Hướng dẫn sử dụng ống trao đổi nhiệt - ASTM A179 A213 A249

Ống trao đổi nhiệt là ống thép chuyên dụng được sử dụng trong các thiết bị trao đổi nhiệt chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ{0}}và-ống, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, nồi hơi và các thiết bị truyền nhiệt khác. Không giống như ống tiêu chuẩn dùng để vận chuyển chất lỏng, ống trao đổi nhiệt phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác về kích thước, chất lượng bề mặt và đặc tính truyền nhiệt. Thành ống phải đủ mỏng để cho phép truyền nhiệt hiệu quả giữa chất lỏng bên trong và bên ngoài, nhưng cũng đủ chắc chắn để chịu được sự chênh lệch áp suất giữa mặt ống và mặt vỏ. Bề mặt bên trong và bên ngoài phải sạch và nhẵn để giảm thiểu bám bẩn và duy trì hiệu quả truyền nhiệt theo thời gian.

Ống trao đổi nhiệt được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: nhà máy lọc hóa dầu (bộ trao đổi nhiệt, bình ngưng, nồi hơi lại), nhà máy điện (ống ngưng tụ, máy đun nước cấp, ống nồi hơi), hệ thống HVAC (máy làm lạnh, cuộn làm mát), chế biến thực phẩm (máy thanh trùng, máy tiệt trùng) và nhà máy khử muối (máy đun nước muối, bình ngưng). Việc lựa chọn vật liệu, kích thước và độ dày thành ống phụ thuộc vào nhiệt độ vận hành, áp suất, độ ăn mòn của chất lỏng và yêu cầu truyền nhiệt của ứng dụng cụ thể.

ASTM A179 bao gồm ống thép cacbon-rút-lạnh nguội liền mạch dành cho bộ trao đổi nhiệt, bình ngưng và thiết bị truyền nhiệt tương tự. Tiêu chuẩn này bao gồm các ống có độ dày thành tối đa là 4,2 mm (0,165 inch) và độ dày thành tối thiểu là 0,5 mm (0,020 inch). Thành phần hóa học yêu cầu cacbon 0,06-0,18%, mangan 0,27-0,63% và các nguyên tố dư lượng được kiểm soát ở mức thấp. Hàm lượng carbon thấp mang lại khả năng hàn và định hình tốt, trong khi quy trình kéo nguội tạo ra dung sai kích thước chính xác và bề mặt nhẵn cần thiết cho dịch vụ trao đổi nhiệt.

Quy trình sản xuất kéo nguội mang lại một số lợi thế cho ống trao đổi nhiệt. Vẽ qua khuôn ở nhiệt độ phòng tạo ra độ chính xác kích thước tuyệt vời: dung sai OD là ±0,05 mm và dung sai độ dày thành là ±5% là tiêu chuẩn. Gia công nguội cũng cải thiện độ bóng bề mặt, với độ nhám bề mặt điển hình Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,8 μm. Sau khi kéo nguội, các ống được ủ để giảm ứng suất bên trong và khôi phục độ dẻo. Các ống này có thể được cung cấp ở dạng ống có chiều dài thẳng (thường là 6-12 mét) hoặc ở dạng ống uốn cong chữ U{10}}cho cấu hình bộ trao đổi nhiệt ống chữ U. Các ứng dụng cho A179 bao gồm bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống trong nhà máy lọc dầu, thiết bị ngưng tụ trong nhà máy điện, bộ làm mát dầu và bộ làm mát trung gian trong hệ thống máy nén.

ASTM A213 bao gồm nồi hơi bằng thép hợp kim ferritic và austenit liền mạch, bộ quá nhiệt và ống trao đổi nhiệt. Đây là tiêu chuẩn toàn diện nhất dành cho các ống trao đổi nhiệt ở nhiệt độ-cao, bao gồm các loại từ hợp kim-thấp T11 (1,25Cr-0,5Mo) đến hợp kim-cao T91 (9Cr-1Mo-V) và các loại không gỉ austenit TP304, TP316, TP321 và TP347. Tiền tố "T" trong ký hiệu cấp cho biết dạng ống (ngược lại với "P" đối với ống trong A335). Đối với thép không gỉ austenit, các loại phổ biến bao gồm TP304 (khả năng chống ăn mòn nói chung), TP304L (có hàm lượng carbon thấp cho các ứng dụng hàn), TP316 (khả năng chống ăn mòn được cải thiện với molypden), TP316L (phiên bản có lượng carbon thấp), TP321 (được ổn định bằng titan cho dịch vụ nhiệt độ cao) và TP347 (ổn định bằng niobi).

A213 T11, T22 và T91 là các ống thép hợp kim ferit được sử dụng trong các ứng dụng trao đổi nhiệt-nhiệt độ cao như bộ quá nhiệt, bộ hâm nóng và bộ làm nóng nước cấp trong các nhà máy điện. Các loại này duy trì độ bền ở nhiệt độ cao nhờ hàm lượng hợp kim crom-molypden. T91 là tùy chọn cường độ-cao nhất, cung cấp cường độ đứt gãy từ biến xấp xỉ ba lần so với T22 ở góc 600 độ, cho phép thành ống mỏng hơn và cải thiện khả năng truyền nhiệt. Nhiệt độ sử dụng tối đa dao động từ 593 độ (T11, T22) đến 649 độ (T91, TP304, TP316). Để so sánh đặc tính thép hợp kim chi tiết, hãy xemHướng dẫn sử dụng ống thép hợp kim.

