Tubes à nageoires enduites pour la production d'énergie thermique

Tubes à nageoires enduites ASTM A335 P22, aussi appeléTubes à nageoires à ongles ou tubes à clous, sont des composants de transfert de chaleur à haute température conçus pour des applications exigeantes de production d'énergie thermique et de récupération de chaleur industrielle.Tubes de base P22 en acier allié 21⁄4Cr-1Moavec des clous d'acier soudés répartis autour de la surface extérieure.

À la différence des tubes à nageoires continues classiques, la configuration à boutons crée de nombreuses projections de transfert de chaleur individuelles autour du tube.Cette conception fournit une surface de transfert de chaleur accrue du côté du gaz tout en maintenant des passages ouverts entre les boulons, ce qui rend les tubes particulièrement adaptésles sections de convection des chaudières, les équipements de récupération de chaleur résiduelle et le service des gaz de combustion à haute température.

La norme ASTM A335 P22 est spécifiée pour les tuyaux en acier allié ferritique sans soudure destinés à un service à haute température.Sa composition en chrome-molybdène offre des performances nettement meilleures aux températures élevées que l'acier au carbone ordinaireLa composition chimique nominale de 21⁄4Cr-1Mo contient environ10,90 à 2,60% Cr et 0,87 à 1,13% Mo.

Principales caractéristiques

• Matériau du tube de base:Pour l'application de la présente directive, les États membres doivent fournir aux autorités compétentes les informations suivantes:
• Type de matériau:Acier allié ferritique 21⁄4Cr-1Mo
• Type de nageoires:Plume à tête d'ongle soudée
• Applications:Génération d'énergie thermique et récupération de chaleur à haute température
• Convient pour:Parties de convection des chaudières, systèmes de récupération de chaleur et échangeurs de chaleur à gaz à haute température
• Résistance à haute température:Appareils pour le traitement des déchets
• Bonne résistance à la fatigue thermique:Convient pour les équipements exposés à des opérations de chauffage et de refroidissement répétées
• Surface extérieure robuste:La configuration du bouton fournit une surface de transfert de chaleur mécaniquement durable
• Fabrication:Les boutons peuvent être soudés par résistance ou fabriqués autrement selon la conception spécifiée par le client et la procédure applicable.

Pourquoi utiliser des tubes à nageoires enduites de P22 dans les centrales thermiques?

Dans la production d'énergie thermique, les surfaces de transfert de chaleur fonctionnent souvent à des températures élevées et sont exposées aux gaz de combustion.Le matériau du tube doit donc maintenir une résistance et une stabilité dimensionnelle adéquates tout en transférant efficacement la chaleur.

Le P22 offre une combinaison utile de résistance à température élevée, de résistance à l'oxydation assistée par le chrome et de performances à haute température améliorées par le molybdène.La résistance à la traction minimale spécifiée pour P22 est415 MPa, d'une résistance minimale de205 MPa.

Au lieu de former une nageoire continue, les nageoires ont une forme plus large.Les joints individuels créent un grand nombre de surfaces de transfert de chaleur tout en laissant des canaux entre les joints adjacents. Cela peut être avantageux dans les applications côté gaz oùla pollution, l'accumulation de cendres, l'expansion thermique et l'accès au nettoyageIl faut en tenir compte.

Pour cette raison, des tubes à bouton P22 peuvent être envisagés pour:

• Appareils de chauffage
• Parties de convection des chaudières
• Systèmes de récupération de chaleur résiduelle
• Unités de récupération de chaleur à haute température
• Échangeurs de chaleur à gaz de combustion
• Chaudières industrielles
• Appareils de chauffage par procédé et fours à haute température
• Autres équipements de transfert de chaleur à haute température du côté du gaz

Construction typique

Un tube à nageoires bourdonnées P22 se compose normalement de:

P22 tube de base sans couture → raccordement de broche soudée → inspection dimensionnelle → traitement de surface → essai → inspection finale

Le tube de base assure la fonction de rétention de pression, tandis que les clous externes augmentent la surface de transfert de chaleur efficace.

Les dimensions des tiges, l'emplacement, le nombre de rangées, l'agencement et la méthode de fixation doivent être choisis en fonction des exigences de conception thermique plutôt que d'une configuration universelle.

