Ząbkowane rury żebrowane do HRSG – ASTM A179

Przegląd produktu

Rury żebrowane ząbkowane ASTM A179 do HRSGto rury do wymiany ciepła zaprojektowane w celu zwiększenia efektywnej zewnętrznej powierzchni wymiany ciepła w generatorach pary z odzyskiem ciepła (HRSG), szczególnie w sekcjach odzyskiwania ciepła o niskiej i średniej temperaturze, takich jak ekonomizery, podgrzewacze wody zasilającej i inne moduły odzyskiwania ciepła po stronie gazowej.

Tuba jest wykonana zBezszwowa stal niskowęglowa ciągniona na zimno ASTM A179, podczas gdy ząbkowane lub segmentowane metalowe żebro jest spiralnie nawinięte lub w inny sposób mechanicznie przymocowane do powierzchni rury. Ząbkowana geometria żeber zwiększa powierzchnię zewnętrzną, wprowadzając jednocześnie kontrolowane turbulencje do strumienia gazu, poprawiając przenoszenie ciepła w porównaniu z gołą rurą.

ASTM A179 jest specjalnie przeznaczony do bezszwowych rur ze stali niskowęglowej ciągnionych na zimno stosowanych w wymiennikach ciepła, skraplaczach i podobnych urządzeniach do wymiany ciepła. Norma obejmuje średnice zewnętrzne rur od1/8 cala do 3 cali (3,2–76,2 mm).

W zastosowaniach HRSG ząbkowana konstrukcja żebra zapewnia praktyczną równowagę pomiędzyefektywność wymiany ciepła, spadek ciśnienia po stronie gazu, kompaktowa konstrukcja sprzętu, łatwość produkcji i dostępność konserwacji.

Kluczowe funkcje

• Bezszwowa rura podstawowa ciągniona na zimno ze stali niskowęglowej ASTM A179
• Ząbkowana lub segmentowa konstrukcja żeberek zapewniająca zwiększoną powierzchnię wymiany ciepła
• Wysoka efektywna powierzchnia zewnętrzna
• Lepsze przekazywanie ciepła po stronie gazu w porównaniu z gołymi rurami
• Nadaje się do sekcji ekonomizera i niskotemperaturowych sekcji odzyskiwania ciepła HRSG
• Elastyczna wysokość, grubość, podziałka i konfiguracja ząbkowania płetwy
• Dostępne w niestandardowych długościach rur i konfiguracjach żeber
• Nadaje się do dużych projektów HRSG i odzysku ciepła odpadowego
• Możliwość kontroli wymiarowej i próby ciśnieniowej zgodnie z wymaganiami projektu
• Może być dostarczony z określoną obróbką powierzchni, przygotowaniem końcówek i opakowaniem

Jak ząbkowane rurki żebrowane działają w HRSG

HRSG odzyskuje energię cieplną z gorących gazów spalinowych i przekazuje ją wodzie lub parze. Gazy spalinowe przepływają przez brzegi rur żebrowanych, podczas gdy przez rurę przepływa woda lub para.

Ząbkowane żebra zwiększają powierzchnię wymiany ciepła wystawioną na działanie gazów spalinowych. Zamiast polegać wyłącznie na stosunkowo małej powierzchni zewnętrznej rury, żeberka zapewniają znacznie większą powierzchnię wymiany ciepła.

Proces wymiany ciepła można podsumować jako:

Gorące spaliny → ząbkowane żebro → połączenie żebra z rurą → ścianka rury → płyn wewnętrzny

Ząbki przerywają warstwę graniczną gazu i sprzyjają dodatkowemu mieszaniu wokół powierzchni żeber. Może to poprawić przenoszenie ciepła po stronie gazu, jednocześnie umożliwiając projektantom kontrolowanie spadku ciśnienia poprzez wybór wysokości, grubości, skoku i układu rurek.

W HRSG ta konstrukcja jest szczególnie przydatna, gdy współczynnik przenikania ciepła po stronie gazu jest stosunkowo niski w porównaniu ze współczynnikiem po stronie wody.

