ما هي أنابيب المبادل الحراري؟
أنابيب المبادلات الحرارية هي أنابيب فولاذية متخصصة تستخدم في معدات التبادل الحراري مثل المبادلات الحرارية ذات القشرة-والأنبوبية، والمكثفات، والمبخرات، والغلايات، وأجهزة نقل الحرارة الأخرى. على عكس الأنابيب القياسية المستخدمة لنقل السوائل، يجب أن تلبي أنابيب المبادلات الحرارية المتطلبات الصارمة لدقة الأبعاد وجودة السطح وخصائص نقل الحرارة. يجب أن يكون جدار الأنبوب رقيقًا بدرجة كافية للسماح بانتقال الحرارة بكفاءة بين السوائل الداخلية والخارجية، ولكنه قوي بما يكفي لتحمل الضغط التفاضلي بين جانب الأنبوب وجانب الغلاف. يجب أن تكون الأسطح الداخلية والخارجية نظيفة وناعمة لتقليل التلوث والحفاظ على كفاءة نقل الحرارة مع مرور الوقت.
تُستخدم أنابيب المبادلات الحرارية في مجموعة واسعة من الصناعات: مصافي البتروكيماويات (المبادلات الحرارية للعملية، والمكثفات، وأجهزة إعادة الغلايات)، ومحطات الطاقة (أنابيب المكثف، وسخانات مياه التغذية، وأنابيب الغلايات)، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (المبردات، وملفات التبريد)، وتجهيز الأغذية (أجهزة البسترة، وأجهزة التعقيم)، ومحطات تحلية المياه (سخانات المياه المالحة، والمكثفات). يعتمد اختيار مادة الأنبوب وحجمه وسمك الجدار على درجة حرارة التشغيل والضغط وتآكل السوائل ومتطلبات نقل الحرارة للتطبيق المحدد.
ASTM A179 - أنبوب المبادل الحراري المسحوب البارد غير الملحوم-
يغطي ASTM A179 الأنابيب الفولاذية الكربونية الباردة غير الملحومة-المنخفضة-المرسومة للمبادلات الحرارية والمكثفات وأجهزة نقل الحرارة المماثلة. يغطي المعيار الأنابيب ذات سمك الجدار الأقصى 4.2 مم (0.165 بوصة) والحد الأدنى لسمك الجدار 0.5 مم (0.020 بوصة). يتطلب التركيب الكيميائي الكربون 0.06-0.18%، والمنغنيز 0.27-0.63%، والعناصر المتبقية التي يتم التحكم فيها بمستويات منخفضة. يوفر المحتوى المنخفض من الكربون قابلية جيدة للحام والتشكيل، في حين تنتج العملية المسحوبة على البارد تفاوتات الأبعاد الدقيقة والتشطيب السلس للسطح المطلوب لخدمة المبادل الحراري.
توفر عملية التصنيع المسحوبة على البارد العديد من المزايا لأنابيب المبادل الحراري. يؤدي السحب من خلال القالب في درجة حرارة الغرفة إلى دقة أبعاد ممتازة: يعتبر تحمل OD بمقدار ± 0.05 مم وتحمل سمك الجدار بنسبة ± 5٪ أمرًا قياسيًا. يعمل العمل البارد أيضًا على تحسين تشطيب السطح، مع خشونة سطح نموذجية أقل من أو تساوي 0.8 ميكرومتر. بعد السحب على البارد، يتم تلدين الأنابيب لتخفيف الضغوط الداخلية واستعادة الليونة. يمكن توفير الأنابيب بأطوال مستقيمة (عادة 6-12 مترًا) أو على شكل أنابيب منحنية على شكل U- لتكوينات المبادل الحراري لأنبوب U-. تشتمل تطبيقات A179 على المبادلات الحرارية ذات الغلاف-والأنبوب في المصافي، والمكثفات في محطات الطاقة، ومبردات الزيت، والمبردات الداخلية في أنظمة الضاغط.
