ASME SA213 T22 Geripptes Rohr mit Sägezahnrippen aus Kohlenstoffstahl für Kesselbänke

ASME SA213 T22 Geriffeltes Rippenrohr mit Rippen aus Kohlenstoffstahl für Kesselbänke

Ein ASME SA213 T22 geriffeltes Rippenrohr mit Rippen aus Kohlenstoffstahl ist ein Hochleistungs-Wärmetauscherrohr, das für extreme Bedingungen ausgelegt ist, typischerweise in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen wie Kesseln, Überhitzern und Reformern in Kraftwerken und petrochemischen Industrien.

Einfach ausgedrückt, handelt es sich um ein Kernrohr aus hochfestem legiertem Stahl mit Rippen aus Kohlenstoffstahl, die geriffelt sind, um die Wärmeübertragungseffizienz zu maximieren.

Hier sind einige detaillierte Aufschlüsselungen:

1. Grundrohr: ASME SA213 T22 nahtlose Rohre

(1). Chemische Zusammensetzung (Gewicht %)

Die Zusammensetzung ist in der ASME SA-213 Norm spezifiziert. Die folgende Tabelle zeigt die erforderlichen Grenzwerte.

0,87 - 1,13

Bietet Hochtemperaturfestigkeit.

Weitere Hinweise:

Die Werte sind Höchstbereiche, sofern nicht anders angegeben.

Elemente wie Kupfer (Cu) und Nickel (Ni) können in geringen Mengen vorhanden sein.

~130-180 HB

Nicht immer explizit in SA-213 spezifiziert, aber ein typischer Brinell-Härtebereich für normalisiertes und vergütetes T22 ist 130-180 HB.

Warum T22? Der Chromgehalt bietet eine verbesserte Beständigkeit gegen Oxidation (Zunderbildung) und Korrosion, insbesondere bei hohen Temperaturen. Das Molybdän erhöht die Festigkeit des Stahls bei erhöhten Temperaturen (Kriechfestigkeit). Dies macht T22 zu einer ausgezeichneten Wahl für Betriebstemperaturen bis zu etwa 1050°F (565°C).

2. Geriffelte Rippe: Dies ist ein spezifisches, hocheffizientes Rippendesign.

Der lange, durchgehende Rippenstreifen wird in regelmäßigen Abständen geschnitten, um Riffelungen oder Rillen zu erzeugen.

Dieses Design erzeugt Turbulenzen im Gasstrom, wodurch die stagnierende Grenzschicht des Gases auf der Rippenoberfläche aufgebrochen wird.

Hauptvorteil: Diese Turbulenzen verbessern den Wärmeübergangskoeffizienten im Vergleich zu einer massiven (glatten) Rippe erheblich, oft um 15-25 %.Rippenmaterial: Kohlenstoffstahl

• Warum Kohlenstoffstahl?
• Die Rippen sind der Gasseite ausgesetzt, die zwar heiß ist, aber oft einen niedrigeren Druck und eine andere Temperatur als das Fluid im Inneren des T22-Rohrs aufweist. Kohlenstoffstahl bietet eine gute Balance aus:
• Kosten: Er ist viel günstiger als die T22-Legierung.

Verarbeitbarkeit: Er lässt sich leicht formen und in die geriffelte Rippenform wickeln.

Ausreichende Eigenschaften: Er hat eine ausreichende Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit für die gasseitige Temperatur in vielen Anwendungen. Wenn die Gasseite stark korrosiv ist, kann ein widerstandsfähigeres Rippenmaterial gewählt werden.

• 3. Hauptvorteile des ASME SA213 T22 geriffelten Rippenrohrs mit Rippen aus Kohlenstoffstahl
• Vorteile:
• Hohe Effizienz: Geriffelte Rippen sorgen für eine hervorragende Wärmeübertragung.
• Hochtemperaturfestigkeit: Das T22-Kernrohr hält hohem Innendruck und hohen Temperaturen stand.

Kostengünstig: Die Verwendung von Kohlenstoffstahl für die Rippen hält die Gesamtkosten niedrig, ohne die primäre drucktragende Funktion des Rohrs zu beeinträchtigen.

Robuste Konstruktion: Das L-Fuß-Rippenverfahren erzeugt eine starke, dauerhafte Verbindung, die beständig gegen thermische Zyklen und Vibrationen ist.

Die Anwendung des ASME SA213 T22 geriffelten Rippenrohrs mit Rippen aus Kohlenstoffstahl?

1. Dampferzeuger zur Wärmerückgewinnung (HRSGs)

Funktion: HRSGs sind die "Abwärmekessel", die sich hinter Gasturbinen in GuD-Kraftwerken befinden. Sie erfassen die Energie aus dem heißen Turbinenabgas, um Dampf zu erzeugen.

Warum hier verwendet: Das Gasturbinenabgas hat ein großes Volumen und einen relativ niedrigen Druck, ist aber sehr heiß. Das T22-Kernrohr ist stark genug, um den Hochdruckdampf zu bewältigen, während die ausgedehnten geriffelten Rippen aus Kohlenstoffstahl effizient Wärme aus dem großen Gasvolumen erfassen. Dies verbessert den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks drastisch.

2. Kessel (Wasserwand-, Economizer- und Kesselbankabschnitte)

Funktion: In kohle- oder biomassebefeuerten Kraftwerken werden diese Rohre in Abschnitten verwendet, in denen der Wärmestrom hoch, aber nicht am höchsten ist (wofür T91 oder Edelstähle verwendet werden könnten).

Warum hier verwendet: Das T22-Material bietet eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die korrosiven Verbindungen im Rauchgas (wie Schwefel) bei diesen Temperaturen. Die geriffelten Rippen maximieren die Wärmeaufnahme aus den Verbrennungsgasen und wandeln Wasser effektiver in Dampf um.

3. Überhitzer und Zwischenüberhitzer

Funktion: Dies sind kritische Abschnitte in einem Kessel, in denen gesättigter Dampf weiter erhitzt wird, um "überhitzten" (trockenen, energiereichen) Dampf zu erzeugen, was den Wirkungsgrad der Dampfturbine drastisch verbessert.

Warum hier verwendet: Dies ist einer der anspruchsvollsten Dienste.

T22-Kernrohr: Es hält dem hohen Innendruck des Dampfes und den hohen Metalltemperaturen (typischerweise bis zu ~565°C / 1050°F) stand, ohne zu kriechen (sich im Laufe der Zeit zu verformen).

Geriffelte Rippen: Sie übertragen effizient Wärme von den sehr heißen Rauchgasen auf den Dampf im Inneren. Die verbesserte Wärmeübertragung ist entscheidend, um die Ziel-Dampftemperatur zu erreichen.

4. Prozessheizer & Reformer (petrochemische und Raffinerie-Industrien)

Funktion: In Ölraffinerien und Chemiewerken sind Feuerungsheizer massive Öfen, die Prozessfluide (z. B. Rohöl, Wasserstoff) auf sehr hohe Temperaturen erhitzen, um chemische Reaktionen anzutreiben (z. B. in einem Dampf-Methan-Reformer).

Warum hier verwendet: Die Umgebung in diesen Öfen ist aggressiv, mit hohen Temperaturen und potenziell korrosiven Prozessströmen. Das T22-Rohr bietet die notwendige Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, während die Rippen eine effiziente und gleichmäßige Wärmeübertragung von den Ofenflammen auf das Prozessfluid im Inneren der Rohre gewährleisten.

5. Müllverbrennungs- und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen