Штыревые оребренные трубы стали стандартным теплообменным элементом в установках нефтепереработки и нефтехимии конвективных секциях. В конвективной секции печи высокоскоростной дымовой газ, абразивная зола и перенос излучения от соседних зон уничтожают обычные оребренные трубы в течение нескольких циклов технического обслуживания.

Конвективная секция работает с дымовыми газами, покидающими излучающую камеру при температуре 700–1000 °C, но собственная температура металла штыревой трубы определяется маркой основного металла трубы — например, ASME SA213 T9 ограничена примерно 593 °C в долгосрочной перспективе и 650 °C в краткосрочной. Скорость газа через батарею может достигать 8–15 м/с, неся частицы катализатора и золы, которые действуют как пескоструйная обработка на любой открытой поверхности. Тонкое, сплошное спиральное ребро — экструдированное или встроенное — имеет большой неподдерживаемый край, который быстро эродирует, и как только ребро эродирует, поверхность теплопередачи исчезает.

Штыревая оребренная труба несет короткие цилиндрические штыри диаметром 6–12 мм и высотой 10–25 мм, приваренные высокочастотной контактной сваркой. По сравнению со сплошным ребром, дискретное расположение штырей обеспечивает:

• Устойчивость к эрозии — каждый штырь приварен по всей окружности основания, поэтому нет свободного края, который мог бы подняться или отслоиться; потеря одного штыря не влияет на всю систему.
• Устойчивость к обрастанию — открытая геометрия позволяет золе падать, а не скапливаться между ребрами.
• Более высокая температурная способность — штыри могут поставляться из сплавов 11Cr, 13Cr или соответствующих марок 9Cr, что намного выше пределов труб с алюминиевыми ребрами.
• Механическая прочность — штыревая поверхность увеличивает жесткость трубы и сопротивляется усталости от вибрации в условиях высокоскоростного потока газа.

Выбор сводится к трем переменным:

1. Марка основного металла трубы — легированная сталь ASME SA213 T9/T11 для умеренных нагрузок по ползучести, TP316L/TP347H для коррозионных сред, ASTM A106 Gr.B для змеевиков с более низкой температурой.
2. Материал штыря — штыри из 11Cr и 13Cr являются основными для конвективных секций нефтеперерабатывающих заводов на трубах из 9Cr; штыри из 18Cr используются там, где требуется устойчивость к сульфидации, но их несоответствие термического расширения с 9Cr требует квалифицированной процедуры сварки разнородных металлов.
3. Геометрия штыря — диаметр, высота и шаг определяют коэффициент удлинения поверхности; плотность выбирается так, чтобы скорость потока газа оставалась в пределах эрозионного лимита при достижении целевого коэффициента теплопередачи.

• Трещины у основания штыря — вызваны плохими параметрами сварки, несоответствием термического расширения разнородных металлов или термическими циклами. Марка штыря всегда должна выбираться с учетом совместимости термического расширения с основным металлом трубы, а процедура сварки должна быть соответствующим образом квалифицирована.
• Образование золы — контролируется выбором шага и расположением сододувок.
• Утечки в соединениях — контролируются процедурами расширения и герметизирующей сварки, а также гидростатическим испытанием под давлением в 1,5 раза выше расчетного.
• Неожиданная коррозия — предотвращается путем идентификации материала каждой партии.

Yuhong Holding Group производит оребренные и штыревые трубы с 1990 года, экспортируя более 80% продукции на нефтеперерабатывающие, нефтехимические и энергетические проекты. Сварка штырей осуществляется на линиях высокочастотной контактной сварки, за которой следуют испытания на растяжение сварного соединения ребер, вихретоковый контроль в соответствии с применимым стандартом продукта и гидростатические испытания каждой трубы.

Штыревые оребренные трубы являются единственным элементом с удлиненной поверхностью, который сочетает в себе высокую температурную способность, устойчивость к эрозии и сопротивление обрастанию в одном компоненте — комбинация, которая поддерживает работу печи между остановками на ремонт. Отправьте ваши рабочие параметры нашей инженерной команде для получения рекомендаций по материалу и геометрии штырей.

Приблизительно 593 °C для длительной непрерывной работы и 650 °C для кратковременной. Конвективная секция может работать с дымовыми газами при температуре 700–1000 °C, но сама стенка трубы должна оставаться в пределах установленного для выбранной марки основного металла.

Марки 13Cr или 9Cr, подобранные по термическому расширению. Штыри 18Cr могут использоваться там, где требуется устойчивость к сульфидации, но только с квалифицированной процедурой сварки разнородных металлов.

Штыри диаметром 6–12 мм и высотой 10–25 мм, приваренные высокочастотной контактной сваркой по всему основанию штыря, с шагом, выбранным для балансировки площади поверхности с скоростью дымового газа для достижения целевого коэффициента теплопередачи.