ท่อไร้รอยต่อทองเหลืองในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและคอนเดนเซอร์: คุณสมบัติและการใช้งาน

ท่อไร้รอยต่อทองเหลืองคืออะไร

ท่อทองเหลืองไร้ตะเข็บผลิตโดยการเจาะและอัดรีดเหล็กแท่งหล่อแบบร้อนลงในเปลือกกลวง จากนั้นลดเปลือกนั้นลงโดยการวาดเย็น การร่อนหรือการรีดจนกระทั่งได้เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนังที่ต้องการ โดยมีการอบอ่อนระดับกลางเพื่อคืนความเหนียว ไม่มีรอยเชื่อมตามยาวหรือแบบขดลวดที่ใดก็ได้ในผนัง

รายละเอียดนั้นมีความสำคัญในบริการแลกเปลี่ยนความร้อน- ท่อเชื่อมมีโซน-ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนซึ่งมีโครงสร้างจุลภาคและความเค้นตกค้างแตกต่างจากโลหะต้นกำเนิด และโซนนั้นเป็นบริเวณแรกที่เกิดรูพรุนหรือรอยแตกร้าวในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์-เปียก ผนังที่ไร้รอยต่อมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันในทิศทางเส้นรอบวง ซึ่งให้การตอบสนองที่คาดเดาได้ต่อการขยายแผ่นท่อ- การโค้งงอ การสั่นสะเทือน และการหมุนเวียนด้วยความร้อน

คำว่าทองเหลืองครอบคลุมโลหะผสมทองแดง-หลายประเภท และเกรดที่เลือกสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยปกติแล้วจะเป็นเพียงการเลือกโดยเจตนาเพียงเล็กน้อย แทนที่จะเป็นวัสดุแถบที่มีราคาถูกที่สุด

ทำไมทองเหลืองถึงต้องผ่านความร้อน-หน้าที่ถ่ายโอน

การนำความร้อน:ทองเหลือง 70/30 เช่น C26000 นำความร้อนประมาณ 120 W/(m·K) ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งอยู่เหนือสเตนเลสสตีลเป็นลำดับความสำคัญและประมาณครึ่งหนึ่งของทองแดงบริสุทธิ์

ความต้านทานการกัดกร่อน:โลหะผสมจะสร้างฟิล์มป้องกันที่มีความเสถียรในน้ำที่เป็นกลางและในน้ำทะเลที่สะอาด การเติมสารหนู พลวง ฟอสฟอรัส หรืออลูมิเนียม ถูกนำมาใช้ในเกรดคอนเดนเซอร์เพื่อยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาดีซิงค์และการปะทะ

ความสามารถด้านความแข็งแกร่งและแรงกด:ความเย็นที่ดึงออกมา-ให้ความแข็งแรงของผนังที่จำเป็นสำหรับการทำความเย็นที่สูง-แรงดันน้ำและสำหรับแผ่นท่อที่บรรทุกท่อหลายร้อยหลอด ในขณะที่การอบอ่อนยังคงความเหนียวพอที่จะขยายเข้าไปในแผ่นท่อและโค้งงอเป็นรูปตัวยู-

การขึ้นรูปและการเชื่อม:ท่อทองเหลืองสามารถโค้งงอ บาน ขยาย และประสานด้วยอุปกรณ์ร้านค้าทั่วไป และทนต่อการรบกวนมิติของการขยายตัวของลูกกลิ้งโดยไม่แตกร้าว

พฤติกรรมต่อต้าน-การเปรอะเปื้อน:ไอออนทองแดงที่ปล่อยออกมาที่ความเข้มข้นต่ำมากจะยับยั้งการปนเปื้อนทางชีวภาพในทะเลภายในท่อ ดังนั้น-ความเร็วของน้ำในการทำความเย็นจึงสามารถรักษาไว้ได้โดยการทำความสะอาดน้อยกว่าการใช้ท่อเหล็กหรือไทเทเนียม

เกรดและข้อกำหนดมาตรฐาน

ท่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงกลมไร้รอยต่อสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้รับการระบุไว้ในระดับสากลภายใต้ ASTM B111 / ASME SB111 และในยุโรปภายใต้ EN 12451 ทั้งสองมาตรฐานกำหนดสภาพการส่งมอบของท่อ - เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ความหนาของผนังและความทนทาน อุณหภูมิ อุณหภูมิ ขนาดเกรนสำหรับท่ออบอ่อน ข้อกำหนดแรงดึง และ-การตรวจสอบแบบไม่ทำลายที่จะนำไปใช้ - ดังนั้นใบสั่งซื้อที่ตั้งชื่อมาตรฐานบวกกับโลหะผสมและอุณหภูมิทำให้เปิดน้อยมาก เพื่อการตีความ

ขนาดที่จัดส่งทั่วไปสำหรับคอนเดนเซอร์และท่อทำความเย็นเริ่มจากท่อเครื่องมือวัดขนาดเล็ก-ไปจนถึงท่อคอนเดนเซอร์ขนาดใหญ่ โดยมีความหนาของผนังที่ตรงกับแรงดันน้ำในการทำความเย็น- และค่าเผื่อการกัดกร่อนที่คาดไว้ตลอดอายุการออกแบบ ความยาวตรง ความยาวโค้งงอ U- และท่อขดมีให้มาทั้งหมด และปลายปิดไว้และเจาะให้แห้งเพื่อการขนส่งส่งออก