ASTM A249 bao gồm ống thép không gỉ austenit hàn cho bộ trao đổi nhiệt, bình ngưng và nồi hơi. Các ống được sản xuất từ dải hoặc tấm thép không gỉ cán phẳng-được tạo thành hình dạng ống và được hàn bằng quy trình hàn tự động (thường là hàn TIG hoặc hàn hồ quang plasma có bổ sung kim loại phụ hoặc hàn cảm ứng tần số-cao). Sau khi hàn, các ống được kéo nguội hoặc gia công nguội để tinh chỉnh vi cấu trúc vùng hàn và cải thiện độ chính xác về kích thước, sau đó ủ dung dịch để khôi phục khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học.

Ống hàn A249 cung cấp giải pháp thay thế-hiệu quả về mặt chi phí cho ống liền mạch A213, thường có chi phí thấp hơn 10-20% cho cùng một vật liệu và kích thước. Ống hàn có các tính chất cơ học tương đương với ống liền mạch sau khi xử lý thích hợp, với hệ số hiệu suất mối hàn thường là 0,85-0,95 tùy thuộc vào NDT được thực hiện. Tiêu chuẩn yêu cầu đường hàn phải được kiểm tra 100% bằng thử nghiệm dòng điện xoáy (ECT) hoặc thử nghiệm thủy tĩnh. A249 có cùng loại austenit như A213 (TP304, TP304L, TP316, TP316L, TP321, TP347) với cùng yêu cầu về thành phần hóa học.

tham số	ASTM A179	ASTM A213	ASTM A249
Chế tạo	Liền mạch{0}}được vẽ lạnh	Liền mạch (hoàn thiện nóng/lạnh)	Hàn + gia công nguội
Nguyên vật liệu	Thép cacbon thấp	Thép hợp kim, SS	Thép không gỉ
Phạm vi OD	6-76mm	6-127mm	6-203 mm
Nhiệt độ tối đa	400 độ	649 độ (SS)	649 độ (SS)
Dung sai kích thước	Tuyệt vời (± 0,05 mm)	Rất tốt (± 0,10 mm)	Rất tốt (± 0,10 mm)
Chi phí tương đối	Thấp	Cao	Trung bình
Ứng dụng điển hình	Bình ngưng áp suất thấp-	Bộ tản nhiệt-nhiệt độ cao	Trao đổi nhiệt chung

Phạm vi OD tiêu chuẩn cho các ống trao đổi nhiệt là 6 mm (1/4") đến 50,8 mm (2"), mặc dù đường kính lớn hơn cũng có sẵn cho các ứng dụng chuyên dụng. Độ dày của tường thường được chỉ định bằng số BWG (Máy đo dây Birmingham), trong đó số BWG cao hơn cho biết tường mỏng hơn. Các kích thước phổ biến bao gồm 10 BWG (3,40 mm), 12 BWG (2,77 mm), 14 BWG (2,11 mm), 16 BWG (1,65 mm) và 18 BWG (1,24 mm). Ví dụ: ống 3/4" OD x 16 BWG có OD là 19,05 mm và độ dày thành là 1,65 mm. Chiều dài thường là 6 m hoặc 12 m đối với ống thẳng, với ống uốn cong chữ U có bán kính uốn cong cụ thể tùy thuộc vào thiết kế bộ trao đổi nhiệt (thường gấp 2-3 lần bán kính uốn cong tối thiểu của ống OD).

Kiểm tra các ống trao đổi nhiệt bao gồm xác minh kích thước (OD, ID, độ dày thành, độ thẳng và chiều dài), kiểm tra dòng điện xoáy (ECT) để phát hiện các khuyết tật bề mặt và dưới bề mặt, kiểm tra thủy tĩnh theo tiêu chuẩn áp dụng và các kiểm tra cơ học bao gồm độ loe (mở rộng đầu ống để xác minh độ dẻo) và làm phẳng (nghiền ống để xác minh tính toàn vẹn của mối hàn đối với ống hàn). Độ sạch bề mặt được xác minh bằng cách kiểm tra trực quan và đối với các ứng dụng quan trọng, bằng thử nghiệm lau dầu-và-mỡ.

Việc chọn ống trao đổi nhiệt chính xác bao gồm việc đánh giá nhiệt độ vận hành (nhiệt độ-thấp < 200 độ sử dụng thép cacbon A179; nhiệt độ-trung bình 200-500 độ sử dụng hợp kim thấp-A213 T11/T22; nhiệt độ-cao > 500 độ sử dụng thép không gỉ hoặc T91), độ ăn mòn trung bình (sử dụng thép cacbon không{15}}ăn mòn; sử dụng ăn mòn 304/316 không gỉ; sử dụng 316L hoặc có chứa nhiều clorua, có tính ăn mòn cao và yêu cầu truyền nhiệt (tường mỏng hơn giúp truyền nhiệt tốt hơn nhưng ít bị ăn mòn hơn). Phân tích chi phí vòng đời nên xem xét chi phí vật liệu ban đầu cộng với chi phí bảo trì dự kiến, tần suất làm sạch và khoảng thời gian thay thế trong môi trường dịch vụ cụ thể.

Liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để lựa chọn ống chuyên nghiệp và giá cả cạnh tranh cho các ống A179, A213 và A249.

Nhận báo giá