Материалы U-образных труб и их промышленное применение

ЛучшееU-образная трубкаматериал не обязательно является самым прочным или наиболее устойчивым к коррозии. Это материал, который может выдерживать реальный химический состав жидкости, давление, температуру, изгибную деформацию и условия очистки при минимальных общих затратах в течение жизненного цикла.

Это различие имеет решающее значение. Труба может полностью соответствовать стандартам материалов для прямых труб, но при этом иметь такие проблемы, как чрезмерное утончение стенок, овальность, остаточное напряжение или преждевременная коррозия после U-образного изгиба.

АU-образная трубкане является отдельной маркой металла. Это теплообменник, конденсатор или котельная труба, имеющая U-образную форму. Таким образом, материал должен удовлетворять двум группам требований:

• Требования к эксплуатации оборудования.
• Производственные требования к процессу U-образной гибки.

Где используются U-образные трубы?

Трубы с U-образным изгибом чаще всего устанавливаются в кожухотрубных теплообменниках, конденсаторах, подогревателях питательной воды, охладителях, испарителях и технологическом нагревательном оборудовании.

Их непрерывная U-образная конструкция позволяет подключать оба конца трубы к одной и той же трубной решетке. Изогнутая секция также может компенсировать некоторое тепловое перемещение, что снижает необходимость во второй трубной решетке или отдельном устройстве расширения.

Типичные отрасли включают в себя:

• Производство электроэнергии
• Нефтепереработка и нефтехимия
• Производство химикатов и удобрений
• Морское и морское машиностроение
• Опреснение
• Обработка продуктов питания и напитков
• Фармацевтическое производство
• ОВиК и охлаждение
• Целлюлоза и бумага
• Рекуперация отходящего тепла

Основные материалы U-образных труб

1. Трубы U-образного изгиба из углеродистой стали.

Углеродистая сталь остается одним из наиболее экономичных вариантов для чистой воды, масла, конденсата пара и других относительно неагрессивных материалов.

ASTM A179 охватывает бесшовные холоднотянутые трубы из низкоуглеродистой стали для теплообменников, конденсаторов и аналогичного теплообменного оборудования. Спецификация охватывает трубки с наружным диаметром до 3 дюймов или 76,2 мм.

Типичные области применения включают в себя:

• Охладители смазочного масла
• Общие теплообменники для нефтеперерабатывающих заводов
• Конденсаторы
• Подогреватели питательной воды низкого давления
• Промышленные системы подогрева воды

U-образная труба из углеродистой стали часто является самым дешевым решением на этапе покупки. Однако его пригодность во многом зависит от содержания кислорода, химического состава воды, скорости потока, отложений и допуска коррозии.

Обычно это плохой выбор, если в процессе присутствуют неконтролируемые хлориды, кислотный конденсат, влажный сероводород или сильнокоррозионные химикаты.

2. Трубы U-образного изгиба из легированной стали.

Ферритные легированные стали выбираются, когда углеродистая сталь не обеспечивает достаточную жаропрочность или стойкость к окислению.

ASTM A213 охватывает бесшовные трубы из ферритных и аустенитных легированных сталей для котлов, пароперегревателей и теплообменников. К маркам с обозначением «H» предъявляются другие требования, направленные на обеспечение более высокой прочности при ползучести, чем к сопоставимым маркам, отличным от H.

Типичные области применения включают в себя:

• Подогреватели питательной воды высокого давления
• Экономайзеры котлов
• Пароперегреватели
• Технологические нагреватели для нефтеперерабатывающих заводов
• Высокотемпературные установки рекуперации отходящего тепла

При закупках U-образных труб из легированной стали не следует ориентироваться только на марку. Также необходимо учитывать радиус изгиба, уровень деформации, твердость и требования к термообработке после изгиба.

Материал, подходящий для прямой трубы котла, может потребовать контролируемого снятия напряжений или другой термической обработки после изгиба с малым радиусом.

3. Трубы U-образного изгиба из аустенитной нержавеющей стали.

Аустенитные нержавеющие стали, такие как 304L и 316L, широко используются, поскольку они сочетают в себе коррозионную стойкость, формуемость, свариваемость и характеристики чистой поверхности.

Бесшовные теплообменные трубы из нержавеющей стали могут поставляться в соответствии с ASTM A213, а сварные аустенитные трубы для котлов, конденсаторов и теплообменников могут поставляться в соответствии с ASTM A249. ASTM A249 специально охватывает сварные и холоднодеформированные сварные аустенитные трубы, предназначенные для котлов, пароперегревателей, теплообменников и конденсаторов.

Типичные области применения включают в себя:

• Теплообменники для пищевых продуктов и напитков
• Фармацевтическое технологическое оборудование
• Химические охладители
• Конденсаторы чистого пара
• Системы очистки воды
• Общие нефтехимические теплообменники

Однако 316L не следует автоматически называть «сортом для морской воды». Концентрация хлоридов, температура, отложения, уровень кислорода и условия остановки могут значительно увеличить риск точечной коррозии, щелевой коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением.

