Materiały rurowe typu U-bend i ich zastosowanie przemysłowe

NajlepszeRurka w kształcie litery Umateriał niekoniecznie jest najmocniejszą lub najbardziej odporną na korozję opcją. Jest to materiał, który wytrzymuje rzeczywiste warunki chemiczne cieczy, ciśnienie, temperaturę, naprężenia zginające i warunki czyszczenia przy najniższym całkowitym koszcie cyklu życia.

To rozróżnienie jest kluczowe. Rura może w pełni odpowiadać normom materiałowym dla rur prostych, lecz nadal wykazywać problemy, takie jak nadmierne pocienienie ścianek, owalność, naprężenia szczątkowe lub przedwczesna korozja po zgięciu w kształcie litery U.

ARurka w kształcie litery Unie jest oddzielnym gatunkiem metalu. Jest to wymiennik ciepła, skraplacz lub rura kotła uformowana w kształcie litery U. Materiał musi zatem spełniać dwa zestawy wymagań:

• Wymagania eksploatacyjne sprzętu.
• Wymagania produkcyjne procesu gięcia w kształcie litery U.

Gdzie stosuje się rury typu U-bend?

Rury typu U-gięte są najczęściej instalowane w płaszczowo-rurowych wymiennikach ciepła, skraplaczach, podgrzewaczach wody zasilającej, chłodnicach, parownikach i urządzeniach do ogrzewania procesowego.

Ich ciągła konstrukcja w kształcie litery U umożliwia połączenie obu końców rury z tym samym arkuszem sitowym. Zakrzywiona sekcja może również uwzględniać pewne ruchy termiczne, zmniejszając potrzebę stosowania drugiego arkusza sitowego lub oddzielnego układu rozszerzającego.

Typowe branże obejmują:

• Wytwarzanie energii
• Rafinacja ropy naftowej i przetwórstwo petrochemiczne
• Produkcja chemikaliów i nawozów
• Inżynieria morska i offshore
• Odsolenie
• Przetwarzanie żywności i napojów
• Produkcja farmaceutyczna
• HVAC i chłodnictwo
• Pulpa i papier
• Odzysk ciepła odpadowego

Główne materiały na rury typu U-bend

1. Rury kolankowe ze stali węglowej

Stal węglowa pozostaje jedną z najbardziej ekonomicznych opcji w przypadku czystej wody, oleju, kondensatu pary i innych stosunkowo niekorozyjnych mediów.

ASTM A179 obejmuje bezszwowe, ciągnione na zimno rury ze stali niskowęglowej do wymienników ciepła, skraplaczy i podobnego sprzętu do wymiany ciepła. Specyfikacja obejmuje rury o średnicy zewnętrznej do 3 cali, czyli 76,2 mm.

Typowe zastosowania obejmują:

• Chłodnice oleju smarowego
• Ogólne rafineryjne wymienniki ciepła
• Kondensatory
• Niskociśnieniowe podgrzewacze wody zasilającej
• Przemysłowe systemy podgrzewania wody

Rura typu U-gięta ze stali węglowej jest często najtańszym rozwiązaniem na etapie zakupu. Jednakże jego przydatność zależy w dużym stopniu od zawartości tlenu, składu chemicznego wody, prędkości przepływu, osadów i naddatku na korozję.

Zwykle jest to zły wybór, gdy proces zawiera niekontrolowane chlorki, kwaśny kondensat, wilgotny siarkowodór lub silnie żrące chemikalia.

2. Rury ze stali stopowej typu U-bench

Ferrytyczne stale stopowe wybiera się, gdy stal węglowa nie zapewnia wystarczającej wytrzymałości w podwyższonej temperaturze lub odporności na utlenianie.

ASTM A213 obejmuje bezszwowe rury ze stali stopowej ferrytycznej i austenitycznej do kotłów, przegrzewaczy i wymienników ciepła. Gatunki z oznaczeniem „H” mają inne wymagania mające na celu zapewnienie wyższej wytrzymałości na pełzanie niż porównywalne gatunki inne niż H.