การใช้งานในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและคอนเดนเซอร์

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์-และ-แบบท่อ:มัดท่อคือพื้นผิวถ่ายเทความร้อน- ท่อทองเหลืองถูกขยายหรือเชื่อมเข้ากับแผ่นเหล็ก ทองเหลือง หรือทองแดง-และยึดด้วยแผ่นกั้นตามความยาว

คอนเดนเซอร์พื้นผิว:คอนเดนเซอร์ไอน้ำในการผลิตกระแสไฟฟ้า ระบบขับเคลื่อนทางทะเล และในโรงงานแปรรูป โดยที่ท่อจะต้องทนต่อการไหลของน้ำทะเลอย่างต่อเนื่องบวกกับไอน้ำ{0}}ที่ปะทะด้านข้าง

เครื่องทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศ:คอนเดนเซอร์และเครื่องระเหยบนเครื่องทำความเย็นแบบบรรจุหีบห่อและหน่วยทำความเย็นอุตสาหกรรม โดยที่ท่อถูกครีบหรือขึ้นรูปเป็นขดลวด

โรงงานเคมีและปิโตรเคมี:เครื่องทำความเย็น เครื่องทำความร้อน และคอนเดนเซอร์จัดการของเหลวในกระบวนการด้านหนึ่งและน้ำหล่อเย็นอีกด้านหนึ่ง โดยเลือกเกรดไว้เพื่อให้ของเหลวทั้งสองมีความเข้มข้นมากขึ้น

ระบบทางทะเลและนอกชายฝั่ง:เครื่องทำความเย็นน้ำมันหล่อลื่น เครื่องทำความเย็นแบบแจ็คเก็ต เครื่องทำความเย็นด้วยอากาศ และระบบทำความเย็นส่วนกลางบนภาชนะและแท่น

การกลั่นน้ำทะเลและการทำความเย็นแบบเขต:เครื่องทำความร้อนน้ำเกลือ ขั้นคอนเดนเซอร์ และ-วงจรน้ำหล่อเย็นในโรงงานแฟลชหลาย- และรีเวิร์สออสโมซิส

คำแนะนำในการเลือก การประมวลผล และการติดตั้ง

จับคู่เกรดกับน้ำน้ำทะเลที่สะอาดด้วยความเร็วปานกลางเหมาะกับทองเหลืองของกองทัพเรือ น้ำปนเปื้อน ซัลไฟด์-หรือน้ำที่มีความเร็วสูง-ต้องใช้อะลูมิเนียม ทองเหลืองหรือทองแดง-นิกเกิล การใช้ทองเหลืองยับยั้งในน้ำลดสารเคมีถือเป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยและมีราคาแพง

รักษาความเร็วของน้ำ-ให้เย็นลงภายในหน้าต่างการออกแบบความเร็วที่ต่ำเกินไปทำให้เกิดการสะสมตัวและอยู่ภายใต้-การกัดกร่อนของเงินฝาก ความเร็วที่สูงเกินไปจะกัดกร่อนฟิล์มป้องกัน ความเร็วการออกแบบถูกกำหนดโดยข้อกำหนดเฉพาะของโรงงานสำหรับโลหะผสมที่เลือก

ขยายท่ออบอ่อนเท่านั้นการขยายตัวของลูกกลิ้งจะทำให้ท่อแข็งเฉพาะที่ ดังนั้นท่อจะต้องเข้าสู่ระยะการขยายตัวในสภาพที่ผ่านการอบอ่อนหรือเย็นเล็กน้อย-เพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่แผ่นท่อ

คลายความเครียดหลังการงอตัว U-การดัดงอด้วยความเย็นทำให้เกิดความเค้นตกค้างในส่วนโค้ง ซึ่งเป็นจุดคลาสสิกสำหรับการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น-ในสภาพแวดล้อมที่มีแอมโมเนียหรือคลอไรด์ การบรรเทาความเครียด-จะช่วยขจัดมันออกไป

ควบคุมความสะอาดระหว่างการผลิตอนุภาคเหล็กกล้าคาร์บอนที่ฝังอยู่ในพื้นผิวท่อทำหน้าที่เป็นแคโทดและเริ่มเกิดรูพรุน ใช้เครื่องมือสแตนเลสหรือไม่ใช่เหล็ก- ทำความสะอาดชั้นวางและฝาครอบ และล้างมัดก่อนเริ่มเดินเครื่อง

จัดให้มีการขยายส่วนต่างทองเหลืองและเหล็กกล้าขยายตัวในอัตราที่ต่างกัน หัวลอย ข้อต่อขยาย หรือแผ่นท่อบรรจุถูกนำมาใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการบรรทุกเกินจากข้อต่อของท่อ-ถึง-ท่อ-