ASTM A213 - أنبوب المبادل الحراري المصنوع من السبائك والفولاذ المقاوم للصدأ
يغطي ASTM A213 الغلايات الفولاذية المصنوعة من سبائك الحديد والأوستنيتي، والمسخن الفائق، وأنابيب المبادل الحراري. هذا هو المعيار الأكثر شمولاً لأنابيب المبادلات الحرارية ذات درجة الحرارة العالية-، ويغطي الدرجات بدءًا من السبائك المنخفضة -T11 (1.25Cr-0.5Mo) وحتى السبائك العالية-T91 (9Cr-1Mo-V) ودرجات الفولاذ الأوستنيتي TP304 وTP316 وTP321 وTP347. تشير البادئة "T" في تسمية الدرجة إلى شكل الأنبوب (على عكس "P" للأنابيب في A335). بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، تشمل الدرجات الشائعة TP304 (المقاومة العامة للتآكل)، TP304L (منخفض الكربون للتطبيقات الملحومة)، TP316 (مقاومة محسنة للتآكل مع الموليبدينوم)، TP316L (إصدار منخفض الكربون)، TP321 (مثبت بالتيتانيوم للخدمة في درجات الحرارة العالية)، وTP347 (مثبت بالنيوبيوم).
A213 T11 وT22 وT91 عبارة عن أنابيب فولاذية مصنوعة من سبائك الحديد تستخدم في -تطبيقات المبادلات الحرارية ذات درجات الحرارة العالية مثل أجهزة التسخين الفائقة وأجهزة إعادة التسخين وسخانات مياه التغذية في محطات الطاقة. تحافظ هذه الدرجات على قوتها عند درجات حرارة مرتفعة من خلال محتوى سبيكة الموليبدنيوم - من الكروم. T91 هو خيار القوة الأعلى-، حيث يقدم ما يقرب من ثلاثة أضعاف قوة التمزق الزاحف لـ T22 عند 600 درجة، مما يسمح بجدران أنبوبية أرق وتحسين نقل الحرارة. تتراوح درجة حرارة الخدمة القصوى من 593 درجة (T11، T22) إلى 649 درجة (T91، TP304، TP316). للحصول على مقارنات تفصيلية لخصائص سبائك الصلب، راجع موقعنادليل أنابيب سبائك الصلب.
ASTM A249 - أنبوب المبادل الحراري الملحوم من الفولاذ المقاوم للصدأ
يغطي ASTM A249 أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الملحومة للمبادلات الحرارية والمكثفات والغلايات. يتم تصنيع الأنابيب من شريط أو لوح مسطح من الفولاذ المقاوم للصدأ- والذي يتم تشكيله على شكل أنبوب ويتم لحامه باستخدام عملية لحام أوتوماتيكية (عادة لحام TIG أو قوس البلازما مع إضافة معدن الحشو، أو لحام تحريضي عالي التردد{{3}). بعد اللحام، يتم سحب الأنابيب على البارد أو معالجتها على البارد لتحسين البنية المجهرية لمنطقة اللحام وتحسين دقة الأبعاد، ثم يتم تلدين المحلول لاستعادة مقاومة التآكل والخواص الميكانيكية.
توفر الأنابيب الملحومة A249 بديلاً فعالاً من حيث التكلفة-للأنابيب غير الملحومة A213، وعادةً ما تكون التكلفة أقل بنسبة 10-20% لنفس المادة والأبعاد. يتمتع الأنبوب الملحوم بخصائص ميكانيكية يمكن مقارنتها بالسلاسة بعد المعالجة المناسبة، مع عامل كفاءة وصلة اللحام عادةً 0.85-0.95 اعتمادًا على الاختبار غير التدميري الذي تم إجراؤه. يتطلب المعيار فحص وصلة اللحام بنسبة 100% عن طريق اختبار التيار الدوامي (ECT) أو الاختبار الهيدروستاتيكي. يتوفر A249 بنفس درجات الأوستنيتي مثل A213 (TP304، TP304L، TP316، TP316L، TP321، TP347) مع نفس متطلبات التركيب الكيميائي.
