ASTM A312 TP316L Tubo a stucco con pinne a stelo 11-13Cr per riscaldatori di raffineria

ASTM A312 TP316L Tubo a stucco con pinne a stelo 11-13Cr per riscaldatori di raffineria

Si tratta di un tubo scambiatore di calore ad alte prestazioni, costituito da un tubo di base in acciaio inossidabile resistente alla corrosione (TP316L) con piccolea forma di pinne (fatte di acciaio al cromo 11-13%) saldate sulla superficie esternaLo scopo principale è quello di aumentare notevolmente la superficie di trasferimento del calore in ambienti difficili, in particolare in applicazioni ad alta temperatura e corrosive come riscaldatori e caldaie delle raffinerie.

Disgregazione dettagliata

1Materiale del tubo di base: ASTM A312 TP316L

(1) Composizione chimica (% in peso)

La composizione è specificata nella tabella 1 della norma ASTM A312.

Nota: la norma richiede inoltre che il materiale contenga da almeno 5 × %C a un massimo di 0,10% di rame (Cu) per tubi senza saldature.Questo è un dettaglio meno citato ma importante per la verifica del prodotto.

(2) Proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche sono specificate nella tabella 2 della norma ASTM A312.

2- Tubo a poppi.

Questo descrive la forma fisica e la costruzione.

Si tratta di un tubo nudo (il tubo di base) che ha dei perni (corti, a forma di pali) attaccati alla sua superficie esterna.sono saldate con resistenza utilizzando un processo automatizzato specializzatoQuesto crea un legame metallurgico molto forte ed efficiente nel trasferimento del calore.

3. 11-13Cr Pinze a striscio

Questo specifica il materiale degli stessi perni (pinne).

11-13Cr significa che i puntini sono realizzati in una lega di acciaio contenente da 11% a 13% di cromo.

Mentre il tubo di base 316L è scelto per la sua resistenza alla corrosione, i perni sono scelti per ragioni diverse:

• Resistenza alle alte temperature: 11-13% L'acciaio al cromo (spesso simile ai gradi SA 213 T11) mantiene la sua resistenza e resiste meglio all'ossidazione (scallatura) a temperature molto elevate rispetto a un acciaio inossidabile come il 316L.
• Effetto sul costo: Questo materiale è in genere meno costoso dell'acciaio inossidabile 316L. Poiché i puntini sono numerosi, l'utilizzo di un materiale adatto allo scopo ottimizza le prestazioni e i costi.
• CompatibilitàLa velocità di espansione termica dell'acciaio 11-13Cr è più vicina a quella dell'acciaio al carbonio rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, il che può essere una considerazione di progettazione in alcuni gruppi.La saldabilità tra i due materiali è ben consolidata.

Come funziona (funzione)

L'intero scopo di questo componente è migliorare il trasferimento di calore:

• Il tubo centrale porta un fluido all'interno (ad esempio acqua, olio, fluido di processo).
• Il gas di combustione caldo o un'altra fonte di calore scorrono dall'esterno del tubo e dei perni.
• I puntini aumentano notevolmente la superficie del tubo esposto alla fonte di calore (da 3 a 8 volte o più).
• Ciò consente di assorbire o dissipare il calore in modo molto più efficiente di un tubo nudo e liscio.

Applicazione principale: riscaldatori a fuoco nelle raffinerie e negli impianti petrolchimici

Questi tubi sono il componente centrale nella sezione radiante o nella sezione di convezione dei grandi forni industriali, spesso chiamati riscaldatori a fuoco.

Come funziona:

• Il tubo di base TP316L trasporta il fluido di processo da riscaldare (ad esempio petrolio greggio, idrocarburi, materie prime chimiche) a alta pressione.
• L'esterno del tubo è esposto a un intenso calore radiante e a gas di combustione caldi e corrosivi (oltre 1000 °C / 1800 °F) provenienti dai bruciatori.
• I puntini 11-13Cr assorbono questo calore intenso e lo trasferiscono in modo efficiente al fluido all'interno del tubo.

Perché questa particolare combinazione di materiali è perfetta:

• Resistenza alla corrosione interna (TP316L): il fluido di processo all'interno può essere corrosivo.garantire l'integrità e prevenire la contaminazione del fluido di processo.
• Resistenza alle alte temperature esterne (11-13Cr Studs): I stud sono realizzati con un materiale che conserva la sua resistenza e resiste all'ossidazione (scaling) alle temperature estreme all'esterno del tubo.L'acciaio inossidabile austenitico come il 316L sarebbe più debole e potrebbe soccombere a "corrosione a caldo" o ossidazione in questo ambiente.
• Miglioramento del trasferimento di calore: i perni aumentano la superficie esterna del tubo da 3 a 8 volte, migliorando notevolmente l'efficienza della cattura del calore dai gas di scarico.

Altre applicazioni chiave

Lo stesso principio si applica ad altri scenari di trasferimento di calore impegnativi:

• Caldaie di generazione di energia:
  • Utilizzato in sezioni come l'economizer (per pre-riscaldare l'acqua di alimentazione) o il superheater (per riscaldare il vapore oltre il suo punto di saturazione).
  • Gestiscono l'acqua/vapore ad alta pressione all'interno (resistenti alla corrosione da 316L) e sono esposti ai gas di combustione caldi provenienti dalla combustione di carbone, gas o olio all'esterno (gestiti dai perni).
• Unità di recupero del calore di scarico (WHRU):
  • Questi sistemi catturano l'energia termica dai flussi di scarico caldi delle turbine a gas, degli inceneritori o di altri processi industriali che altrimenti sarebbero sprecati.
  • I tubi a puntini sono ideali per estrarre efficacemente il calore da questi gas di scarico spesso sporchi e corrosivi.
• Industria chimica:
  • In reattori ad alta temperatura, riformatori e forni per cracking in cui un processo chimico richiede un riscaldamento preciso ed efficiente in un ambiente corrosivo.
• Caldaie d'aria/precaldaie d'aria a combustione:
  • Usato per riscaldare l'aria di combustione che viene immessa in un forno.che migliora significativamente l'efficienza complessiva del combustibile del forno