Typowe zastosowania obejmują:

• Wysokociśnieniowe podgrzewacze wody zasilającej
• Ekonomizery kotłowe
• Przegrzewacze
• Rafineryjne podgrzewacze procesowe
• Wysokotemperaturowe jednostki odzysku ciepła odpadowego

W przypadku rur kolankowych ze stali stopowej zakupy nie powinny skupiać się wyłącznie na gatunku. Należy również sprawdzić promień zgięcia, poziom odkształcenia, twardość i wymagania dotyczące obróbki cieplnej po zgięciu.

Materiał odpowiedni na prostą rurę kotłową może wymagać kontrolowanego odprężania lub innej obróbki cieplnej po zgięciu o małym promieniu.

3. Rury z austenitycznej stali nierdzewnej typu U

Austenityczne stale nierdzewne, takie jak 304L i 316L, są szeroko stosowane, ponieważ łączą w sobie odporność na korozję, odkształcalność, spawalność i czystość powierzchni.

Bezszwowe rury wymienników ciepła ze stali nierdzewnej mogą być dostarczane zgodnie z normą ASTM A213, natomiast spawane austenityczne rury kotła, skraplacza i wymiennika ciepła mogą być dostarczane zgodnie z normą ASTM A249. ASTM A249 obejmuje w szczególności spawane i mocno obrobione na zimno spawane rury austenityczne przeznaczone do kotłów, przegrzewaczy, wymienników ciepła i skraplaczy.

Typowe zastosowania obejmują:

• Wymienniki ciepła do żywności i napojów
• Sprzęt do procesów farmaceutycznych
• Chłodnice chemiczne
• Skraplacze pary czystej
• Systemy uzdatniania wody
• Ogólne petrochemiczne wymienniki ciepła

Jednakże 316L nie powinien być automatycznie opisywany jako „gatunek wody morskiej”. Stężenie chlorków, temperatura, osady, poziom tlenu i warunki przestoju mogą znacznie zwiększyć ryzyko wżerów, korozji szczelinowej i pęknięć spowodowanych korozją naprężeniową.

W pewnym przypadku rafinerii zgłoszono powtarzające się awarie rur wymiennika ciepła 316L w środowisku o wysokiej zawartości chlorków i wysokiej temperaturze, co pokazuje, że znany gatunek stali nierdzewnej może nadal być nieodpowiedni, jeśli nie bierze się pod uwagę rzeczywistego składu chemicznego procesu.

4.Rury typu U-bench ze stali nierdzewnej Duplex i Super Duplex

Stale nierdzewne typu duplex łączą wysoką wytrzymałość mechaniczną z lepszą odpornością na korozję związaną z chlorkami w porównaniu z wieloma konwencjonalnymi gatunkami austenitycznymi.

Stopień 2205 jest powszechnie uważany za wymienniki ciepła wykorzystujące chlorkową lub słonawą wodę chłodzącą. Wysokostopowe gatunki superduplex, takie jak 2507, można wybrać do bardziej agresywnych środowisk chlorkowych.

Typowe zastosowania obejmują:

• Morskie chłodnice procesowe
• Wymienniki ciepła słonawo-wodne
• Systemy chłodzenia wodą morską
• Skraplacze napowietrzne rafinerii
• Urządzenia do procesów chemicznych
• Komory fermentacyjne i wyparki celulozy i papieru

Duplex nie jest po prostu zamiennikiem 316L o większej wytrzymałości. Jego działanie uzależnione jest od zachowania prawidłowej struktury austenitu-ferrytu podczas produkcji oraz późniejszej obróbki cieplnej.

W przypadku formowanych na zimno zgięć typu duplex, pracujących w pobliżu granic korozji materiału, może być zalecane rozwiązanie po zgięciu lub wyżarzanie oporowe.