Accords communs d'élevage

Les configurations typiques peuvent inclure:

• Arrangement des étalons à étages
• Arrangement des étriers en ligne
• Rôles longitudinales multiples
• Distribution circulaire autour du tube
• Densité et accrochage des étalons spécifiques au client

Pour les applications de production d'électricité, la géométrie finale doit être établie à partir des données requises.coefficient de transfert de chaleur, vitesse du gaz, chute de pression, caractéristiques d'encrassement, température de fonctionnement et contraintes mécaniques admissibles.

Plage de taille commune

Étant donné que les tubes à nageoires enduites sont normalement conçus pour une chaudière, un chauffage ou une application de récupération de chaleur particulière, il n'existe pas de gamme de tailles universelle unique.

Nom de l'organisme:Ce sont des gammes d'ingénierie typiques plutôt que des limitations de l'ASTM A335.Les exigences et les tolérances de fixation doivent être confirmées selon la conception thermique et mécanique du client..

ASTM A335 P22 Composition chimique

Les valeurs suivantes représentent la composition de l'ASTM A335 P22 communément spécifiée en pourcentage de poids.

Rôle des principaux éléments alliants

Pour les métaux non métalliquesaméliore la résistance à l'oxydation et contribue aux performances à haute température de l'alliage.

Molibdène (Mo)améliore la résistance à température élevée et la résistance au ramollissement, ce qui est important dans le fonctionnement prolongé à haute température.

Cette combinaison rend le P22 particulièrement adapté aux équipements de production d'électricité à haute température par rapport aux matériaux classiques de tubes en acier au carbone.

Propriétés mécaniques de l'ASTM A335 P22

Les exigences mécaniques minimales typiques sont les suivantes:

*Les exigences en matière d'allongement peuvent varier en fonction de l'orientation et des dimensions du spécimen; la spécification d'achat doit être régie par l'édition applicable de l'ASTM A335/A335M.

Le tube de base P22 est normalement fourni dans un état de traitement thermique approprié, tel que:normalisé et trempé ou autre condition permise par la spécification applicable.

Processus de fabrication

Nos tubes ASTM A335 P22 à nageoires enduites peuvent être fabriqués par une séquence contrôlée conçue pour maintenir à la fois l'intégrité du tube et la qualité de l'attache des nageoires.

1P22 Préparation des tubes

Le tube ASTM A335 P22 sans couture est sélectionné en fonction du diamètre extérieur, de l'épaisseur de paroi, de la longueur et des exigences en matière de matériaux spécifiés.

2. Préparation de la surface du tube

La surface externe du tube est nettoyée et préparée pour éliminer l'huile, l'écaille, la rouille et d'autres contaminants susceptibles d'affecter la fixation des broches.

3Préparation des étalons

Les bornes sont fabriquées selon le diamètre, la hauteur, la géométrie et les exigences en matière de matériaux spécifiés.

4. Soudage par étriers

Les clous sont fixés à la surface externe du tube par un procédé de soudage contrôlé adapté à la conception.Les paramètres de soudage sont surveillés pour obtenir une fixation constante sans dommages inacceptables à la paroi du tube.

5Inspection dimensionnelle

Les tubes finis sont vérifiés pour:

• Diamètre extérieur du tube
• Épaisseur de paroi
• Longueur du tube
• Hauteur de la tige
• Diamètre de la tige
• Le lancer de l'épée
• Alignement des étalons
• Densité des étalons
• Droite générale

6Inspection finale et essais

Les tubes terminés sont soumis au programme d'inspection et d'essai spécifié avant expédition.

Épreuves et inspections

Pour les applications de production d'énergie thermique, le contrôle de la qualité devrait couvrir à la fois lesTubes à pression P22et lefixation à boutons.

Analyse chimique

Une identification positive du matériau ou une analyse chimique de laboratoire peuvent être effectuées pour vérifier que le tube de base est conforme à la composition chimique spécifiée de P22.

Test de traction

L'essai de traction vérifie la résistance à la traction, la résistance au rendement et l'allongement requis du tube P22.

