Tubi alettati seghettati per HRSG – ASTM A179
Panoramica del prodotto
Tubi alettati seghettati ASTM A179 per HRSG sono tubi di scambio termico progettati per aumentare l'area di scambio termico esterna effettiva dei generatori di vapore a recupero di calore (HRSG), in particolare nelle sezioni di recupero di calore a temperature da basse a moderate, come economizzatori, preriscaldatori di acqua di alimento e altri moduli di recupero di calore lato gas.
Il tubo è fabbricato inacciaio al carbonio basso trafilato a freddo senza saldatura ASTM A179, mentre un'aletta metallica seghettata o segmentata viene avvolta elicoidalmente o altrimenti fissata meccanicamente alla superficie del tubo. La geometria dell'aletta seghettata aumenta l'area superficiale esterna introducendo turbolenza controllata nel flusso di gas, migliorando lo scambio termico rispetto a un tubo nudo.
ASTM A179 è specificamente destinato a tubi in acciaio al carbonio basso trafilati a freddo senza saldatura utilizzati in scambiatori di calore, condensatori e apparecchiature simili per lo scambio termico. La norma copre diametri esterni dei tubi da1/8 di pollice a 3 pollici (3,2–76,2 mm).
Per le applicazioni HRSG, il design dell'aletta seghettata offre un equilibrio pratico traefficienza di scambio termico, caduta di pressione lato gas, design compatto dell'apparecchiatura, producibilità e accessibilità per la manutenzione.
Caratteristiche principali
- Tubo base in acciaio al carbonio basso trafilato a freddo senza saldatura ASTM A179
- Costruzione con alette seghettate o segmentate per un'area di scambio termico migliorata
- Elevata area superficiale esterna effettiva
- Scambio termico lato gas migliorato rispetto ai tubi nudi
- Adatto per economizzatori e sezioni di recupero di calore HRSG a temperature più basse
- Altezza, spessore, passo e configurazione di seghettatura dell'aletta flessibili
- Disponibile in lunghezze di tubo e configurazioni di alette personalizzate
- Adatto per progetti HRSG e di recupero di calore di scarto di grandi volumi
- Ispezione dimensionale e prova di pressione disponibili secondo i requisiti del progetto
- Può essere fornito con trattamento superficiale, preparazione delle estremità e imballaggio specificati
Come funzionano i tubi alettati seghettati in un HRSG
Un HRSG recupera energia termica dal gas di scarico caldo e trasferisce tale energia all'acqua o al vapore. Il gas di scarico passa attraverso le batterie di tubi alettati mentre l'acqua o il vapore scorre attraverso il tubo.
Le alette seghettate ingrandiscono la superficie di scambio termico esposta al gas di scarico. Invece di fare affidamento solo sulla superficie esterna relativamente piccola del tubo, le alette forniscono un'area sostanzialmente maggiore per lo scambio termico.
Il processo di scambio termico può essere riassunto come:
Gas di scarico caldo → aletta seghettata → connessione aletta-tubo → parete del tubo → fluido interno
Le seghettature interrompono lo strato limite del gas e promuovono un ulteriore miscelamento attorno alle superfici delle alette. Ciò può migliorare lo scambio termico lato gas consentendo ai progettisti di controllare la caduta di pressione attraverso la selezione dell'altezza, dello spessore, del passo dell'aletta e della disposizione dei tubi.
In un HRSG, questo design è particolarmente utile dove il coefficiente di scambio termico lato gas è relativamente basso rispetto al coefficiente lato acqua.
Applicazioni tipiche HRSG
I tubi alettati seghettati ASTM A179 sono comunemente considerati per:
1. Economizzatori HRSG
L'economizzatore trasferisce calore dal gas di scarico all'acqua di alimento della caldaia prima che l'acqua entri nelle sezioni a temperatura più elevata dell'HRSG.
I tubi alettati seghettati aumentano l'area di scambio termico disponibile lato gas, consentendo all'economizzatore di recuperare più calore residuo di scarico all'interno di una disposizione compatta di batterie di tubi.
2. Preriscaldatori di acqua di alimento
Per intervalli di temperatura appropriati, i tubi alettati seghettati possono essere utilizzati per preriscaldare l'acqua di alimento utilizzando calore di scarico recuperato o calore di processo.
