ASME SA179 Type de tube à nageoires avec nageoires Al1060 pour échangeurs de chaleur refroidis par air

Tube à ailettes de type L ASME SA179 avec ailettes en Al1060 pour échangeurs de chaleur à refroidissement par air

En termes simples, le tube à ailettes de type L ASME SA179 avec ailettes en Al1060 est un tube d'échangeur de chaleur à haute efficacité. Il combine la résistance et la capacité de tenue à la pression d'un tube central en acier au carbone avec les propriétés de transfert thermique supérieures des ailettes en aluminium.

Voici quelques décompositions détaillées :

1. Tube central : tubes de base sans soudure ASME SA179

Matériau : acier à faible teneur en carbone

(1) Composition chimique

La composition chimique de l'acier SA179 est définie par un pourcentage maximum pour chaque élément. Cela garantit que l'acier reste un acier « doux » à faible teneur en carbone, avec une bonne ductilité et soudabilité.

Les exigences sont généralement données comme suit (les valeurs sont en % en poids, maximum sauf indication d'une plage) :

Remarque sur le silicium : Bien que la norme de base SA179 ne spécifie pas de plage de silicium, le matériau est souvent fourni comme acier « tué au silicium », ce qui signifie que le silicium a été utilisé pour le désoxyder. Il en résulte une structure à grains plus fins et une meilleure qualité de surface. D'autres nuances courantes comme SA214 (qui est similaire mais pour des températures plus élevées) sont explicitement destinées à l'acier tué au silicium.

(2) Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques sont les valeurs minimales que le matériau doit respecter après avoir été étiré à froid et détendu (un traitement thermique pour soulager les contraintes internes dues au processus d'étirage).

Notes importantes sur les propriétés mécaniques :

• Effet de l'écrouissage :Le processus d'étirage à froid augmente considérablement la résistance à la traction et la limite d'élasticité de l'acier par rapport à son état laminé à chaud. Les valeurs indiquées sont les minimums après ce processus.
• L'allongement est essentiel :L'exigence d'allongement exceptionnellement élevée (≥35 %) est ce qui rend les tubes SA179 si adaptés aux opérations de laminage, de pliage et d'évasement des tubes lors de la fabrication des échangeurs de chaleur.
• Dureté :Bien que ce ne soit pas toujours un test requis, la dureté typique des tubes SA179 se situe dans la plage de 72 à 85 HRB (échelle Rockwell B).

2. Type d'ailette : type « L »

Caractéristiques clés :

• Excellente résistance à la corrosion :Très haute résistance à la corrosion atmosphérique, ce qui est crucial pour des applications telles que les échangeurs de chaleur à refroidissement par air.
• Conductivité thermique élevée :Parmi les plus élevées de tous les alliages d'aluminium, ce qui en fait un choix idéal pour transférer la chaleur vers ou depuis l'air.
• Haute formabilité et ductilité :Facilite le laminage et le façonnage en forme de « L » pendant le processus d'ailetage.
• Résistance inférieure :Sa douceur n'est pas un inconvénient majeur pour les ailettes, car leur tâche principale est de dissiper la chaleur, et non de résister à la pression.

3. Pourquoi cette combinaison est populaire :

• Rentabilité :L'acier au carbone (SA179) est moins cher que le cuivre ou l'acier inoxydable, et le processus d'ailetage de type L est efficace.
• Performance :Il exploite les meilleures propriétés des deux matériaux : la résistance de l'acier et la légèreté, la conductivité thermique élevée et la résistance à la corrosion de l'aluminium.
• Fiabilité :Le tube central sans soudure et la liaison mécanique robuste garantissent une longue durée de vie dans des environnements exigeants.

Répartition détaillée des applications

Voici une liste catégorisée de ses utilisations les plus courantes dans diverses industries :

1. Production d'énergie

• Condenseurs à refroidissement par air (ACC) :Dans les centrales électriques situées dans des régions où l'eau est rare, ces grands bancs de tubes à ailettes utilisent l'air ambiant pour condenser la vapeur sortant de la turbine en eau, créant ainsi un vide et complétant le cycle thermodynamique.
• Refroidisseurs de rayonnement :Pour les systèmes de refroidissement à boucle fermée qui refroidissent divers équipements auxiliaires de l'usine.
• Refroidisseurs d'huile de graissage :Refroidissement de l'huile de graissage pour les grosses turbines, générateurs et autres machines critiques.

2. Industries de transformation des hydrocarbures et des produits chimiques (IPC)

• Refroidisseurs d'air de procédé (échangeurs Fin-Fan) :Ce sont les unités emblématiques, grandes et à ventilateur forcé, que l'on voit dans les raffineries et les usines chimiques. Ils refroidissent les flux de procédé (comme les hydrocarbures distillés, l'alimentation du réacteur ou les produits intermédiaires) avant le stockage ou l'étape de traitement suivante.
• Refroidisseurs finaux de compresseur :Refroidissement de l'air ou du gaz chaud et comprimé provenant d'un compresseur d'air pour condenser l'humidité et augmenter l'efficacité.
• Refroidisseurs d'échantillons :Réduction de la température des échantillons de fluide de procédé à haute pression à un niveau sûr pour l'analyse et la surveillance.

3. Machines industrielles et moteurs

• Refroidisseurs d'air de suralimentation (CAC / refroidisseurs intermédiaires) :Utilisés sur les moteurs diesel turbocompressés ou suralimentés dans les camions, les navires, les locomotives et les générateurs d'énergie fixes. Ils refroidissent l'air d'admission comprimé, ce qui le rend plus dense pour une combustion plus efficace et une puissance de sortie accrue.
• Refroidisseurs d'huile hydraulique :Essentiels pour maintenir la température du fluide hydraulique dans les machines lourdes comme les excavatrices, les presses et les machines de moulage par injection, empêchant la surchauffe et la dégradation de la viscosité.
• Radiateurs pour équipements lourds :Bien qu'ils utilisent souvent différents types d'ailettes, le même principe s'applique pour le refroidissement du liquide de refroidissement du moteur dans les gros véhicules tout-terrain.

4. Chauffage, ventilation, climatisation et réfrigération (CVCA&R)

• Refroidisseurs secs : utilisés dans les systèmes d'eau glacée ou le refroidissement des procédés où l'utilisation d'une tour de refroidissement (qui évapore l'eau) n'est pas souhaitable. Le fluide est refroidi directement par l'air passant sur les tubes à ailettes.
• Refroidisseurs de fluide : similaires aux refroidisseurs secs, mais peuvent également impliquer un certain refroidissement par évaporation.
• Condenseurs pour les centrales frigorifiques : dans les grands systèmes de réfrigération industriels, ces tubes peuvent agir comme le condenseur, rejetant la chaleur du réfrigérant vers l'air extérieur.