Tubes à ailettes intégrés pour condenseurs refroidis par air (ACC) – ASME SA179

Présentation du produit

Tubes à ailettes intégrés pour condenseurs refroidis par air (ACC)sont des tubes de transfert de chaleur conçus pour améliorer les performances de transfert de chaleur côté air dans les systèmes de condenseurs refroidis par air. Fabriqué avec untube de base en acier à faible teneur en carbone sans soudure ASME SA179et une construction à ailettes hélicoïdales intégrées, ces tubes offrent une grande surface de transfert de chaleur externe tout en maintenant un chemin thermique fiable entre la paroi du tube et l'ailette.

ASME SA179 est l'équivalent du code ASME de l'ASTM A179 et couvre les tubes en acier sans soudure, étirés à froid et à faible teneur en carbone destinés aux échangeurs de chaleur, aux condenseurs et aux équipements de transfert de chaleur similaires. La spécification couvre les diamètres extérieurs des tubes de1/8 à 3 po (3,2 à 76,2 mm).

Pour les applications ACC, l'ailette est mécaniquement intégrée dans une rainure hélicoïdale formée avec précision dans la surface du tube. La rainure est réalisée dans le tube de base, la bande d'ailette est insérée dans la rainure, et le tube est ensuite roulé pour fixer l'ailette. Cette construction crée une connexion stable entre les ailettes et le tube et offre une surface externe nettement plus grande qu'un tube nu.

Nos tubes à ailettes intégrés SA179 peuvent être fabriqués selon les exigences spécifiques au projet pourdiamètre du tube, épaisseur de paroi, matériau des ailettes, hauteur des ailettes, pas des ailettes, épaisseur des ailettes, longueur du tube, densité des ailettes et traitement de surface.

Pourquoi utiliser des tubes à ailettes intégrés dans les systèmes ACC ?

Les condenseurs refroidis par air rejettent la chaleur de la vapeur ou des vapeurs de procédé vers l'air atmosphérique sans nécessiter une grande quantité d'eau de refroidissement. Étant donné que l’air a un coefficient de transfert de chaleur considérablement inférieur à celui de l’eau, la surface côté air est particulièrement importante.

Les tubes à ailettes intégrés répondent à cette limitation en augmentant la surface externe disponible pour l'échange thermique.

Les principaux avantages comprennent :

• Zone de transfert de chaleur accrue côté air
• Transfert de chaleur efficace de la paroi du tube vers l'air ambiant
• Fixation mécanique fiable entre l'aileron et le tube
• Bonne résistance au desserrage des ailettes pendant le fonctionnement
• Convient aux grands assemblages de condenseurs refroidis par air
• Alésage de tube interne lisse pour un débit efficace de condensat ou de fluide
• Dimensions de tubes constantes pour la fabrication de faisceaux à ailettes
• Convient aux applications industrielles d'énergie et de refroidissement de processus
• Adaptable à différentes exigences de conception côté air
• Utilisation rentable de tubes en acier à faible teneur en carbone

Pour les concepteurs ACC, la géométrie des ailettes peut être optimisée en fonction de la vitesse de l'air, de la chute de pression, de la température ambiante, de la puissance thermique, de la configuration du faisceau et de la puissance autorisée du ventilateur.

Construction de tubes à ailettes intégrés

Un tube à ailettes intégré typique se compose de :

1. Tube de base
Sans soudure, étiré à froidTube en acier à faible teneur en carbone ASME SA179.

2. Rainure hélicoïdale
Une rainure continue est formée mécaniquement autour de la surface extérieure du tube.

3. Bande d'aileron
Une bande d'ailettes métalliques - généralement de l'aluminium ou un autre matériau sélectionné pour l'application - est insérée dans la rainure.

4. Intégration mécanique
Le tube est roulé après l'insertion de l'aileron pour verrouiller fermement l'aileron dans la paroi du tube.

5. Tube à ailettes fini
L'ensemble résultant fournit une surface de transfert de chaleur externe élargie tout en conservant un chemin de transfert de chaleur métallique continu entre le tube et l'ailette.

La configuration à ailettes intégrées est particulièrement utile lorsque l'aileron doit rester mécaniquement stable sous un flux d'air continu, des vibrations, des cycles thermiques et des conditions de fonctionnement répétées.

Spécifications typiques

Note:Les dimensions des ailerons ci-dessus représentent des plages techniques courantes plutôt que des valeurs obligatoires dans SA179. La géométrie finale du tube et des ailettes doit être établie à partir de la conception thermique et mécanique de l'ACC.

