การใช้งานของ A335 P22 Solid FIN TUBE ในอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความร้อนสูง, ความดันสูง และเกรดสูง

ภาพรวม

A335 P22 HFW FIN TUBE เป็นส่วนประกอบถ่ายเทความร้อนประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาวะการทำงานที่รุนแรงซึ่งเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูง ความดันสูง และสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมที่สำคัญ เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า ปิโตรเคมี และการแปรรูปทางเคมี ผลิตภัณฑ์นี้ใช้วัสดุฐานเป็นเหล็กทนความร้อนโลหะผสมต่ำ P22 (2.25Cr-1Mo) ซึ่งให้ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม ทนทานต่อการคืบคลานได้ดีเยี่ยม และทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดี สามารถทำงานได้อย่างเสถียรเป็นระยะเวลานานที่อุณหภูมิการใช้งานสูงถึง 580 °C และแรงดันระบบเกิน 9.8 MPa ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานถ่ายเทความร้อนที่อุณหภูมิสูง เช่น ซุปเปอร์ฮีตเตอร์และรีฮีตเตอร์ในหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้า หน่วยไฮโดรทรีตติ้งในโรงกลั่น และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในกระบวนการผลิตในโรงงานเคมี

คำว่า "A335 P22 HFW FIN TUBE" โดยทั่วไปหมายถึงท่อครีบที่ท่อฐานตรงตามข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลของ ASTM A335 เกรด P22 ซึ่งผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการเชื่อมความถี่สูง (HFW) ด้วยการใช้ครีบเกลียวบนพื้นผิวด้านนอกของท่อฐาน P22 พื้นที่ถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนระหว่างท่อกับอากาศหรือตัวกลางระบายความร้อนอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระบายความร้อนด้วยอากาศ (ACHE) ระบบกู้คืนความร้อนเหลือทิ้ง (HRSG) และอุปกรณ์ประหยัดพลังงานอื่นๆ ที่จำเป็นต้องมีการออกแบบที่กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพสูง

ผลิตภัณฑ์นี้ผสมผสานความน่าเชื่อถือของโครงสร้างของเหล็กโลหะผสม P22 เข้ากับความสามารถในการกระจายความร้อนที่เพิ่มขึ้นของท่อครีบ ในขณะที่ใช้ประโยชน์จากกระบวนการผลิต HFW เพื่อให้ได้การผลิตที่คุ้มค่าและมีความแม่นยำของมิติที่สม่ำเสมอ ด้วยการอุ่นล่วงหน้าและการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) ที่เหมาะสม รอยเชื่อมจะแสดงคุณสมบัติทางกลที่เสถียร ซึ่งตรงตามข้อกำหนดสำหรับการติดตั้งในสถานที่และการบำรุงรักษาภาคสนาม ด้วยความทนทานต่อการกัดกร่อนที่โดดเด่น อายุการใช้งานที่ยาวนาน และการปรับตัวที่กว้างในด้านขนาดและการกำหนดค่า A335 P22 HFW FIN TUBE ได้กลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในอุตสาหกรรมหนักสมัยใหม่—รับประกันการทำงานที่ปลอดภัย เชื่อถือได้ และมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะการใช้งานที่รุนแรง และสนับสนุนการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของระบบพลังงานที่มีพารามิเตอร์สูงและมีประสิทธิภาพสูง

องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติหลัก

เหล็ก A335 P22 เป็นเหล็กโลหะผสมเฟอร์ริติกโครเมียม-โมลิบดีนัม (Cr-Mo) ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง องค์ประกอบทางเคมีหลักตามที่ระบุโดย ASTM A335 คือ:

• โครเมียม (Cr): 1.90% – 2.60%
• โมลิบดีนัม (Mo): 0.87% – 1.13%

อัตราส่วนโลหะผสมเฉพาะนี้—ประมาณ 2.25% Cr และ 1% Mo—ทำให้วัสดุมีประสิทธิภาพโดยรวมที่ยอดเยี่ยม:

• ทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม: โครเมียมช่วยเพิ่มความสามารถของเหล็กในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงอย่างมีนัยสำคัญ อุณหภูมิการทำงานที่ออกแบบของเหล็ก P22 สูงถึง 580 °C ทำให้สามารถรักษาเสถียรภาพในระยะยาวในการสัมผัสกับไอน้ำแรงดันสูงและก๊าซร้อนได้อย่างต่อเนื่อง
• ความแข็งแรงสูงและความต้านทานการคืบคลาน: การเติมโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุและความต้านทานต่อการแตกหักจากการคืบคลานที่อุณหภูมิสูง การคืบคลานหมายถึงการเสียรูปพลาสติกอย่างช้าๆ ภายใต้ความเครียดที่ยั่งยืน เหล็ก P22 ต้านทานปรากฏการณ์นี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้แรงดันภายในสูง (≥9.8 MPa)
• ความเหนียวและความเหนียวในระยะยาวที่ดี: แม้ภายใต้การใช้งานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน วัสดุยังคงรักษาความเหนียวและความเหนียวไว้ได้เพียงพอเพื่อป้องกันการแตกหักแบบเปราะ ทำให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน
• การเชื่อมที่ดีเยี่ยม: เมื่อปฏิบัติตามขั้นตอนการอุ่นล่วงหน้าและการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) ที่เหมาะสม เหล็ก P22 จะแสดงการเชื่อมได้ยอมรับได้ ซึ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตและการซ่อมแซมภาคสนาม

ข้อดีของกระบวนการผลิต

การรวมครีบเกลียวเข้ากับพื้นผิวด้านนอกของท่อฐาน P22 เป็นหลักการสำคัญในการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่—เทคนิคที่มีรากฐานมาจากความร่วมมือของทฤษฎีการถ่ายเทความร้อน วิทยาศาสตร์วัสดุ และการผลิตขั้นสูง

จากมุมมองพื้นฐาน อัตราการถ่ายเทความร้อนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นที่ผิว ในท่อธรรมดาแบบเดิม (ไม่มีครีบ) ความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านการพาความร้อนระหว่างผนังท่อกับของเหลวภายนอก เช่น อากาศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าการนำความร้อนของก๊าซต่ำโดยธรรมชาติ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนจึงต่ำมาก ทำให้เกิดปัญหาคอขวดหลัก เพื่อเอาชนะปัญหานี้ วิศวกรจึงใช้ พื้นผิวที่ขยาย เทคนิคโดยการเพิ่มครีบ ครีบเกลียวจะพันรอบท่อโลหะผสม P22 ในลักษณะเกลียว เปลี่ยนพื้นผิวทรงกระบอกเรียบให้เป็นโครงสร้างที่ขยายออกไปพร้อมกับครีบโลหะจำนวนมาก ซึ่งสามารถเพิ่มพื้นที่ผิวภายนอกต่อหน่วยความยาวได้หลายเท่า—สูงถึง 8–10 เท่าหรือมากกว่า ตัวอย่างเช่น ท่อฐาน OD ขนาด 25 mm ที่ติดตั้งครีบสูง 12 mm เว้นระยะห่าง 2.5 mm จะได้พื้นที่ถ่ายเทความร้อนที่ขยายออกไปอย่างมาก

นอกเหนือจากการเพิ่มพื้นที่แล้ว ครีบยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์อีกด้วย รูปทรงเรขาคณิตแบบเกลียวจะรบกวนการไหลเวียนของอากาศผ่านชุดท่อ ทำลายชั้นขอบเขตความร้อน และเพิ่มความปั่นป่วน ซึ่งจะช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน นอกจากนี้ ช่องว่างระหว่างครีบยังนำทางกระแสลมอย่างสม่ำเสมอ ลดโซนตายและปรับปรุงการกระจายความร้อน การถ่ายเทความร้อนที่เข้มข้นนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระบายความร้อนด้วยอากาศ (ACHE) หม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้ง (HRSG) และระบบระบายความร้อนก๊าซไอเสีย ซึ่งช่วยให้มีความจุความร้อนสูงขึ้นในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดมากขึ้น—ลดทั้งพื้นที่และต้นทุนทุน

นอกจากนี้ การใช้เหล็ก P22 เป็นท่อฐานยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของโครงสร้างภายใต้สภาวะที่รุนแรง P22 (2.25Cr-1Mo) ให้ความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชัน การคืบคลาน และการโจมตีด้วยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม ทำให้สามารถใช้งานในระยะยาวได้อย่างน่าเชื่อถือต่ำกว่า 580 °C โดยไม่มีการเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญ แม้ภายใต้สภาวะความเครียดที่ซับซ้อนซึ่งเกิดจากเกรเดียนท์ความร้อนที่รากครีบ ท่อ P22 ยังให้การรองรับที่แข็งแกร่งและความสมบูรณ์ของการซีล