3. Sezioni di recupero di calore di scarto
Possono essere incorporati in apparecchiature di recupero di calore dove è disponibile gas caldo ma la temperatura operativa è compatibile con materiali per tubi in acciaio al carbonio basso.
4. Recupero di calore gas-acqua
Il design è adatto per compiti di scambio termico gas-liquido dove è richiesta una maggiore area superficiale esterna.
5. Apparecchiature HRSG e WHR industriali
- Centrali elettriche a ciclo combinato
- Sistemi di cogenerazione industriale
- Recupero di calore di scarto da turbine a gas
- Recupero di calore di processo
- Sistemi di recupero di calore di scarto di raffinerie e petrolchimici
- Caldaie industriali e caldaie a recupero di calore
- Apparecchiature di recupero di calore da gas di scarico
La selezione del materiale dovrebbe sempre basarsi sulla temperatura effettiva della parete del tubo, sulla composizione del gas, sulla pressione, sull'ambiente corrosivo e sul codice di progettazione applicabile.ASTM A179 è un materiale per tubi scambiatori di calore a basso contenuto di carbonio e non dovrebbe essere sostituito automaticamente con gradi di acciaio legato utilizzati nelle sezioni HRSG a temperature più elevate.
Specifiche del tubo base ASTM A179
ASTM A179/A179M specificatubi in acciaio al carbonio basso senza saldatura, trafilati a freddo per scambiatori di calore, condensatori e apparecchiature simili per lo scambio termico. L'elenco ASTM attuale identifica A179/A179M-24 come edizione attiva.
Il percorso di produzione è importante perché la trafilatura a freddo fornisce un buon controllo dimensionale e una buona qualità superficiale. ASTM A179 richiede anche un trattamento termico dopo l'ultima passata di trafilatura a freddo a1200°F[650°C]o superioresecondo i requisiti della specifica di riferimento.
Intervallo di dimensioni comuni
ASTM A179 stesso consente diametri esterni dei tubi da1/8 di pollice a 3 pollici (3,2–76,2 mm).
Per i tubi alettati seghettati utilizzati in apparecchiature HRSG e di recupero di calore, le dimensioni pratiche del progetto sono normalmente selezionate in base al duty di scambio termico richiesto, alla velocità del gas, alla caduta di pressione, alla disposizione delle batterie di tubi e ai requisiti di fabbricazione.
Dimensioni tipiche del tubo base
| Articolo |
Intervallo comune / Opzione |
| Materiale del tubo base |
ASTM A179 |
| OD del tubo |
Circa 12,7–63,5 mm comunemente utilizzati; altre dimensioni disponibili |
| Spessore della parete del tubo |
Circa 1,5–5,0 mm comunemente utilizzati |
| Lunghezza del tubo |
Tipicamente 3.000–12.000 mm; lunghezze personalizzate disponibili |
| Materiale dell'aletta |
Acciaio al carbonio o altro materiale specificato |
| Altezza dell'aletta |
Circa 10–25 mm comunemente utilizzati |
| Spessore dell'aletta |
Circa 0,8–2,0 mm comunemente utilizzati |
| Passo dell'aletta |
Circa 2,0–8,0 mm comunemente utilizzati |
| Tipo di aletta |
Seghettato / segmentato / avvolto elicoidalmente |
| Copertura dell'aletta |
Continuo o specificato secondo il progetto |
| Configurazione dell'estremità |
Liscio, non alettato, smussato o specifico per il progetto |
Gli intervalli sopra riportati sono intervalli di fornitura ingegneristica tipici piuttosto che limiti imposti da ASTM A179. Le dimensioni finali devono essere confermate rispetto al progetto termico e meccanico dell'HRSG.
Design dell'aletta seghettata
L'aletta seghettata è prodotta con interruzioni o tagli ripetuti lungo la striscia dell'aletta. Rispetto a un'aletta elicoidale completamente continua, la geometria segmentata può migliorare il miscelamento del gas attorno all'aletta e facilitare il comportamento di espansione termica.
I parametri di progettazione tipici includono:
- Altezza dell'aletta
- Spessore dell'aletta
- Passo dell'aletta
- Larghezza della seghettatura
- Profondità della seghettatura
- Frequenza della seghettatura
- Attacco aletta-tubo
- Estremità del tubo nudo
- Disposizione della batteria di tubi
La configurazione ottimale dipende dalla portata del gas di scarico dell'HRSG, dalla temperatura del gas, dalla caduta di pressione ammissibile, dalla tendenza all'incrostazione, dall'obiettivo di scambio termico e dallo spazio di installazione disponibile.