จุดตรวจสอบและปัญหาทั่วไป

การตรวจสอบ Eddy-ในปัจจุบันของความยาวเต็มหลังการอบอ่อนครั้งสุดท้าย ตามที่มาตรฐานผลิตภัณฑ์กำหนด ถือเป็นการทดสอบการยอมรับเบื้องต้นสำหรับความสมบูรณ์ของผนัง

การทดสอบแรงดึงบนชิ้นงานทดสอบจากล็อตที่เสร็จแล้วเป็นการยืนยันอุณหภูมิ และการวัดขนาดเกรน-บนท่ออบอ่อนช่วยยืนยันว่าการตกผลึกซ้ำเสร็จสมบูรณ์

การตรวจสอบขนาดควรครอบคลุมเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ความหนาของผนัง การตกไข่ และความตรง เนื่องจากความเยื้องศูนย์กลางของผนังทำให้เกิดความล้มเหลวตั้งแต่เนิ่นๆ ภายใต้การขยายตัว

การสลายสังกะสี การปะทะ การแตกร้าวจากการกัดกร่อนโดยเค้น - การเปรอะเปื้อน และความล้าจากการสั่นสะเทือนเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของความล้มเหลวใน-ท่อบริการ แต่ละแบบมีการออกแบบหรือมาตรการรับมือในการใช้งาน และเกรดที่เหมาะสมบวกกับความเร็วที่ถูกต้อง การบำบัดน้ำ และระยะห่างรองรับคือการควบคุมที่ถูกที่สุด

ในกรณีที่ท่อชำรุด ควรระบุกลไกความล้มเหลวในเชิงโลหะก่อนที่จะทำการต่อท่อใหม่ เนื่องจากการแทนที่ทองเหลืองด้วยทองเหลืองแบบเดียวกันในระบบที่ประสบปัญหาจากมลพิษหรือความเร็วเกิน-เพียงแต่ทำให้เกิดความล้มเหลวซ้ำแล้วซ้ำอีก

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: เหตุใดจึงต้องระบุท่อไร้รอยต่อแทนท่อเชื่อมสำหรับคอนเดนเซอร์
ท่อเชื่อมประกอบด้วยรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-ซึ่งมีลักษณะแตกต่างจากโลหะต้นกำเนิดในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ ท่อไร้รอยต่อมีผนังสม่ำเสมอในทิศทางเส้นรอบวง ทำให้มีพฤติกรรมการขยายตัว การโค้งงอ และการกัดกร่อนที่คาดการณ์ได้

ถาม: ทองเหลืองเกรดใดที่เหมาะกับการระบายความร้อนด้วยน้ำทะเลมากที่สุด?
น้ำทะเลสะอาดที่ความเร็วปานกลางมักจะเสิร์ฟโดยทองเหลืองกองทัพเรือ C44300 หรือทองเหลืองพลเรือตรี C44400 น้ำความเร็วสูงหรือน้ำเสียต้องใช้อะลูมิเนียม ทองเหลือง C68700 หรือทองแดง-โลหะผสมนิกเกิล เช่น C70600

ถาม: ค่าการนำความร้อนของท่อทองเหลืองเป็นเท่าใด?
ขึ้นอยู่กับโลหะผสม: ทองเหลือง 70/30 เช่น C26000 นำไฟฟ้าที่ประมาณ 120 W/(m·K) ที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่ทองเหลืองพลเรือตรีจะมีค่าต่ำกว่าที่ประมาณ 110 W/(m·K) ทองแดงบริสุทธิ์มีค่าสูงกว่าประมาณสามถึงสี่เท่า

Q: สามารถเชื่อมท่อทองเหลืองเป็นแผ่นท่อได้หรือไม่?
สามารถทำได้ แต่การขยายลูกกลิ้งเป็นวิธีการปกติ เนื่องจากจะหลีกเลี่ยงโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-และสามารถทำซ้ำได้ การเชื่อมจะใช้ในกรณีที่ข้อต่อต้องรั่ว-แน่นที่แรงดันสูงหรือต้องเชื่อมด้วยโลหะ จากนั้นจึงเชื่อมท่อตามปกติก่อนแล้วจึงขยายเล็กน้อยในภายหลัง

ถาม: ท่อโค้งงอ U- ควรสั่งอารมณ์อะไร
มีการสั่งท่ออบอ่อน และส่วนโค้ง U- เกิดขึ้นจากสภาวะอบอ่อน มีการระบุการบรรเทาความเครียด-หลังจากการดัดโค้ง โดยที่สภาพแวดล้อมการบริการอาจทำให้เกิดความเครียด-การกัดกร่อนจากการแตกร้าว

ถาม: ท่อทองเหลืองไร้รอยต่อบรรจุเพื่อการส่งออกอย่างไร?
โดยปกติท่อจะได้รับการปกป้องด้วย-ฟิล์มน้ำมันและพลาสติกป้องกันสนิม หุ้มปลาย- มัดรวมด้วยสายรัดเหล็กและที่ป้องกันมุม และขนส่งบนพาเลทไม้หรือในลังเสริมเพื่อให้มัดมาถึงที่แห้งและไม่เสียหาย