ASTM A376 TP347H HFW Tubes à nageoires solides avec nageoires en acier au carbone pour HRSG

Tube à ailettes pleines HFW en acier inoxydable ASTM A376 TP347H avec ailettes en acier au carbone pour les HRSG

Ce tube est un tube d'échangeur de chaleur haute performance conçu pour un service extrême dans des environnements à haute température et haute pression, tels que les chaudières, les surchauffeurs et les reformeurs dans les centrales électriques et les industries pétrochimiques. Son objectif principal est de transférer la chaleur très efficacement des gaz chauds vers un fluide (généralement de l'eau ou de la vapeur) à l'intérieur du tube.

Voici quelques décompositions de composants :

1. Tube de base : tubes sans soudure ASTM A376 TP34H

(1). Exigences de composition chimique

Remarque : *Cb est le symbole historique du niobium, couramment utilisé dans les normes ASTM. Cette plage de composition est essentielle pour distinguer le TP347H du TP347 standard, optimisant la résistance au fluage à haute température.

(2). Exigences de propriétés mécaniques

2. Type d'ailette : Ailette pleine HFW (soudée à haute fréquence)

Le HFW est un procédé précis et automatisé où des bandes d'acier (tôle) sont formées en une forme cylindrique et la soudure longitudinale est réalisée à l'aide d'un courant électrique haute fréquence. Il n'est pas sans soudure, mais il produit une soudure très solide, constante et économique. Pour un service à haute pression, la zone de soudure est souvent traitée thermiquement et méticuleusement inspectée pour garantir une intégrité égale au métal de base.

Bien que le tube lui-même soit en acier inoxydable à haute teneur en alliage (TP347H), les ailettes sont en acier au carbone. Il s'agit d'un choix de conception courant et économique car :

• Les ailettes fonctionnent à une température légèrement inférieure à celle de la paroi du tube en contact avec la vapeur chaude.
• L'acier au carbone offre une bonne transfert de chaleur, une bonne résistance et est beaucoup moins cher que l'acier inoxydable.
• La résistance à la corrosion/oxydation est assurée principalement par le tube en acier inoxydable. En service à haute température, les ailettes en acier au carbone formeront une couche d'oxyde stable.

3. Pourquoi cette combinaison spécifique est-elle utilisée ?

Ce tube est conçu pour résoudre un ensemble spécifique de conditions exigeantes :

• Haute pression et température internes : Le tube de base ASTM A376 TP347H HFW résiste à la vapeur haute pression (par exemple, dans un surchauffeur) et résiste au fluage (déformation lente sous contrainte à haute température).
• Résistance à la corrosion/oxydation : L'acier inoxydable TP347H offre une excellente résistance à l'oxydation (entartrage) dans l'environnement des gaz de combustion chauds et est particulièrement résistant à la sulfuration et à la fissuration par corrosion sous contrainte par les chlorures dans certaines conditions.
• Transfert de chaleur efficace : Les ailettes pleines en acier au carbone maximisent l'absorption de chaleur des gaz de combustion et la transfèrent à la paroi du tube.
• Durabilité mécanique : La construction à ailettes pleines résiste aux dommages causés par le soufflage de suie, l'érosion des cendres et les cycles thermiques.
• Optimisation des coûts : L'utilisation d'acier inoxydable coûteux uniquement pour le tube porteur de pression et d'acier au carbone moins cher pour les ailettes est un équilibre optimal entre performance et coût.

Principales applications et industries

1. Production d'électricité (charbon, biomasse, valorisation énergétique)

C'est l'application la plus courante.

• Surchauffeurs et resurchauffeurs : l'application principale. Ce sont des sections de la chaudière où la vapeur saturée est chauffée davantage pour devenir de la vapeur surchauffée (par exemple, 540 °C à 600 °C / 1000 °F à 1112 °F). Le tube de base TP347H résiste à la vapeur haute pression et haute température à l'intérieur, tout en résistant à l'oxydation et à la corrosion des gaz de combustion agressifs à l'extérieur. Les ailettes en acier au carbone absorbent efficacement la chaleur des gaz.
• Économiseurs (dans les environnements corrosifs) : dans les centrales brûlant des combustibles à forte teneur en soufre ou en chlore (par exemple, certains charbons, déchets), l'économiseur (qui préchauffe l'eau d'alimentation) peut tomber dans une plage de température de point de rosée acide corrosive. Le TP347H offre une meilleure résistance à la corrosion au point de rosée acide que les tubes en acier au carbone ou faiblement allié standard.

2. Pétrochimie et raffinage

• Reformeurs d'usines d'hydrogène et d'ammoniac : dans le réchauffeur à foyer (four de reformage) où la réaction de reformage se produit, le gaz de procédé à l'intérieur des tubes est à très haute température et pression dans un environnement riche en hydrogène. Le TP347H offre une excellente résistance au fluage et à la fragilisation par l'hydrogène. Les ailettes externes absorbent la chaleur rayonnante et convective des brûleurs du four.
• Chauffages de procédés chimiques : utilisés dans les fours de craquage (par exemple, la production d'éthylène) et autres chauffages à tir direct où les tubes de procédé sont exposés à un flux de chaleur élevé et à des produits de combustion potentiellement corrosifs.

3. Générateurs de vapeur à récupération de chaleur (HRSG) dans les centrales à cycle combiné

• Sections de surchauffeur haute pression : bien que les gaz d'échappement de la turbine à gaz soient plus propres que les gaz de combustion du charbon, ils sont toujours à haute température. Dans les HRSG plus grands et plus avancés conçus pour des paramètres de vapeur plus élevés, des tubes TP347H peuvent être spécifiés pour les derniers étages de surchauffeur afin d'assurer une fiabilité à long terme et un rendement plus élevé.