สุดท้าย ครีบเกลียวจะถูกยึดติดกับท่อฐานอย่างแน่นหนาโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเชื่อมความถี่สูง (HFW)การเชื่อมแบบสอด หรือการพันแบบแรงดึงเชิงกล เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการยึดติดทางโลหะวิทยาที่แข็งแรง ลดความต้านทานการสัมผัสทางความร้อน และรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างระหว่างการทำงานในระยะยาว การยึดติดคุณภาพสูงช่วยให้ความร้อนถูกนำจากตัวกลางที่มีอุณหภูมิสูงภายในท่อ ผ่านผนัง เข้าไปในครีบ และกระจายออกไปในอากาศเย็นโดยรอบอย่างรวดเร็ว—ทำให้ได้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สูง

พื้นที่ใช้งาน

ด้วยลักษณะที่เหนือกว่าเหล่านี้ ท่อครีบ A335 P22 จึงถูกนำมาใช้เป็นหลักในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่ต้องการการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง:

• อุตสาหกรรมพลังงาน (การใช้งานหลัก):

  • หม้อไอน้ำสาธารณูปโภค: ใช้เป็นท่อซุปเปอร์ฮีตเตอร์ ท่อรีฮีตเตอร์ และท่อไอน้ำหลัก—ส่วนประกอบที่สัมผัสกับไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงโดยตรง ซึ่งประสิทธิภาพเชิงความร้อนและเชิงกลของ P22 มีความสำคัญอย่างยิ่ง
  • โรงไฟฟ้านิวเคลียร์: ใช้ในระบบความร้อนภายในทั้งเกาะนิวเคลียร์และเกาะทั่วไป เช่น เครื่องกำเนิดไอน้ำและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งความปลอดภัยของวัสดุและความน่าเชื่อถือในระยะยาวมีความสำคัญสูงสุด

• อุตสาหกรรมปิโตรเคมี:

  • โรงกลั่น: ใช้ในอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิสูงสำหรับการแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยาของเหลว (FCC) หน่วยไฮโดรดีซัลเฟอไรเซชัน (HDS) และไฮโดรแคร็กกิ้ง
  • โรงงานเคมี: ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในกระบวนการผลิต และท่อส่งไอน้ำหรือก๊าซแรงดันสูง

• อุตสาหกรรมหนักอื่นๆ:

  • การต่อเรือ: ใช้ในระบบหม้อไอน้ำหลักและเสริม และท่ออุณหภูมิสูงบนเรือเดินทะเล
  • โลหะวิทยา: ใช้ในเตาหลอมระเบิด ระบบลมร้อน และหน่วยกู้คืนความร้อนเหลือทิ้งที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

ข้อดีหลัก

เมื่อท่อเหล็กไร้รอยต่อ A335 P22 ถูกผลิตเป็นท่อครีบ ข้อดีโดยธรรมชาติจะถูกขยายเพิ่มเติม:

• การถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง: ครีบช่วยขยายพื้นที่ผิวภายนอกอย่างมาก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศหรือสารหล่อเย็นที่เป็นก๊าซอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้ทำให้เป็นส่วนประกอบหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระบายความร้อนด้วยอากาศ
• ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยสูง: การใช้ท่อฐานแบบไร้รอยต่อช่วยขจัดจุดอ่อนที่อาจเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับรอยเชื่อมตามยาว ส่งผลให้มีความสมบูรณ์ของโครงสร้างมากขึ้นภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง—โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่ไวต่อการรั่วไหล
• อายุการใช้งานยาวนาน: เนื่องจากทนทานต่อการเกิดออกซิเดชัน การคืบคลาน และการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม ท่อครีบ P22 จึงมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นแม้ภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง ลดความถี่ในการบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยน
• การใช้งานที่กว้างขวาง: มีให้เลือกหลายขนาด (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 60.3 mm ถึงกว่า 765 mm) ท่อสามารถปรับแต่งได้เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดทางวิศวกรรมและการกำหนดค่าอุปกรณ์ที่หลากหลาย