Typowe zastosowania HRSG

Ząbkowane rury żebrowane ASTM A179 są powszechnie uważane za:

1. Ekonomizery HRSG

Ekonomizer przekazuje ciepło ze spalin do wody zasilającej kocioł, zanim woda dostanie się do sekcji HRSG o wyższej temperaturze.

Ząbkowane rury żebrowane zwiększają dostępną powierzchnię wymiany ciepła po stronie gazu, umożliwiając ekonomizerowi odzyskiwanie większej ilości ciepła resztkowego ze spalin w kompaktowym układzie zestawu rur.

2. Podgrzewacze wody zasilającej

W odpowiednich zakresach temperatur można zastosować ząbkowane rury żebrowane do wstępnego podgrzewania wody zasilającej przy użyciu odzyskanego ciepła spalin lub procesu.

3. Sekcje odzysku ciepła odpadowego

Można je stosować w urządzeniach do odzyskiwania ciepła, w których dostępny jest gorący gaz, ale temperatura robocza jest zgodna z rurami wykonanymi ze stali niskowęglowej.

4. Odzysk ciepła z gazu do wody

Konstrukcja nadaje się do zastosowań związanych z przenoszeniem ciepła z gazu na ciecz, gdzie wymagana jest zwiększona powierzchnia zewnętrzna.

5. Przemysłowy sprzęt HRSG i WHR

• Elektrownie pracujące w cyklu kombinowanym
• Przemysłowe układy kogeneracyjne
• Odzysk ciepła odpadowego z turbiny gazowej
• Odzysk ciepła procesowego
• Instalacje ciepła odpadowego w rafineriach i petrochemii
• Kotły przemysłowe i kotły z odzyskiem ciepła
• Urządzenia do odzyskiwania ciepła ze spalin

Wybór materiału powinien zawsze opierać się na rzeczywistej temperaturze ścianki rury, składzie gazu, ciśnieniu, środowisku korozyjnym i obowiązujących przepisach projektowych.ASTM A179 to niskowęglowy materiał na rury do wymienników ciepła i nie należy go automatycznie zastępować gatunkami stali stopowych stosowanymi w profilach HRSG o wyższych temperaturach.

Specyfikacja rury podstawowej ASTM A179

ASTM A179/A179M określaRury bez szwu, ciągnione na zimno, ze stali niskowęglowejdo wymienników ciepła, skraplaczy i podobnego sprzętu do wymiany ciepła. Aktualna lista ASTM określa A179/A179M-24 jako edycję aktywną.

Droga produkcji jest ważna, ponieważ ciągnienie na zimno zapewnia dobrą kontrolę wymiarową i jakość powierzchni. ASTM A179 wymaga również obróbki cieplnej po ostatnim przejściu ciągnienia na zimno1200°F[650°C]lub wyższyzgodnie z wymienionymi wymaganiami specyfikacji.

Wspólny zakres rozmiarów

Sama norma ASTM A179 dopuszcza średnice zewnętrzne rur od1/8 cala do 3 cali (3,2–76,2 mm).

W przypadku ząbkowanych rur żebrowanych stosowanych w HRSG i sprzęcie do odzyskiwania ciepła, praktyczne rozmiary projektów są zwykle dobierane zgodnie z wymaganym obciążeniem przenoszenia ciepła, prędkością gazu, spadkiem ciśnienia, układem zespołu rur i wymaganiami produkcyjnymi.

Typowe wymiary rury podstawowej

Powyższe zakresy są typowymi zakresami dostaw technicznych, a nie limitami narzuconymi przez ASTM A179. Ostateczne wymiary należy potwierdzić z projektem termicznym i mechanicznym HRSG.

Ząbkowana konstrukcja płetwy

Ząbkowane płetwy produkowane są z powtarzającymi się przerwami lub nacięciami wzdłuż paska płetwy. W porównaniu z całkowicie ciągłym, spiralnym żebrem, segmentowa geometria może poprawić mieszanie gazów wokół żebra i ułatwić rozszerzalność cieplną.

Typowe parametry projektowe obejmują:

• Wysokość płetwy
• Grubość płetwy
• Smoła Fin
• Szerokość ząbkowania
• Głębokość ząbkowania
• Częstotliwość ząbkowania
• Mocowanie płetwy do rury
• Gołe końcówki rur
• Układ rurowo-bankowy

Optymalna konfiguracja zależy od natężenia przepływu gazów spalinowych HRSG, temperatury gazu, dopuszczalnego spadku ciśnienia, tendencji do zanieczyszczania, docelowej wymiany ciepła i dostępnej przestrzeni montażowej.

Dlatego w przypadku projektów wymagających precyzyjnych parametrów cieplnych wymiary żeber należy wybierać spośród:obliczenia projektu termicznego, a nie na podstawie ogólnego standardowego rozmiaru.

ASTM A179 Skład chemiczny

ASTM A179 to gatunek stali niskowęglowej o stosunkowo prostym składzie chemicznym. Określony skład to:

Specyfikacja ASTM szczegółowo określa wymagania dotyczące węgla, manganu, fosforu i siarki dla tego gatunku.

Skład niskoemisyjny zapewnia dobrą zdolność produkcyjną i sprawia, że ​​materiał nadaje się na ciągnione na zimno rury do wymienników ciepła.

Właściwości mechaniczne ASTM A179

Typowe minimalne wymagania mechaniczne dla rur ASTM A179 obejmują:

Wartości te są powszechnie podawane dla rur ASTM A179; Odbiór końcowy powinien mieć zastosowanie obowiązująca specyfikacja zakupu oraz aktualne wydanie normy.

Stosunkowo wysokie wymagania dotyczące wydłużenia są korzystne w operacjach formowania i wytwarzania rur. Właściwości mechaniczne podlegają ograniczeniom stosowalności określonym w normie ASTM A179, w tym ograniczeniom dotyczącym bardzo małych rurek i bardzo cienkich ścianek.

Proces produkcyjny

Typowa metoda produkcji ząbkowanych rur żebrowanych ASTM A179 to:

Kęs stalowy → przebijanie → walcowanie na gorąco → ciągnienie na zimno → obróbka cieplna → prostowanie → cięcie → kontrola wymiarowa → przygotowanie płetwy → mocowanie płetwy → formowanie ząbków/formowanie żeberek → kontrola gotowych rur żebrowanych → testowanie → znakowanie i pakowanie

Rura podstawowa ASTM A179 jest produkowana w procesie bezszwowym i ciągniona na zimno.

Przy produkcji rur żebrowanych szczególną uwagę zwraca się na:

• OD rury i grubość ścianki
• Prostość rury
• Wysokość płetwy
• Smoła Fin
• Grubość płetwy
• Załącznik płetw
• Kontakt żebro-rura
• Konsystencja ząbkowania
• Długość gołego końca rury
• Całkowita długość rury

Inspekcja i testowanie

Kontrola jakości może obejmować jedno i drugiekontrola rury bazowejIukończono kontrolę rurki żebrowanej.

1. Analiza chemiczna

Analiza cieplna i, jeśli jest to wymagane, analiza produktu weryfikuje, czy rura podstawowa jest zgodna z określonym składem chemicznym ASTM A179.

2. Próba rozciągania

Próba rozciągania sprawdza wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i wydłużenie materiału rury.

3. Próba twardości

Badanie twardości potwierdza spełnienie określonych wymagań dotyczących właściwości mechanicznych.

4. Próba spłaszczania

Badanie spłaszczania ocenia plastyczność rury i odporność na odkształcenia. ASTM A179 wśród wymaganych badań rur wymienia badanie spłaszczania.

5. Test rozwarcia

Testy rozszerzania oceniają zdolność rury do kontrolowanego rozszerzania się bez niedopuszczalnych pęknięć lub defektów.

6. Test kołnierza

Tam, gdzie ma to zastosowanie, można przeprowadzić testy kołnierzy zgodnie z wymogami zakupu i obowiązującą specyfikacją.

7. Próba hydrostatyczna

Testy hydrostatyczne sprawdzają integralność ciśnienia gotowej rury. ASTM A179 wśród określonych testów rur wyróżnia badania hydrostatyczne.

8. Prądy wirowe / badanie nieniszczące

Kupujący może określić badanie prądami wirowymi lub inną odpowiednią metodę NDE lub obowiązującą normę projektową w celu wykrywania nieciągłości w rurze.

