Как правильно выбрать шипованные трубы для систем теплообменников

АШипованная трубкаПредставляет собой теплообменную трубу с металлическими шпильками, приваренными к внешней поверхности стальной трубы. Шпильки увеличивают площадь внешней теплопередачи, сохраняя при этом отличную механическую прочность, что делает шипованные трубы широко используемыми при высоких температурах.Промышленные применения теплообмена. Нефтеперерабатывающие заводы, работающие обогреватели, котлы для отработанного тепла и нефтехимические заводы все чаще используют шипованные трубы. Обычные голые трубки борются с ограничениями теплопередачи на стороне газа. Шипованные трубы решают эту проблему, создавая турбулентные модели потоков, которые нарушают пограничный слой, обеспечивая значительно более высокую теплообменную способность. Они также справляются с грязными газовыми потоками, механическими нагрузками и высокими температурами лучше, чем большинство альтернатив. В этом руководстве рассматривается, что такое шипованные трубы, как они работают, их структурные особенности, области применения и как выбрать правильный.

Что такое шипованная трубка?

Шипованная трубка-также вызванная трубой nailhead или трубкой штыря-состоит из низкопробной трубки с шипами металла сваренными на внешнюю поверхность в точном образе. Базовая труба обычно бесшовная или сварная углеродистая сталь, легированная сталь или нержавеющая сталь. Общие материалы включают АСТМ А106 Гр. Б, АСТМ А179/А192, АСТМ А335 П5/П9/П11/П22/П91, и АСТМ А312 ТП304/316Л. Металлические шпильки (штифты) свариваются с помощью автоматической контактной сварки. Электрический ток проходит в точке контакта, генерируя сопротивление тепла, которое кует шпильку к трубке-внешний источник тепла не требуется. Это создает прочную металлургическую связь, способную выдерживать высокие температуры и механические нагрузки. Шпильки расположены в виде квадратных или шестиугольных узоров. Типичный диаметр шпильки от 6 до 12,5 мм; высота шпильки от 10 до 35 мм; продольный шаг от 8 до 30 мм. Плотность шпильки обычно составляет от 120 до 400 шпильок на квадратный метр.

Как работает шипованная трубка?

Принцип работы очень прост. В обычной голой трубе горячий дымовой газ течет по поверхности. Газ образует стационарный пограничный слой, который действует как изоляция, ограничивая теплопередачу. Шпильки разрушают этот пограничный слой, создавая турбулентность, которая приближает горячий газ к стенке трубы. В то же время шпильки увеличивают площадь внешней поверхности-обычно на 200-400% в зависимости от плотности шпильки и конфигурации. Больше площади поверхности означает больше теплопередачи. В результате эффективность теплообмена в 2-3 раза выше, чем у голой трубы. Шпильки также выполняют еще одну важную функцию: они действуют как анкеры для огнеупорного литьевого материала, защищая базовую трубу от экстремальной жары и агрессивных побочных продуктов сгорания. В нашем опыте поставляя шипованные трубки для проектов рафинадного завода и боилера, они выполняют особенно хорошо в применениях включая высокие температуры газообразного отхода и истирательные эксплуатационные условия. Механическая прочность сварных шпилек означает, что они выдерживают там, где оребренные трубы согнутся, разрушатся или нарушатся.

Основные структурные особенности

Высокая поверхность передачи тепла

Шпильки умножают площадь внешней поверхности в 2-3 раза по сравнению с оголенной трубкой. Это напрямую приводит к более высокой тепловой эффективности без увеличения занимаемой площади оборудования.

Сильная сваренная структура

Сварка сопротивлением создает сварку кузницы на каждом интерфейсе стержень-к-трубки. Эта металлургическая связь обрабатывает термоциклирование без ослабления. Шипованные трубки среди механически самых сильных дизайнов расширенн-поверхности доступных.

Превосходное сопротивление носки

В отличие от тонких оребренных труб, которые разрушаются в высокоскоростных газовых потоках с частицами, шипованные трубы имеют толстые поперечные сечения, которые устойчивы к истиранию. Это делает их соответствующими для грязных окружающих сред газообразного отхода где ребра носили бы до конца быстро.

Возможность высокой температуры

Низкопробные материалы трубки как АСТМ А335 П91 и ранги нержавеющей стали регулируются температуры обслуживания до 650 ° К и за пределами. Сами шпильки могут быть изготовлены из соответствующих сплавов или коррозионно-стойких материалов.