Test de dureté

Des essais de dureté peuvent être effectués pour confirmer la conformité avec les exigences applicables en matière de matériaux et de traitement thermique.

Test de l'aplatissement

Le cas échéant, les échantillons de tubes peuvent être soumis à des essais d'aplatissement pour évaluer la ductilité et l'intégrité du tube..

Épreuves de flexion

Les essais de flexion peuvent être effectués lorsque la spécification d'achat ou la norme applicable l'exige.

Test hydrostatique

Les essais hydrostatiques peuvent être effectués sur les tubes de base ou les ensembles finis selon les spécifications, le code de conception et les exigences de l'acheteur.

Épreuves de courant de tourbillon

L'examen du courant de tourbillon peut être utilisé comme méthode non destructive pour détecter certaines discontinuités de surface et de surface proche dans le tube.

Tests par ultrasons

L'UT peut être utilisée lorsque cela est spécifié pour examiner le matériau du tube ou les zones de soudure sélectionnées.

Inspection visuelle et dimensionnelle

Chaque tube fini peut être inspecté pour:

• Position des étalons
• Accrochage à l'embout
• Déformation du tube
• Les défauts de surface
• Droite du tube
• Les dimensions
• Apparence de la soudure

Test de détachement / d'attachement

Pour les tubes à bouchons, la résistance de fixation est particulièrement importante.Les échantillons représentatifs peuvent être soumis à des essais de fixation mécanique conformément à la procédure de fabrication et de contrôle de la qualité convenue..

Avantages des tubes à nageoires en épingle P22

1Conçu pour une utilisation à haute température

Le P22 est un acier en alliage de chrome et de molybdène spécifiquement couvert par l'ASTM A335 pour le service à haute température.

2Surface de transfert de chaleur accrue

Les bornes individuelles augmentent considérablement la surface extérieure disponible pour le transfert de chaleur du côté du gaz par rapport à un tube simple.

3Une construction robuste

La conception en boutons peut fournir une surface de transfert de chaleur externe durable pour les environnements industriels exigeants.

4. Convient pour le vélo thermique

La composition en alliage du P22 et ses propriétés mécaniques à haute température le rendent approprié pour les équipements exposés à des changements de température répétés.

5. Conception thermique flexible

Le diamètre, la hauteur, l'emplacement et l'arrangement des étriers peuvent être conçus pour atteindre l'équilibre requis entre les performances de transfert de chaleur et la chute de pression du côté du gaz.

Applications

Les tubes à nageoires enduites ASTM A335 P22 sont particulièrement adaptés pour:

Les centrales thermiques

Utilisé dans les chaudières à haute température et les sections de récupération de chaleur où un transfert de chaleur accru du côté du gaz est requis.

Sections de convection des chaudières

Les tubes à bouchons peuvent être incorporés dans les surfaces de chauffage par convection pour récupérer l'énergie thermique des gaz de combustion.

Récupération de la chaleur résiduelle

Les tubes peuvent être utilisés pour récupérer l'énergie des gaz d'échappement à haute température et la transférer à l'eau, à la vapeur ou à d'autres fluides de procédé.

Appareils de chauffage

Convient pour des applications de transfert de chaleur de chaudière à haute température sélectionnées nécessitant des tubes sous pression en acier allié.

Équipement de chauffage de processus

Les tubes bourdonnés P22 peuvent également être conçus pour les équipements de transfert de chaleur à haute température dans les processus industriels.

Assurance qualité

Pour les projets de production d'électricité, la documentation peut être fournie selon les exigences du projet, notamment:

• Certificat d'essai des matériaux (MTC)
• Rapport d'analyse chimique
• Rapport d'essai mécanique
• Enregistrement du traitement thermique
• Rapport d'inspection dimensionnelle
• Enregistrement des essais non destructifs
• Enregistrement des essais hydrostatiques
• Enregistrements d'inspection des pièces jointes à l'embrayage
• Documentation relative à la procédure de soudage, le cas échéant
• Rapport final d'inspection
• Les enregistrements de traçabilité

Chaque tube P22 peut être identifié par son numéro de chaleur et son lot de production afin de maintenir la traçabilité du matériau tout au long de la fabrication et de l'inspection.

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