В случае с нефтеперерабатывающим заводом сообщалось о повторяющихся отказах трубок теплообменника из стали 316L в среде с высоким содержанием хлоридов и при высоких температурах, что демонстрирует, что привычная марка нержавеющей стали все еще может быть непригодной, если не принимать во внимание реальную химию процесса.

4.Дуплексные и супердуплексные трубы U-образного изгиба из нержавеющей стали

Дуплексные нержавеющие стали сочетают в себе высокую механическую прочность с улучшенной устойчивостью к хлоридной коррозии по сравнению со многими традиционными аустенитными марками.

Марка 2205 обычно используется для теплообменников, использующих хлоридсодержащую или слабоминерализованную охлаждающую воду. Супердуплексные марки из более высоких сплавов, такие как 2507, могут быть выбраны для более агрессивных хлоридных сред.

Типичные области применения включают в себя:

• Морские технологические охладители
• Теплообменники солоноватой воды
• Системы охлаждения морской водой
• Верхние конденсаторы нефтеперерабатывающих заводов
• Химическое технологическое оборудование
• Варочные котлы и испарители для целлюлозы и бумаги

Duplex — это не просто более прочная замена стали 316L. Его характеристики зависят от поддержания правильной аустенитно-ферритной структуры во время производства и любой последующей термообработки.

Для дуплексных изгибов холодной штамповки, работающих вблизи пределов коррозии материала, может быть рекомендовано решение после изгиба или резистивный отжиг.

5. Трубы U-образного изгиба из никелевого сплава.

Никелевые сплавы используются, когда нержавеющие стали и дуплексные марки не могут обеспечить достаточную стойкость к агрессивным кислотам, высокотемпературным хлоридам, сульфидам или смешанным химическим средам.

ASTM B163 охватывает бесшовные трубы из никеля и никелевых сплавов, предназначенные для эксплуатации в конденсаторах и теплообменниках.

Типичные области применения включают в себя:

• Верхние конденсаторы нефтеперерабатывающих заводов
• Теплообменники для кислого обслуживания
• Переработка серной и фосфорной кислоты
• Химические реакторы и охладители
• Высокотемпературное обслуживание хлоридов
• Оборудование для производства удобрений

Фраза «никелевый сплав» слишком широка для спецификации покупки. Сплав 400, Сплав 600, Сплав 625 и Сплав 825 могут вести себя по-разному в восстановительных кислотах, окисляющих кислотах, хлоридах и серосодержащих средах.

Поэтому правильный выбор должен основываться на:

• Химический состав технологической жидкости
• Загрязняющие вещества
• Температура
• Концентрация
• Состояние потока
• Ожидаемые депозиты
• Чистящие химикаты
• Экспозиция при отключении

6. Титановые U-образные трубы.

Титан часто выбирают для систем охлаждения с морской водой, рассолом и хлоридами, где длительный срок службы может оправдать более высокие первоначальные затраты на материал.

ASTM B338 охватывает бесшовные и сварные трубы из титанового сплава для поверхностных конденсаторов, испарителей и теплообменников.

Типичные области применения включают в себя:

• Конденсаторы морской воды
• Опреснительные установки
• Морские системы охлаждения
• Поверхностные конденсаторы электростанций
• Хлор-щелочное оборудование
• Охладители рассола
• Судовые теплообменники

Выбор титана должен включать полную конструкцию теплообменника. Следует учитывать совместимость труб с трубными решетками, гальваническую коррозию, метод расширения, сварку уплотнений и водно-химический режим. Титановые трубки, используемые с трубными решетками из разных материалов, могут потребовать особых мер предосторожности от гальванической коррозии.

7.Медные и медно-никелевые U-образные трубы

Медные сплавы обладают хорошей теплопроводностью и имеют долгую историю применения в конденсаторах, испарителях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и морском охлаждении.

ASTM B111 охватывает бесшовные трубы из меди и медных сплавов для конденсаторов, испарителей и теплообменников. ASTM B395 специально предназначен для бесшовных теплообменников и конденсаторных трубок из меди и медных сплавов с U-образными изгибами.

Типичные области применения включают в себя:

• Морские конденсаторы
• Чиллеры HVAC
• Холодильные испарители
• Кулеры для воды
• Судовые теплообменники
• Вспомогательные конденсаторы силовой установки

Torich Group помогает клиентам оценить материалы, размеры, радиусы изгиба U-образных труб, условия термообработки, требования к проверке и документацию перед производством.

Отправьте нам свой:

• Марка материала или рабочая среда
• Внешний диаметр трубы и толщина стенки
• Радиус изгиба и длина опоры
• Количество
• Применимый стандарт
• Требования к проверке и сертификации

Свяжитесь с Torich Group, чтобы разработать решение для труб U-образного изгиба, основанное на реальных условиях вашего оборудования, а не просто на каталожном уровне.