Per i progetti che richiedono prestazioni termiche precise, le dimensioni delle alette devono quindi essere selezionate dalcalcolo di progettazione termica piuttosto che da una dimensione standard generica.
Composizione chimica ASTM A179
ASTM A179 è un grado di acciaio a basso contenuto di carbonio con una composizione chimica relativamente semplice. La composizione specificata è:
| Elemento |
Requisito ASTM A179 |
| Carbonio (C) |
0,06–0,18% |
| Manganese (Mn) |
0,27–0,63% |
| Fosforo (P) |
≤0,035% |
| Zolfo (S) |
≤0,035% |
| Silicio (Si) |
Non specificato come intervallo di lega richiesto |
| Cromo (Cr) |
Non specificato |
| Nichel (Ni) |
Non specificato |
| Molibdeno (Mo) |
Non specificato |
La specifica ASTM identifica specificamente i requisiti di carbonio, manganese, fosforo e zolfo per questo grado.
La composizione a basso contenuto di carbonio supporta una buona lavorabilità e rende il materiale adatto per tubi scambiatori di calore trafilati a freddo.
Proprietà meccaniche di ASTM A179
I requisiti meccanici minimi tipici per i tubi ASTM A179 includono:
| Proprietà |
Requisito |
| Resistenza alla trazione |
≥325 MPa |
| Resistenza allo snervamento |
≥180 MPa |
| Allungamento |
≥35% |
| Durezza |
≤72 HRB |
Questi valori sono comunemente riportati per i tubi ASTM A179; la specifica di acquisto applicabile e l'edizione corrente della norma dovrebbero governare l'accettazione finale.
Il requisito di allungamento relativamente elevato è vantaggioso per le operazioni di formatura e fabbricazione dei tubi. Le proprietà meccaniche sono soggette ai limiti di applicabilità all'interno di ASTM A179, comprese le restrizioni per tubi molto piccoli e pareti molto sottili.
Processo di produzione
Un percorso di produzione tipico per i tubi alettati seghettati ASTM A179 è:
Billetta d'acciaio → perforazione → laminazione a caldo → trafilatura a freddo → trattamento termico → raddrizzatura → taglio → ispezione dimensionale → preparazione aletta → attacco aletta → formazione seghettatura/formazione aletta → ispezione tubo alettato finito → test → marcatura e imballaggio
Il tubo base ASTM A179 è prodotto mediante processo senza saldatura e trafilato a freddo.
Per la produzione di tubi alettati, si presta particolare attenzione a:
- OD del tubo e spessore della parete
- Raddrizzatura del tubo
- Altezza dell'aletta
- Passo dell'aletta
- Spessore dell'aletta
- Attacco dell'aletta
- Contatto aletta-tubo
- Coerenza della seghettatura
- Lunghezza dell'estremità del tubo nudo
- Lunghezza totale del tubo
Ispezione e test
Il controllo qualità può includere sial'ispezione del tubo basesial'ispezione del tubo alettato finito.
1. Analisi chimica
L'analisi termica e, se richiesta, l'analisi del prodotto verificano che il tubo base sia conforme alla chimica ASTM A179 specificata.
2. Prova di trazione
La prova di trazione verifica la resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento e l'allungamento del materiale del tubo.
3. Prova di durezza
La prova di durezza conferma la conformità ai requisiti di proprietà meccaniche specificati.
4. Prova di appiattimento
La prova di appiattimento valuta la duttilità del tubo e la resistenza alla deformazione. ASTM A179 identifica la prova di appiattimento tra gli esami richiesti per i tubi.
5. Prova di svasatura
La prova di svasatura valuta la capacità del tubo di subire un'espansione controllata senza crepe o difetti inaccettabili.
6. Prova di flangiatura
Ove applicabile, la prova di flangiatura può essere eseguita secondo i requisiti di acquisto e la specifica applicabile.
7. Prova idrostatica
La prova idrostatica verifica l'integrità di pressione del tubo finito. ASTM A179 identifica la prova idrostatica tra le sue prove specificate per i tubi.
