοκιμή πλάτυνσης μεταξύ των απαιτούμενων εξετάσεων σωλήνων.

5. Δοκιμή Διεύρυνσης

Η δοκιμή διεύρυνσης αξιολογεί την ικανότητα του σωλήνα να υποστεί ελεγχόμενη διαστολή χωρίς απαράδεκτη ρωγμάτωση ή ελαττώματα.

6. Δοκιμή Φλάντζας

Όπου εφαρμόζεται, η δοκιμή φλάντζας μπορεί να πραγματοποιηθεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις αγοράς και το ισχύον πρότυπο.

7. Υδροστατική Δοκιμή

Η υδροστατική δοκιμή ελέγχει την ακεραιότητα πίεσης του τελικού σωλήνα. Το ASTM A179 αναφέρει την υδροστατική δοκιμή μεταξύ των καθορισμένων δοκιμών σωλήνων του.

8. Δοκιμή Ρεύματος Eddy / Μη Καταστροφική Εξέταση

Η εξέταση ρεύματος eddy ή άλλη κατάλληλη μέθοδος NDE μπορεί να καθοριστεί από τον αγοραστή ή το ισχύον πρότυπο έργου για την ανίχνευση ασυνεχειών στον σωλήνα.

9. Επιθεώρηση Διαστάσεων

Οι τελικοί σωλήνες επιθεωρούνται για:

• Εξωτερική διάμετρος σωλήνα (OD)
• Πάχος τοιχώματος
• Συνολικό μήκος
• Ύψος πτερυγίδας
• Βήμα πτερυγίδας
• Πάχος πτερυγίδας
• Πυκνότητα πτερυγίδας
• Μήκος γυμνού άκρου
• Ευθυγράμμιση
• Σύνδεση πτερυγίδας

10. Οπτική Επιθεώρηση

Οι επιφάνειες του σωλήνα και των πτερυγίδων εξετάζονται για ρωγμές, υπερβολική οξείδωση, παραμόρφωση, κατεστραμμένες πτερυγίδες, κακή σύνδεση και άλλα ορατά ελαττώματα.

Το ASTM A179 απαιτεί οι τελικοί σωλήνες να είναι απαλλαγμένοι από κλίμακα, με μια μικρή ποσότητα οξείδωσης να μην θεωρείται κλίμακα.

Πλεονεκτήματα των Σπειροειδώς Πτερυγιωμένων Σωλήνων ASTM A179 για HRSG

Αυξημένη Επιφάνεια Μεταφοράς Θερμότητας

Η πτερυγίδα αυξάνει σημαντικά την εξωτερική επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για μεταφορά θερμότητας από καυσαέριο.

Συμπαγής Εξοπλισμός Ανάκτησης Θερμότητας

Περισσότερη επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας μπορεί να εγκατασταθεί εντός ενός δεδομένου περιβλήματος ροής αερίου, βοηθώντας στη μείωση του μεγέθους του εξοπλισμού όπου είναι κατάλληλο.

Βελτιωμένη Μεταφορά Θερμότητας στην Πλευρά του Αερίου

Οι σπειροειδείς κοπές διακόπτουν το όριο και προάγουν την ανάμιξη του αερίου γύρω από την επιφάνεια της πτερυγίδας.

Καλές Χαρακτηριστικές Κατασκευής

Ο σωλήνας ASTM A179 χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα προσφέρει καλή ολκιμότητα και είναι κατάλληλος για την κατασκευή εναλλάκτη θερμότητας.

Οικονομικά Αποδοτικό Υλικό

Για καθεστώτα θερμοκρασίας όπου ο χάλυβας άνθρακα είναι τεχνικά κατάλληλος, το A179 μπορεί να προσφέρει μια οικονομική εναλλακτική λύση σε σωληνώσεις υψηλότερης περιεκτικότητας σε κράματα.

Ευέλικτος Μηχανικός Σχεδιασμός

Το ύψος, το βήμα, το πάχος της πτερυγίδας, η απόσταση μεταξύ των σωλήνων και οι διαστάσεις των γυμνών άκρων μπορούν να προσαρμοστούν σύμφωνα με τον θερμικό σχεδιασμό του HRSG.

Γιατί να Επιλέξετε τους Σπειροειδώς Πτερυγιωμένους Σωλήνες ASTM A179 μας;

Κατασκευάζουμε σπειροειδώς πτερυγιωμένους σωλήνες σύμφωνα με τις θερμικές, διαστατικές, υλικές και επιθεωρητικές απαιτήσεις του πελάτη αντί να βασιζόμαστε σε μια διαμόρφωση ενός μεγέθους για όλους.

Η δυνατότητα παροχής μας μπορεί να περιλαμβάνει:

• Βασικοί σωλήνες ASTM A179 / ASME SA179
• Προσαρμοσμένη εξωτερική διάμετρος σωλήνα και πάχος τοιχώματος
• Προσαρμοσμένο ύψος και βήμα πτερυγίδας
• Σπειροειδείς ή τμηματικές διαμορφώσεις πτερυγίδων
• Προσαρμοσμένα μήκη σωλήνων
• Καθορισμένα γυμνά άκρα σωλήνων
• Ιχνηλασιμότητα υλικού και διαστάσεων
• Επιθεώρηση μηχανικών ιδιοτήτων
• Υδροστατική δοκιμή και δοκιμή NDE όπως απαιτείται
• Πιστοποιητικά δοκιμών μύλου και τεκμηρίωση επιθεώρησης
• Εξαγωγική συσκευασία κατάλληλη για μεταφορά μεγάλων αποστάσεων

Για έργα HRSG, οι πελάτες μπορούν να παρέχουν την απαιτούμενη θερμοκρασία αερίου, ροή αερίου, συνθήκες νερού/ατμού, πίεση σχεδιασμού, επιτρεπόμενη πτώση πίεσης, διαστάσεις συστοιχίας σωλήνων και απαιτούμενη θερμική απόδοση, επιτρέποντας τη διαμόρφωση του πτερυγιωμένου σωλήνα να επιλεγεί γύρω από την πραγματική εφαρμογή.

Σημαντική Σημείωση Επιλογής Υλικού

Το ASTM A179 είναι ένα υλικό σωλήνων εναλλάκτη θερμότητας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, όχι ένας βαθμός κράματος χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου. Ως εκ τούτου, είναι γενικά πιο κατάλληλο για κατάλληλες εργασίες ανάκτησης θερμότητας χαμηλότερης θερμοκρασίας παρά για τα θερμότερα τμήματα πίεσης του HRSG.

Για οικονομοποιητές υψηλής θερμοκρασίας, υπερθερμαντήρες, επαναθερμαντήρες ή άλλα τμήματα με αυξημένες θερμοκρασίες μετάλλου, μπορεί να απαιτηθούν βαθμοί κραμάτων όπως ASTM/ASME T11, T12, T22, T91 ή ανοξείδωτοι βαθμοί ανάλογα με τον μηχανικό σχεδιασμό.

Το τελικό υλικό του σωλήνα πρέπει πάντα να επιλέγεται σύμφωνα με θερμοκρασία σχεδιασμού, πίεση σχεδιασμού, συνθήκες διάβρωσης, ισχύοντα κώδικα λέβητα/δοχείου πίεσης και μηχανικές απαιτήσεις του κατασκευαστή HRSG.