Труба с приваренными шпильками ASTM A312 TP316L с ребрами-шпильками 11-13Cr для печей нефтепереработки

Труба с шипами ASTM A312 TP316L с шиповыми ребрами 11-13Cr для печей нефтепереработки

Это высокопроизводительная теплообменная труба. Она состоит из основной трубы, изготовленной из коррозионно-стойкой нержавеющей стали (TP316L), с небольшими шипообразными ребрами (из стали с содержанием хрома 11-13%), приваренными к ее внешней поверхности. Основная цель - значительно увеличить площадь теплопередачи в сложных условиях, особенно при высоких температурах и в коррозионных средах, таких как печи и котлы нефтеперерабатывающих заводов.

Подробный разбор

1. Материал основной трубы: ASTM A312 TP316L

(1). Химический состав (вес %)

Состав указан в таблице 1 стандарта ASTM A312. Значения для TP316L показаны ниже.

Примечание: Стандарт также требует, чтобы материал содержал не менее 5 × %C до максимума 0,10% меди (Cu) для бесшовных труб. Это менее часто упоминаемая, но важная деталь для проверки продукта.

(2). Механические свойства

Механические свойства указаны в таблице 2 стандарта ASTM A312. Это минимальные требуемые значения.

2. Труба с шипами

Это описывает физическую форму и конструкцию.

Это голая труба (основная труба), к внешней поверхности которой прикреплены шипы (короткие, стержнеобразные штифты). Эти шипы не просто приклеены; они приварены контактной сваркой с использованием специализированного автоматизированного процесса. Это создает металлургическую связь, которая очень прочна и эффективна при передаче тепла.

3. Шиповые ребра 11-13Cr

Это определяет материал самих шипов (ребер).

11-13Cr означает, что шипы изготовлены из стального сплава, содержащего от 11% до 13% хрома.

Почему другой материал? В то время как основная труба 316L выбрана для коррозионной стойкости, шипы выбираются по другим причинам:

• Прочность при высоких температурах: Сталь с содержанием хрома 11-13% (часто аналогичная маркам, таким как SA 213 T11) сохраняет свою прочность и сопротивляется окислению (окалинообразованию) при очень высоких температурах лучше, чем нержавеющая сталь, такая как 316L.
• Экономическая эффективность: Этот материал, как правило, дешевле нержавеющей стали 316L. Поскольку шипов много, использование подходящего материала оптимизирует производительность и стоимость.
• Совместимость: Коэффициент теплового расширения стали 11-13Cr ближе к углеродистой стали, чем к аустенитной нержавеющей стали, что может быть учтено при проектировании некоторых узлов. Свариваемость между двумя материалами хорошо зарекомендовала себя.

Как это работает (Функция)

Вся цель этого компонента - улучшение теплопередачи:

• Основная труба переносит жидкость внутри (например, воду, масло, технологическую жидкость).
• Горячие продукты сгорания или другой источник тепла протекают по внешней стороне трубы и шипов.
• Шипы значительно увеличивают площадь поверхности трубы, подвергающуюся воздействию источника тепла (в 3-8 раз и более).
• Это позволяет поглощать или рассеивать тепло гораздо эффективнее, чем это могла бы сделать голая, гладкая труба.

Основное применение: печи прямого нагрева в нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах

Это наиболее классическое и критическое применение. Эти трубы являются основным компонентом в секции излучения или конвекции больших промышленных печей, часто называемых печами прямого нагрева.

Как это работает:

• Основная труба TP316L переносит технологическую жидкость, которую необходимо нагреть (например, сырую нефть, углеводороды, химическое сырье) под высоким давлением.
• Внешняя часть трубного пучка подвергается воздействию интенсивного лучистого тепла и горячих, коррозионных продуктов сгорания (более 1000°C / 1800°F) от горелок.
• Шипы 11-13Cr поглощают это интенсивное тепло и эффективно передают его жидкости внутри трубы.

Почему эта конкретная комбинация материалов идеальна:

• Внутренняя коррозионная стойкость (TP316L): технологическая жидкость внутри может быть коррозионной. Отличная коррозионная стойкость TP316L защищает внутреннюю поверхность трубы от воздействия, обеспечивая целостность и предотвращая загрязнение технологической жидкости.
• Внешняя прочность при высоких температурах (шипы 11-13Cr): шипы изготовлены из материала, который сохраняет свою прочность и сопротивляется окислению (окалинообразованию) при экстремальных температурах на внешней стороне трубы. Аустенитная нержавеющая сталь, такая как 316L, была бы слабее и могла бы подвергнуться "горячей коррозии" или окислению в этой среде.
• Улучшенная теплопередача: шипы увеличивают внешнюю площадь поверхности трубы в 3-8 раз, значительно повышая эффективность улавливания тепла из дымовых газов.

Другие ключевые области применения

Тот же принцип применим к другим сложным сценариям теплопередачи:

• Котлы для выработки электроэнергии:
  • Используются в таких секциях, как экономайзер (для предварительного нагрева питательной воды) или пароперегреватель (для нагрева пара выше точки насыщения).
  • Они обрабатывают воду/пар высокого давления внутри (коррозионно-стойкие по 316L) и подвергаются воздействию горячих дымовых газов от сжигания угля, газа или нефти снаружи (обработка шипами).
• Установки рекуперации тепла (WHRU):
  • Эти системы улавливают тепловую энергию из горячих выхлопных потоков газовых турбин, мусоросжигательных заводов или других промышленных процессов, которые в противном случае были бы потеряны.
  • Трубы с шипами идеально подходят для эффективного извлечения тепла из этих часто грязных и коррозионных выхлопных газов.
• Химическая промышленность:
  • В высокотемпературных реакторах, риформерах и крекинг-печах, где химический процесс требует точного и эффективного нагрева в коррозионной среде.
• Воздухонагреватели / подогреватели воздуха для горения:
  • Используются для предварительного нагрева воздуха для горения, подаваемого в печь. Горячий выхлопной дымовой газ проходит над трубами с шипами, передавая остаточное тепло входящему воздуху, что значительно повышает общую топливную эффективность печи.