5. Rury kolankowe ze stopu niklu

Stopy niklu stosuje się, gdy stal nierdzewna i gatunki duplex nie mogą zapewnić wystarczającej odporności na agresywne kwasy, wysokotemperaturowe chlorki, siarczki lub mieszane środowiska chemiczne.

ASTM B163 obejmuje bezszwowe rury niklowe i ze stopów niklu do obsługi skraplaczy i wymienników ciepła.

Typowe zastosowania obejmują:

• Skraplacze napowietrzne rafinerii
• Wymienniki ciepła o działaniu kwasowym
• Przeróbka kwasu siarkowego i fosforowego
• Reaktory chemiczne i chłodnice
• Usługa chlorkowa w wysokiej temperaturze
• Urządzenia do produkcji nawozów

Wyrażenie „stop niklu” jest zbyt szerokie, aby można je było określić jako specyfikację zakupu. Alloy 400, Alloy 600, Alloy 625 i Alloy 825 mogą zachowywać się bardzo różnie w przypadku kwasów redukujących, kwasów utleniających, chlorków i mediów zawierających siarkę.

Właściwy wybór powinien zatem opierać się na:

• Skład chemiczny cieczy procesowej
• Zanieczyszczenia
• Temperatura
• Stężenie
• Stan przepływu
• Oczekiwane depozyty
• Chemikalia czyszczące
• Ekspozycja wyłączenia

6. Tytanowe rurki typu U-bend

Tytan jest często wybierany do układów chłodzenia zawierających wodę morską, solankę i chlorki, gdzie długa żywotność może uzasadniać wyższy początkowy koszt materiału.

ASTM B338 obejmuje bezszwowe i spawane rury ze stopów tytanu do skraplaczy powierzchniowych, parowników i wymienników ciepła.

Typowe zastosowania obejmują:

• Kondensatory wody morskiej
• Instalacje odsalania
• Morskie systemy chłodzenia
• Skraplacze powierzchniowe elektrowni
• Sprzęt chloro-alkaliczny
• Chłodnice solankowe
• Morskie wymienniki ciepła

Wybór tytanu musi uwzględniać kompletny projekt wymiennika. Należy sprawdzić kompatybilność rur z arkuszami rur, korozję galwaniczną, metodę rozszerzania, zgrzewanie uszczelek i skład chemiczny wody. Rury tytanowe stosowane z różnymi materiałami ścian rurowych mogą wymagać szczególnych środków ostrożności przed korozją galwaniczną.

7.Rury miedziane i miedziano-niklowe typu U-bend

Stopy miedzi zapewniają dobrą przewodność cieplną i mają długą historię w zastosowaniach w skraplaczach, parownikach, HVAC i chłodnictwie okrętowym.

ASTM B111 obejmuje bezszwowe rury miedziane i ze stopów miedzi do skraplaczy, parowników i wymienników ciepła. ASTM B395 dotyczy w szczególności rur wymienników ciepła i skraplaczy z miedzi i stopów miedzi zaginanych w kształcie litery U.

Typowe zastosowania obejmują:

• Kondensatory morskie
• Agregaty chłodnicze HVAC
• Parowniki chłodnicze
• Chłodnice wodne
• Wymienniki ciepła na statku
• Skraplacze pomocnicze elektrowni

Torich Group wspiera klientów w ocenie materiałów, wymiarów, promieni zgięcia, warunków obróbki cieplnej, wymagań kontrolnych i dokumentacji przed produkcją.

Wyślij nam swoje:

• Klasa materiału lub medium robocze
• Średnica zewnętrzna rury i grubość ścianki
• Promień zgięcia i długość nogi
• Ilość
• Obowiązująca norma
• Wymagania dotyczące inspekcji i certyfikacji

Skontaktuj się z Torich Group, aby opracować rozwiązanie rur z zagięciem w kształcie litery U w oparciu o rzeczywiste warunki sprzętu, a nie tylko o klasę katalogową.