Типичные применения

Промышленность	Применение
НПЗ	Необработанные обогреватели, подогреватели, подогреватели
Нефтехимическая	Технологические нагреватели, конвекционные камеры, крекинговые печи
Котла отходов тепла	Восстановление тепла от промышленных печей и газовых турбин
Электростанции	Экономайзеры, парогреватели, котлы CFB
Инсинератор	Заводы по переработке отходов в энергию, водные стены
Цементный завод	Утилизация тепла отработанных газов

Шипованная труба vs ребристые трубы

Особенность	Шипованная трубка	Ребристые трубы
Передача тепла	2-3 × неизолированная трубка	Более высокий коэффициент площади поверхности
Механическая прочность	Отлично	Умеренно-плавники легко гнутся
Предел температуры	До 650 ° C	Ограничено креплением плавником
Сопротивление истиранию	Отлично	Плохо-плавники подрывают
Очистка	Выдерживает агрессивную чистку	Риск повреждения-хрупкие
Лучшее для	Грязный газ, высокая температура, коррозия	Чистый газ, умеренная температура

Правило:Если поток газа чистый, ребристые трубы предлагают более высокую эффективность. Если газ грязный, горячий или коррозионный-выбирайте шипованные трубки.

Как правильно выбрать шипованные трубки

Выбор зависит от условий эксплуатации:

• Материал базовой трубы-углеродистая сталь для общего обслуживания; легированная сталь (P5, P9, P11, P22, P91) для высоких температур; нержавеющая сталь (304, 316, 321) для коррозии
• Размер трубы-OD обычно 38-219 мм, толщина стенки 4-20 мм
• Материал стержня-углеродистая сталь Q235B, нержавеющая сталь 410 или сплав, соответствующий базовой трубе
• Плотность и рисунок стержня-более высокая плотность = больше теплопередачи, но также более высокий перепад давления
• Температура и давление-материалы соответствуют пределам обслуживания
• Окружающая среда корозии-используйте стержни 316L или сплава 625 для выдержки серы или хлорида

Применимые стандарты включают АСТМ А179, АСТМ А192, АСТМ А210, АСТМ А213, АСМЭ СА179, и АСМЭ СА213.

Контроль качества во время производства

Каждая шипованная трубка должна пройти строгие проверки качества:

• Материальный осмотр-проверите низкопробные сертификаты трубки и стержня материальные с номерами жары
• Заварка сопротивления заварки стержня контролируемая ПЛК обеспечивает последовательное качество сварки
• Габаритный осмотр-проверьте высоту шпильки, шаг, рисунок и размеры трубы
• НК-неразрушающий контроль, как указано
• Гидростатическое испытание-испытание давлением согласно применимому коду
• PMI-Положительная идентификация материала для проверки сплава
• Сертификат испытаний MTC - Mill с полной прослеживаемостью

От нашего опыта производства, самый общий качественный вопрос с шипованными трубками нет сварки-это непоследовательное дистанционирование стержня которое создает горячие точки. Габаритный контроль во время производства улавливает это до того, как трубы покинут цех.

Зачем работать с опытным производителем?

Опытный изготовитель обеспечивает инженерную поддержку для материального оптимизирования конфигурации выбора и стержня, возможностей ОЭМ для изготовленных на заказ картин, поставки проекта для крупных заказов, полной документации осмотра, и снабжения экспорта с свойственной упаковкой.Хунань большой стальной трубы Co., Ltd.Поставляет шипованные трубы для нефтеперерабатывающих, нефтехимических, энергетических и рекуперационных проектов по всему миру. От материального выбора и изготовленного на заказ изготовления к осмотру, документации, и международной доставке-мы поставляем шипованные трубки которые выполняют в самых жестких условиях.

Часто задаваемые вопросы

Q1: Какова цель шипованных труб?
A1: Увеличить площадь поверхности теплопередачи и создать турбулентность в потоке дымовых газов, улучшая тепловую эффективность в высокотемпературных промышленных применениях.
Q2: В чем разница между шипованными трубками и ребристыми трубками?
А2: Шипованные трубки имеют толстые, сваренные стержни которые сопротивляются ссадине и механическим повреждениям. Ребристые трубы имеют тонкие, прикрепленные ребра которые предлагают более высокую поверхностную область но хрупки в грязных газовых потоках.
Q3: Где используются шипованные трубки?
A3: нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимические заводы, котлы для отработанного тепла, экономайзеры электростанций, мусоросжигатели и котлы CFB.
Q4: Какие материалы доступны для шипованных труб?
A4: Базовая труба: углеродистая сталь (A106 Gr.B, A179, A192), легированная сталь (P5, P9, P11, P22, P91), нержавеющая сталь (304, 316, 321, 347). Шпильки: углеродистая сталь, нержавеющая сталь 410, 304, 316, 321, сплав 625.