ASTM A106 Gr.B لوله های فلزی جامد با فلز 11-13Cr برای دیگ های بازیابی گرما

لوله پره دار جامد ASTM A106 Gr.B با پره های 11-13Cr برای دیگ های بازیابی حرارت اتلافی

لوله پره دار جامد HFW ASTM A106 Gr.B با پره های 11-13Cr یک جزء انتقال حرارت مستحکم و مهندسی شده است که از یک بدنه فولادی کربنی برای استحکام فشار استفاده می کند و پره های آلیاژ کروم را در مکان هایی که مقاومت در برابر حرارت و خوردگی شدید مورد نیاز است، قرار می دهد و تعادل بهینه ای از عملکرد و هزینه را برای کاربردهای صنعتی پر تقاضا ارائه می دهد. این لوله برای سرویس دهی شدید در محیط های با دمای بالا و خورنده، که معمولاً در سیستم های بازیابی حرارت (به عنوان مثال، دیگ های بازیابی حرارت اتلافی - WHRB) و نیروگاه ها یافت می شود، طراحی شده است.

در اینجا برخی از تجزیه و تحلیل های دقیق آورده شده است:

1. لوله پایه: لوله بدون درز ASTM A106 GR.B

(1). ترکیب شیمیایی (آنالیز حرارتی، %)

این ترکیب برای سرویس دهی در دمای بالا طراحی شده است، با محدودیت هایی در کربن، منگنز و سایر عناصر برای اطمینان از قابلیت جوشکاری، استحکام و مقاومت در برابر خزش.

(2). خواص مکانیکی

اینها حداقل خواص تضمین شده از یک آزمایش کشش بر روی لوله تمام شده هستند.

2. طراحی پره ها

(1) نوع پره: پره های جامد HFW

• جوشکاری با فرکانس بالا:این فرآیندی است که برای اتصال پره ها به لوله پایه استفاده می شود. یک جریان الکتریکی با فرکانس بالا برای گرم کردن دقیق نوار پره و سطح لوله استفاده می شود و سپس فشار برای جوشکاری آنها به هم اعمال می شود. این یک پیوند متالورژیکی قوی با حداقل ناحیه تحت تأثیر حرارت ایجاد می کند.
• پره های جامد: پره ها از یک نوار جامد فلزی (در این مورد، فولاد 11-13٪ کروم) بریده می شوند و سپس به طور مداوم در امتداد پایه خود به لوله جوش داده می شوند. آنها قطعات جداگانه ای نیستند که به صورت مکانیکی متصل شده باشند (مانند پره های "L" یا "G"). این طراحی راندمان انتقال حرارت عالی و یکپارچگی ساختاری را ارائه می دهد.

(2) جنس پره: 11-13Cr

11-13٪ کروم یک آلیاژ فولاد ضد زنگ مارتنزیتی است (شبیه به گریدهایی مانند AISI 410, 420).

چرا برای پره ها استفاده می شود:

• مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا: در دماهای بالایی که نوک پره ها کار می کنند (اغلب 600 درجه سانتیگراد - 750 درجه سانتیگراد+)، پره های فولادی کربنی ساده به سرعت اکسید می شوند (پوسته پوسته می شوند) و تخریب می شوند. کروم یک لایه اکسید محافظ (Cr₂O₃) تشکیل می دهد که اکسیداسیون بیشتر را به شدت کند می کند.
• مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت خوبی در برابر گازهای گوگردی (به عنوان مثال، از گاز دودکش) و سایر عناصر خورنده موجود در جریان های اگزوز ایجاد می کند.
• استحکام در دما: استحکام بالاتری نسبت به فولاد کربنی در دماهای بالا حفظ می کند.

3. چرا از این ترکیب استفاده می شود؟ (هزینه در مقابل عملکرد)

این یک راه حل بهینه شده از نظر هزینه و با عملکرد بالا است:

• لوله پایه (A106 Gr.B): فولاد کربنی نسبتاً ارزان است و برای نگهداری آب/بخار با فشار بالا در داخل لوله کاملاً مناسب است. دمای سیال داخلی کمتر از دمای گاز دودکش خارجی است.
• پره ها (11-13Cr): پره ها در معرض تهاجمی ترین شرایط قرار دارند - گاز دودکش داغ و خورنده. استفاده از آلیاژ گران قیمت فقط در جایی که کاملاً مورد نیاز است (پره ها) به جای ساخت کل لوله از آلیاژ جامد (به عنوان مثال، ASTM A213 T11) باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه مواد می شود و در عین حال عمر سرویس مورد نیاز را ارائه می دهد.

کاربرد اصلی: بازیابی حرارت اتلافی در دمای بالا

این جزء یک بلوک ساختمانی اصلی در ژنراتورهای بخار بازیابی حرارت (HRSG) و دیگ های بازیابی حرارت اتلافی (WHRB) است که در معرض گازهای دودکش تهاجمی قرار دارند. پره های 11-13Cr کلید باز کردن این کاربردهای چالش برانگیز هستند.

نصب های معمولی:

1. مجاری اگزوز توربین گازی (HRSG): در نیروگاه های سیکل ترکیبی، اگزوز توربین های گازی بسیار داغ (500-600 درجه سانتیگراد+) است و هنوز اکسیژن قابل توجهی دارد. پره های 11-13Cr در برابر اکسیداسیون ("پوسته پوسته شدن") در این محیط با اکسیژن بالا مقاومت می کنند.

• هیترهای فرآیند و دودکش های کوره: در پالایشگاه ها و کارخانه های پتروشیمی، هیترهایی که نفت کوره یا گاز را می سوزانند، اگزوز حاوی ترکیبات گوگرد (SOx) تولید می کنند. هنگامی که دمای فلز لوله به زیر نقطه شبنم اسید می رسد، اسید سولفوریک می تواند متراکم شود. کروم موجود در پره ها مقاومت بسیار بهتری در برابر این خوردگی در دمای پایین در مقایسه با پره های فولادی کربنی ایجاد می کند.
• خنک کننده های گاز سنتز و دیگ های حرارت اتلافی فرآیند شیمیایی: در گازسازی زغال سنگ یا فرآیندهای شیمیایی خاص، گاز سنتز ("گاز سنتز") می تواند بسیار خورنده باشد. پره های آلیاژی عمر دسته لوله را افزایش می دهند.
• دیگ های زیست توده و زباله به انرژی: گازهای دودکش حاصل از سوزاندن زیست توده یا زباله های شهری حاوی ترکیبات کلر (HCl) و سایر عناصر خورنده هستند. پره های 11-13Cr سطح محافظت حیاتی در برابر خوردگی ناشی از کلرید را ارائه می دهند.

سایر برنامه ها:

1. اکونومایزرها و مبدل های حرارتی در نیروگاه های زغال سنگ یا زیست توده.

2. هیترهای مشتعل و هیترهای فرآیند.