8. Correnti parassite / Esame non distruttivo
L'esame a correnti parassite o un altro metodo NDE idoneo può essere specificato dall'acquirente o dallo standard di progetto applicabile per rilevare discontinuità nel tubo.
9. Ispezione dimensionale
I tubi finiti vengono ispezionati per:
- OD del tubo
- Spessore della parete
- Lunghezza totale
- Altezza dell'aletta
- Passo dell'aletta
- Spessore dell'aletta
- Densità dell'aletta
- Lunghezza dell'estremità nuda
- Raddrizzatura
- Attacco dell'aletta
10. Ispezione visiva
Le superfici del tubo e delle alette vengono esaminate per individuare crepe, ossidazione eccessiva, deformazioni, alette danneggiate, scarso attacco e altri difetti visibili.
ASTM A179 richiede che i tubi finiti siano privi di scaglia, con una leggera quantità di ossidazione non considerata scaglia.
Vantaggi dei tubi alettati seghettati ASTM A179 per HRSG
Aumento dell'area di scambio termico
L'aletta aumenta sostanzialmente l'area superficiale esterna disponibile per lo scambio termico del gas di scarico.
Apparecchiature di recupero di calore compatte
È possibile installare più superficie di scambio termico all'interno di un dato inviluppo di flusso di gas, contribuendo a ridurre le dimensioni dell'apparecchiatura, se appropriato.
Scambio termico lato gas migliorato
Le seghettature interrompono lo strato limite e promuovono il miscelamento del gas attorno alla superficie dell'aletta.
Buone caratteristiche di fabbricazione
Il tubo ASTM A179 a basso contenuto di carbonio offre una buona duttilità ed è ben adatto alla fabbricazione di scambiatori di calore.
Materiale conveniente
Per regimi di temperatura in cui l'acciaio al carbonio è tecnicamente appropriato, A179 può fornire un'alternativa economica a tubi con leghe superiori.
Flessibilità di progettazione ingegneristica
L'altezza, il passo, lo spessore dell'aletta, la spaziatura dei tubi e le dimensioni delle estremità nude possono essere personalizzati in base al progetto termico dell'HRSG.
Perché scegliere i nostri tubi alettati seghettati ASTM A179?
Produciamo tubi alettati seghettati secondorequisiti termici, dimensionali, di materiale e di ispezionespecifici del cliente, piuttosto che fare affidamento su una configurazione unica per tutti.
La nostra capacità di fornitura può includere:
- Tubi base ASTM A179 / ASME SA179
- OD del tubo e spessore della parete personalizzati
- Altezza e passo dell'aletta personalizzati
- Configurazioni di alette seghettate o segmentate
- Lunghezze del tubo personalizzate
- Estremità del tubo nudo specificate
- Tracciabilità del materiale e delle dimensioni
- Ispezione delle proprietà meccaniche
- Test idrostatici e NDE secondo necessità
- Certificati di prova di laminazione e documentazione di ispezione
- Imballaggio per l'esportazione adatto al trasporto a lunga distanza
Per i progetti HRSG, i clienti possono fornire latemperatura del gas, il flusso del gas, le condizioni acqua/vapore, la pressione di progetto, la caduta di pressione ammissibile, le dimensioni della batteria di tubi e il duty termico richiestonecessari, consentendo alla configurazione del tubo alettato di essere selezionata in base all'applicazione effettiva.
Nota importante sulla selezione del materiale
ASTM A179 è unmateriale per tubi scambiatori di calore a basso contenuto di carbonio, non un grado di acciaio legato cromo-molibdeno. Pertanto, è generalmente più appropriato per compiti di recupero di calore a temperature più basse piuttosto che per le parti più calde in pressione dell'HRSG.
Per economizzatori ad alta temperatura, surriscaldatori, riscaldatori o altre sezioni con temperature metalliche elevate, potrebbero essere richiesti gradi di lega come ASTM/ASME T11, T12, T22, T91 o gradi inossidabili a seconda della progettazione ingegneristica.
Il materiale del tubo finale dovrebbe sempre essere selezionato in base atemperatura di progetto, pressione di progetto, condizioni di corrosione, codice applicabile per caldaie/recipienti a pressione e requisiti ingegneristici del produttore HRSG.
Il tuo messaggio deve contenere da 20 a 3000 caratteri!