مقارنة ثلاثة معايير
| المعلمة | أستم A179 | أستم A213 | أستم A249 |
|---|---|---|---|
| تصنيع | تم رسمها على البارد بشكل سلس-. | سلس (تشطيب ساخن/بارد) | ملحومة + العمل البارد |
| مواد | فولاذ منخفض الكربون | سبائك الصلب، سس | الفولاذ المقاوم للصدأ |
| نطاق التطوير التنظيمي | 6-76 ملم | 6-127 ملم | 6-203 ملم |
| درجة الحرارة القصوى | 400 درجة | 649 درجة (SS) | 649 درجة (SS) |
| التسامح الأبعاد | ممتاز (±0.05 مم) | جيد جدًا (±0.10 ملم) | جيد جدًا (±0.10 ملم) |
| التكلفة النسبية | قليل | عالي | واسطة |
| تطبيق نموذجي | مكثفات الضغط المنخفض- | سخانات شديدة الحرارة-عالية | مبادل حراري عام |
أبعاد أنبوب المبادل الحراري
نطاق OD القياسي لأنابيب المبادل الحراري هو 6 مم (1/4 بوصة) إلى 50.8 مم (2 بوصة)، على الرغم من توفر أقطار أكبر للتطبيقات المتخصصة. يتم تحديد سمك الجدار عادةً بواسطة رقم BWG (مقياس سلك برمنغهام)، حيث يشير رقم BWG الأعلى إلى جدار أرق. تشمل الأحجام الشائعة 10 BWG (3.40 مم)، و12 BWG (2.77 مم)، و14 BWG (2.11 مم)، و16 BWG (1.65 مم)، و18 BWG (1.24 مم). على سبيل المثال، يبلغ قطر الأنبوب 3/4 بوصة OD x 16 BWG OD 19.05 مم وسمك الجدار 1.65 مم. يبلغ الطول عادةً 6 م أو 12 م للأنابيب المستقيمة، مع أنابيب ثني U- لها نصف قطر انحناء محدد اعتمادًا على تصميم المبادل الحراري (عادةً 2-3 أضعاف نصف قطر الانحناء الأدنى للأنبوب).
فحص أنبوب المبادل الحراري
يتضمن فحص أنابيب المبادلات الحرارية التحقق من الأبعاد (OD، ID، سمك الجدار، الاستقامة، والطول)، واختبار التيار الدوامي (ECT) للكشف عن العيوب السطحية وتحت السطحية، والاختبار الهيدروستاتيكي وفقًا للمعايير المعمول بها، والاختبارات الميكانيكية بما في ذلك الحرق (توسيع نهاية الأنبوب للتحقق من الليونة) والتسطيح (سحق الأنبوب للتحقق من سلامة اللحام للأنابيب الملحومة). يتم التحقق من نظافة السطح عن طريق الفحص البصري، وبالنسبة للتطبيقات المهمة، عن طريق اختبارات الزيت-و-مسحة الشحوم.
دليل اختيار الأنبوب
يتضمن تحديد أنبوب المبادل الحراري الصحيح تقييم درجة حرارة التشغيل (درجة حرارة منخفضة-< 200 درجة باستخدام الفولاذ الكربوني A179؛ درجة حرارة متوسطة-200-500 درجة استخدام منخفض-سبائك A213 T11/T22؛ درجة حرارة عالية-> 500 درجة استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو T91)، تآكل متوسط (الفولاذ الكربوني غير القابل للتآكل؛ والفولاذ المقاوم للصدأ 304/316 القابل للتآكل؛ والفولاذ عالي التآكل أو المحمل بالكلوريد 316L أو مزدوج)، ومتطلبات نقل الحرارة (توفر الجدران الرقيقة نقلًا أفضل للحرارة ولكن يسمح بتآكل أقل). يجب أن يأخذ تحليل تكلفة دورة الحياة في الاعتبار تكلفة المواد الأولية بالإضافة إلى الصيانة المتوقعة وتكرار التنظيف وفترة الاستبدال في بيئة الخدمة المحددة.
هل تحتاج إلى أنابيب مبادل حراري؟
اتصل بفريقنا الهندسي لاختيار الأنابيب المتخصصة والأسعار التنافسية للأنابيب A179، وA213، وA249.
احصل على عرض أسعار
فئات المنتجات