9. Kontrola wymiarowa

Gotowe rury są sprawdzane pod kątem:

• OD rury
• Grubość ścianki
• Długość całkowita
• Wysokość płetwy
• Smoła Fin
• Grubość płetwy
• Gęstość płetw
• Długość od gołego końca
• Prostota
• Załącznik płetw

10. Kontrola wzrokowa

Powierzchnie rur i żeberek bada się pod kątem pęknięć, nadmiernego utlenienia, odkształceń, uszkodzonych żeberek, złego mocowania i innych widocznych defektów.

ASTM A179 wymaga, aby gotowe rury były wolne od kamienia, a niewielka ilość utlenienia nie była uważana za kamień.

Zalety ząbkowanych rur żebrowanych ASTM A179 do HRSG

Zwiększona powierzchnia wymiany ciepła

Żebro znacznie zwiększa powierzchnię zewnętrzną dostępną do wymiany ciepła gazów spalinowych.

Kompaktowe urządzenia do odzyskiwania ciepła

W danej przegrodzie przepływu gazu można zainstalować większą powierzchnię wymiany ciepła, co pomaga w zmniejszeniu rozmiaru sprzętu, tam gdzie to konieczne.

Ulepszony transfer ciepła po stronie gazu

Ząbki przerywają warstwę graniczną i sprzyjają mieszaniu się gazu wokół powierzchni żebra.

Dobre właściwości produkcyjne

Rura niskowęglowa ASTM A179 zapewnia dobrą ciągliwość i dobrze nadaje się do produkcji wymienników ciepła.

Ekonomiczny materiał

W przypadku reżimów temperaturowych, w których stal węglowa jest odpowiednia z technicznego punktu widzenia, A179 może stanowić ekonomiczną alternatywę dla rur z wyższych stopów.

Elastyczny projekt inżynieryjny

Wysokość żebra, podziałka, grubość, rozstaw rur i wymiary gołego końca można dostosować do projektu termicznego HRSG.

Dlaczego warto wybrać nasze ząbkowane rurki żebrowane ASTM A179?

Produkujemy rury żebrowane ząbkowane według specyfikacji klientawymagania termiczne, wymiarowe, materiałowe i kontrolnezamiast polegać na konfiguracji uniwersalnej.

Nasze możliwości dostaw mogą obejmować:

• Rury podstawowe ASTM A179 / ASME SA179
• Dostosowana średnica zewnętrzna rury i grubość ścianki
• Dostosowana wysokość i nachylenie płetwy
• Konfiguracje żeber ząbkowanych lub segmentowych
• Dostosowane długości rur
• Określone gołe końcówki rur
• Możliwość śledzenia materiałów i wymiarów
• Kontrola właściwości mechanicznych
• W razie potrzeby badania hydrostatyczne i NDE
• Świadectwa testów młyna i dokumentacja kontroli
• Opakowanie eksportowe odpowiednie do transportu na duże odległości

W przypadku projektów HRSG klienci mogą zapewnić wymaganetemperatura gazu, przepływ gazu, warunki wody/pary, ciśnienie projektowe, dopuszczalny spadek ciśnienia, wymiary zespołu rur i wymagane obciążenie cieplne, umożliwiając wybór konfiguracji rury żebrowanej w zależności od rzeczywistego zastosowania.

Ważna uwaga dotycząca wyboru materiału

ASTM A179 to:niskoemisyjny materiał rur wymiennika ciepła, a nie gatunek stali stopowej chromowo-molibdenowej. Dlatego ogólnie jest bardziej odpowiedni do odpowiednich zastosowań związanych z odzyskiem ciepła w niższych temperaturach niż do najgorętszych części ciśnieniowych HRSG.

W przypadku wysokotemperaturowych ekonomizerów, przegrzewaczy, przegrzewaczy lub innych sekcji o podwyższonych temperaturach metali, w zależności od projektu technicznego, mogą być wymagane gatunki stopów, takie jak ASTM/ASME T11, T12, T22, T91 lub gatunki stali nierdzewnej.

Ostateczny materiał rury powinien być zawsze dobierany wgtemperatura projektowa, ciśnienie projektowe, warunki korozji, obowiązujące przepisy dotyczące kotła/zbiornika ciśnieniowego oraz wymagania techniczne producenta HRSG.