Què són els tubs per a intercanviadors de calor?
Els tubs per a intercanviadors de calor són tubs d'acer especialitzats utilitzats en equips d'intercanvi tèrmic com ara intercanviadors de calor de carcassa i tubs, condensadors, evaporadors, calderes i altres aparells de transferència de calor. A diferència de les canonades estàndard utilitzades per al transport de fluids, els tubs per a intercanviadors de calor han de complir requisits estrictes de precisió dimensional, qualitat superficial i propietats de transferència de calor. La paret del tub ha de ser prou prima per permetre una transferència de calor eficient entre els fluids interns i externs, però prou resistent per suportar la pressió diferencial entre el costat del tub i el costat de la carcassa. Les superfícies internes i externes han de ser netes i llises per minimitzar l'incrustació i mantenir l'eficiència de la transferència de calor al llarg del temps.
Els tubs per a intercanviadors de calor s'utilitzen en una àmplia gamma d'indústries: refineries petroquímiques (intercanviadors de calor de procés, condensadors, rebullidors), centrals elèctriques (tubs de condensador, escalfadors d'aigua d'alimentació, tubs de caldera), sistemes de climatització (refredadores, bobines de refrigeració), processament d'aliments (pasteuritzadors, esterilitzadors) i plantes de dessalinització (escalfadors de salmorra, condensadors). La selecció del material, la mida i el gruix de la paret del tub depèn de la temperatura de funcionament, la pressió, la corrosivitat del fluid i els requisits de transferència de calor de l'aplicació específica.
ASTM A179 - Tub per a intercanviador de calor estirat en fred sense soldadura
L'ASTM A179 cobreix tubs d'acer de baix carboni estirats en fred sense soldadura per a intercanviadors de calor, condensadors i aparells de transferència de calor similars. La norma cobreix tubs amb un gruix de paret màxim de 4,2 mm (0,165 polzades) i un gruix de paret mínim de 0,5 mm (0,020 polzades). La composició química requereix carboni 0,06-0,18%, manganès 0,27-0,63%, i elements residuals controlats a nivells baixos. El baix contingut de carboni proporciona bona soldabilitat i conformabilitat, mentre que el procés d'estirat en fred produeix les toleràncies dimensionals precises i l'acabat superficial llis requerits per al servei en intercanviadors de calor.
El procés de fabricació per estirat en fred ofereix diversos avantatges per als tubs d'intercanviador de calor. L'estirat a través d'una matriu a temperatura ambient produeix una precisió dimensional excel·lent: es tolera una tolerància de DE de ±0,05 mm i una tolerància de gruix de paret de ±5%. El treball en fred també millora l'acabat superficial, amb una rugositat superficial típica Ra ≤ 0,8 μm. Després de l'estirat en fred, els tubs es recuit per alleujar les tensions internes i restaurar la ductilitat. Els tubs es poden subministrar en longituds rectes (normalment 6-12 metres) o com a tubs corbats en U per a configuracions d'intercanviador de calor de tub en U. Les aplicacions per a A179 inclouen intercanviadors de calor de carcassa i tubs en refineries, condensadors en centrals elèctriques, refrigeradors d'oli i intercoolers en sistemes de compressors.
ASTM A213 - Tub per a intercanviador de calor d'acer aliats i inoxidable
L'ASTM A213 cobreix tubs d'acer aliats ferrítics i austenítics sense soldadura per a calderes, escalfadors de vapor i intercanviadors de calor. Aquesta és la norma més completa per a tubs d'intercanviador de calor a alta temperatura, que cobreix graus des de baix aliatge T11 (1.25Cr-0.5Mo) fins a alt aliatge T91 (9Cr-1Mo-V) i graus d'acer inoxidable austenític TP304, TP316, TP321 i TP347. El prefix "T" en la designació del grau indica forma de tub (en oposició a "P" per a canonada a A335). Per a acer inoxidable austenític, els graus comuns inclouen TP304 (resistència a la corrosió general), TP304L (baix carboni per a aplicacions soldades), TP316 (resistència a la corrosió millorada amb molibdè), TP316L (versió de baix carboni), TP321 (estabilitzat amb titani per a servei a alta temperatura) i TP347 (estabilitzat amb niobi).
A213 T11, T22 i T91 són tubs d'acer aliat ferrític utilitzats en aplicacions d'intercanviador de calor a alta temperatura com ara escalfadors de vapor, reescalfadors i escalfadors d'aigua d'alimentació en centrals elèctriques. Aquests graus mantenen la seva resistència a temperatures elevades mitjançant el contingut d'aliatge de crom-molibdè. T91 és l'opció de major resistència, que ofereix aproximadament tres vegades la resistència a la fluència de T22 a 600°C, permetent parets de tub més primes i una transferència de calor millorada. La temperatura màxima de servei oscil·la entre 593°C (T11, T22) i 649°C (T91, TP304, TP316). Per a comparacions detallades de propietats d'acer aliat, vegeu la nostra Guia de canonades d'acer aliat.