ASTM A179 lui-même spécifie le tube de base, plutôt que la géométrie complète des ailettes intégrées. Par conséquent, la hauteur, le pas, l'épaisseur, la profondeur d'encastrement et le matériau des ailettes sont normalement établis par les spécifications techniques de l'acheteur ou par la conception du fabricant de tubes à ailettes. L'ASTM identifie l'A179 comme une spécification de tubes en acier à faible teneur en carbone étirés à froid sans soudure pour les échangeurs de chaleur et les condenseurs.

Matériau du tube de base ASME SA179

ASME SA179 est destiné aux tubes d'échangeur de chaleur et de condenseur en acier à faible teneur en carbone étirés à froid sans soudure. Le tube est fabriqué par leprocessus sans couture suivi d'un étirage à froid, avec traitement thermique après l'opération finale d'étirage à froid.

La composition à faible teneur en carbone offre de bonnes caractéristiques de ductilité et de formage, qui sont importantes lorsque la surface du tube est rainurée et assemblée mécaniquement avec l'ailette.

Composition chimique

Ces limites correspondent aux exigences matérielles A179/A179M ; SA179 est la désignation ASME associée pour les applications de code.

Propriétés mécaniques

Les exigences mécaniques minimales typiques pour les tubes de base SA179/A179 sont :

L'exigence d'allongement relativement élevée est utile pour un tube qui subit un étirage à froid et un traitement mécanique ultérieur pendant la fabrication du tube à ailettes.

Processus de fabrication

Notre séquence de fabrication typique pour les tubes à ailettes intégrées SA179 comprend :

1. Production de tubes sans soudure

Le tube en acier sans soudure à faible teneur en carbone SA179 est produit et fourni conformément aux spécifications matérielles applicables.

2. Étirage à froid et traitement thermique

Le tube de base est étiré à froid pour atteindre les dimensions et l'état de surface requis. A179 nécessite un traitement thermique après la dernière passe d'étirage à froid.

3. Inspection des tubes

Les tubes de base sont inspectés pour vérifier leur précision dimensionnelle, leur état de surface, l'identification des matériaux et les exigences mécaniques applicables.

4. Rainurage hélicoïdal

Une rainure hélicoïdale contrôlée est formée sur le diamètre extérieur du tube.

5. Insertion des ailerons

La bande d'ailettes est positionnée avec précision à l'intérieur de la rainure hélicoïdale.

6. Intégration des ailerons

Le roulement mécanique force le matériau du tube autour de la racine de l'aileron, fixant ainsi l'aileron dans la rainure.

7. Contrôle de la géométrie des ailerons

La hauteur, le pas, l'épaisseur, l'état d'encastrement et le diamètre hors tout des ailettes sont vérifiés par rapport au dessin approuvé.

8. Inspection finale

Les tubes finis sont inspectés pour vérifier la précision dimensionnelle, la fixation des ailettes, l'état de surface, la rectitude et d'autres exigences spécifiques au projet.

Inspection et tests

Le contrôle qualité peut inclure à la foisessai sur tube de base requis par la spécification du matériauet inspection supplémentaire du tube à ailettes fini.

1. Analyse chimique

Une analyse thermique et, lorsque le bon de commande l'exige, une analyse du produit sont effectuées pour vérifier la conformité avec la chimie SA179 spécifiée.

A179 prévoit l'analyse du produit lorsque le bon de commande le demande, y compris des dispositions d'échantillonnage basées sur la quantité de tubes ou l'identification thermique.

2. Essai de traction

Les tests de traction vérifient :

• Résistance à la traction
• Limite d'élasticité
• Élongation

Les résultats sont comparés aux exigences mécaniques spécifiées SA179.

3. Test de dureté

Des tests de dureté Rockwell peuvent être effectués pour vérifier que le tube de base reste dans la plage de dureté spécifiée.

4. Test d'aplatissement

Un test d'aplatissement évalue la ductilité du tube et sa capacité à résister à la déformation sans fissuration inacceptable. A179 inclut les tests d'aplatissement parmi ses tests mécaniques spécifiés.

5. Essai de torchage

Le test d’évasement évalue la ductilité du tube et sa résistance à la fissuration lors d’une expansion contrôlée.

6. Test de bride

Lorsqu'il est spécifié comme alternative à l'essai d'évasement, l'essai des brides peut être effectué conformément aux exigences applicables.

7. Test hydrostatique

Les tests hydrostatiques sont utilisés pour vérifier l’intégrité de la pression et identifier les fuites à travers la paroi du tube.

8. Examen non destructif

Selon les spécifications d'achat, un contrôle non destructif tel qu'unessai par courants de Foucaultou d'autres CND applicables peuvent être incorporés.

ASTM A179 et ses exigences générales associées font référence aux tests tels que les tests de dureté, d'aplatissement, d'évasement, de bride et hydrostatique ; A450/A450 comprend également des dispositions pour les tests non destructifs.