ASTM A249 - Tub d'acer inoxidable austenític soldat per a intercanviador de calor
L'ASTM A249 cobreix tubs d'acer inoxidable austenític soldats per a intercanviadors de calor, condensadors i calderes. Els tubs es fabriquen a partir de banda o planxa d'acer inoxidable laminada en pla que es forma en forma de tub i es solda mitjançant un procés de soldadura automàtic (normalment soldadura TIG o d'arc de plasma amb addició de metall d'aportació, o soldadura per inducció d'alta freqüència). Després de la soldadura, els tubs es estiren en fred o es treballen en fred per refinar la microestructura de la zona de soldadura i millorar la precisió dimensional, i després es recuit en solució per restaurar la resistència a la corrosió i les propietats mecàniques.
Els tubs soldats A249 ofereixen una alternativa rendible als tubs sense soldadura A213, normalment un 10-20% més baixos en cost per al mateix material i dimensions. El tub soldat té propietats mecàniques comparables al sense soldadura després d'un processament adequat, amb el factor d'eficiència de la junta soldada típicament 0,85-0,95 depenent de l'assaig no destructiu (NDT) realitzat. La norma requereix que la soldadura sigui inspeccionada al 100% mitjançant assaig per corrents de Foucault (ECT) o assaig hidrostàtic. A249 està disponible en els mateixos graus austenítics que A213 (TP304, TP304L, TP316, TP316L, TP321, TP347) amb els mateixos requisits de composició química.
Comparació de les tres normes
| Paràmetre | ASTM A179 | ASTM A213 | ASTM A249 |
|---|---|---|---|
| Fabricació | Estirat en fred sense soldadura | Sense soldadura (acabat en calent/fred) | Soldat + treball en fred |
| Materials | Acer de baix carboni | Acer aliats, inoxidable | Acer inoxidable |
| Rang de DE | 6-76 mm | 6-127 mm | 6-203 mm |
| Temperatura màxima | 400°C | 649°C (inoxidable) | 649°C (inoxidable) |
| Tolerància dimensional | Excel·lent (±0,05 mm) | Molt bona (±0,10 mm) | Molt bona (±0,10 mm) |
| Cost relatiu | Baix | Alt | Mitjà |
| Aplicació típica | Condensadors de baixa pressió | Escalfadors de vapor d'alta temperatura | Intercanviador de calor general |
Dimensions dels tubs per a intercanviadors de calor
El rang estàndard de DE per a tubs d'intercanviador de calor és de 6 mm (1/4") a 50,8 mm (2"), tot i que hi ha diàmetres més grans disponibles per a aplicacions especialitzades. El gruix de la paret s'especifica habitualment pel número BWG (Birmingham Wire Gauge), on un número BWG més alt indica una paret més prima. Les mides comunes inclouen 10 BWG (3,40 mm), 12 BWG (2,77 mm), 14 BWG (2,11 mm), 16 BWG (1,65 mm) i 18 BWG (1,24 mm). Per exemple, un tub de 3/4" DE x 16 BWG té un DE de 19,05 mm i un gruix de paret d'1,65 mm. La longitud és normalment de 6 m o 12 m per a tubs rectes, amb tubs corbats en U que tenen radis de curvatura específics depenent del disseny de l'intercanviador de calor (normalment un radi mínim de curvatura de 2-3 vegades el DE del tub).
Inspecció dels tubs per a intercanviadors de calor
La inspecció dels tubs d'intercanviador de calor inclou la verificació dimensional (DE, DI, gruix de paret, rectitud i longitud), assaig per corrents de Foucault (ECT) per detectar defectes superficials i subsuperficials, assaig hidrostàtic segons la norma aplicable i assaigs mecànics que inclouen expansió (expandir l'extrem del tub per verificar la ductilitat) i aplanament (aixafar el tub per verificar la integritat de la soldadura en tubs soldats). La neteja superficial es verifica mitjançant inspecció visual i, per a aplicacions crítiques, mitjançant proves de hisop d'oli i greix.
Guia de selecció de tubs
La selecció del tub d'intercanviador de calor correcte implica avaluar la temperatura de funcionament (baixa temperatura < 200°C utilitzar acer al carboni A179; temperatura mitjana 200-500°C utilitzar acer de baix aliatge A213 T11/T22; alta temperatura > 500°C utilitzar acer inoxidable o T91), la corrosivitat del medi (no corrosiu utilitzar acer al carboni; corrosiu utilitzar inoxidable 304/316; altament corrosiu o amb clorurs utilitzar 316L o dúplex) i els requisits de transferència de calor (parets més primes proporcionen una millor transferència de calor però menys marge de corrosió). L'anàlisi del cost del cicle de vida ha de considerar el cost inicial del material més el manteniment esperat, la freqüència de neteja i l'interval de substitució en l'entorn de servei específic.
Necessiteu tubs per a intercanviadors de calor?
Contacteu amb el nostre equip d'enginyeria per a una selecció experta de tubs i preus competitius en tubs A179, A213 i A249.
Sol·liciteu una cotització
Categories de productes