9. Contrôle dimensionnel

Les tubes à ailettes intégrés finis peuvent être inspectés pour :

• Diamètre extérieur du tube
• Épaisseur de paroi du tube
• Diamètre total des ailettes
• Hauteur des ailerons
• Pas d'aileron
• Épaisseur des ailettes
• Profondeur d'encastrement des ailerons
• Longueur du tube
• Rectitude
• Fixation ailette au tube

10. Inspection visuelle

Le produit fini est inspecté visuellement pour :

• Ailerons endommagés
• Ailerons desserrés ou soulevés
• Pas irrégulier des ailerons
• Défauts de surface excessifs
• Défauts de rainure
• Mettre fin aux dégâts
• Corrosion ou contamination

La spécification A179 exige également que les tubes de base finis soient exempts de tartre, bien qu'une légère oxydation ne soit pas considérée comme du tartre.

Avantages des condenseurs refroidis par air

Transfert de chaleur amélioré côté air

L'ailette augmente considérablement la surface externe de transfert de chaleur disponible pour l'air de refroidissement.

Forte fixation des ailerons

La construction intégrée verrouille mécaniquement l'ailette dans le tube, aidant ainsi à maintenir le contact pendant les cycles thermiques et les vibrations.

Convient aux grands paquets ACC

La configuration peut être fabriquée en tubes de grande longueur et personnalisée pour les grands assemblages de condenseurs.

Bonnes caractéristiques de débit côté tube

Le tube de base SA179 sans soudure offre un passage interne lisse adapté à l'entretien du condenseur.

Conception d'aileron flexible

La hauteur, le pas et le matériau des ailettes peuvent être ajustés en fonction de la conception thermique et de la chute de pression admissible côté air.

Base économique en acier à faible teneur en carbone

Le SA179 offre une option pratique en acier à faible teneur en carbone pour les applications de tubes de condenseur et d'échangeur de chaleur.

Applications

Tubes à ailettes intégrés ASME SA179conviennent à une variété de systèmes de transfert de chaleur refroidis par air, notamment :

• Condenseurs refroidis par air (ACC)
• Systèmes ACC de centrale électrique
• Systèmes de condensation des gaz d'échappement des turbines à vapeur
• Condenseurs industriels à air
• Refroidisseurs d'air de procédé
• Échangeurs de chaleur refroidis par air
• Systèmes de refroidissement de la chaleur perdue
• Refroidissement des procédés pétrochimiques
• Systèmes de refroidissement des raffineries
• Grandes unités refroidies par air à tirage forcé et à tirage induit

Pour les systèmes ACC de production d’électricité, le tube à ailettes est normalement installé dans de grands faisceaux de tubes. La vapeur d'échappement chaude ou le fluide côté condensat transfère la chaleur à travers la paroi du tube jusqu'à l'ailette, tandis que les ventilateurs forcent ou induisent l'air atmosphérique à travers la surface externe de l'ailette.

Fabrication sur mesure

Nous pouvons fabriquer des tubes à ailettes encastrés selon les dessins du client, les calculs thermiques ou les spécifications du projet.

Les paramètres personnalisables typiques incluent :

• Matériau du tube de base
• Diamètre extérieur du tube
• Épaisseur de paroi du tube
• Longueur du tube
• Matériau des ailerons
• Hauteur des ailerons
• Épaisseur des ailettes
• Pas d'aileron
• Densité des nageoires
• Direction d'aileronnage
• Profondeur intégrée
• Diamètre total des ailettes
• Configuration d'extrémité de tube
• Traitement de surface
• Exigences d'emballage
• Exigences en matière d'inspection et de documentation

La documentation d'inspection peut être fournie conformément au bon de commande, y compris les certificats de matériaux, les enregistrements d'inspection dimensionnelle, les résultats des tests mécaniques et les enregistrements de tests NDT/pression applicables.

Description du produit recommandée pour les acheteurs

Tubes à ailettes intégrés pour condenseurs refroidis par air (ACC), ASME SA179, combinent des tubes en acier à faible teneur en carbone étirés à froid sans soudure avec des ailettes hélicoïdales intégrées mécaniquement pour fournir une zone de transfert de chaleur côté air accrue et un contact fiable entre les ailettes et le tube. Ils sont conçus pour les applications de condenseurs et d'échangeurs de chaleur refroidis par air où un rejet efficace de la chaleur, une cohérence dimensionnelle et une fixation durable des ailettes sont nécessaires.

Le tube de base SA179 est conforme aux exigences relatives aux tubes d'échangeur de chaleur et de condenseur en acier à faible teneur en carbone étirés à froid sans soudure, tandis que la géométrie des ailettes finies peut être conçue pour répondre aux exigences thermiques, mécaniques et d'installation du système ACC.