Tubes ailettes crénelées ASTM A312 TP304H avec ailettes 304H
appliquées pour les réchauffeurs foyer
En termes simples, les tubes ailettes crénelées ASTM A312 TP304H
sont des tubes d'échangeur de chaleur haute performance conçus pour
des conditions extrêmes. Ils sont fabriqués partir d'un tube en
acier inoxydable spécial avec des ailettes l'extérieur qui ont un
bord crénelé (entaillé) pour maximiser l'efficacité du transfert de
chaleur.
Voici quelques décompositions détaillées :
1. Tube de base : tubes sans soudure ASTM A312 TP304H
(1). Composition chimique
La composition est indiquée en pourcentage (%) en poids. Les
limites requises sont les suivantes.
| Élément | Composition (%) | Notes |
| Carbone (C) | 0,04 - 0,10 | La caractéristique clé de la nuance « H » pour la
résistance au fluage haute température. |
| Manganèse (Mn) | 2,00 max | |
| Phosphore (P) | 0,045 max | |
| Soufre (S) | 0,030 max | |
| Silicium (Si) | 0,75 max | |
| Chrome (Cr) | 18,00 - 20,00 | Fournit une résistance l'oxydation. |
| Nickel (Ni) | 8,00 - 10,50 | Fournit une structure austénitique et une durabilité. |
| Azote (N) | 0,10 max | |
Remarque : Les règles de tolérance d'analyse des produits de
l'ASTM A999 s'appliquent, ce qui signifie que les échantillons
individuels peuvent varier légèrement de ces limites.
(2). Propriétés mécaniques
Ce sont les propriétés minimales requises pour le tube fini après
le traitement thermique final (recuit de mise en solution).
| Propriété | Exigence | Notes |
| Résistance la traction | 515 MPa (75 ksi) min | |
| Limite d'élasticité (0,2 % de décalage) | 205 MPa (30 ksi) min | La contrainte laquelle le matériau commence se déformer
plastiquement. |
| Allongement | 35 % min (sur une longueur de jauge de 50 mm) 28 % min (sur une longueur de jauge de 2 pouces) | Une mesure de la ductilité. La valeur minimale dépend de la
longueur de jauge réelle utilisée dans le test. |
2. Tubes ailettes crénelées
Le but principal des ailettes est d'augmenter considérablement la
surface externe du tube. Cela permet un transfert de chaleur
beaucoup plus efficace du gaz chaud ou de l'air l'extérieur du tube
vers le fluide (généralement de l'eau ou de la vapeur) l'intérieur
du tube.
- Ailettes crénelées :Il s'agit d'une conception spécifique et haute performance. Les
ailettes ne sont pas des bandes solides continues. Au lieu de cela,
elles ont de minuscules encoches régulières ou des crénelures
coupées dans leurs bords.
- Avantage clé :Ces crénelures perturbent la couche limite de gaz s'écoulant sur
les ailettes, créant des turbulences. Cette turbulence améliore
considérablement le coefficient de transfert de chaleur par rapport
aux ailettes pleines (lisses). Bien qu'elles puissent provoquer une
légère augmentation de la perte de charge, le gain d'efficacité du
transfert de chaleur est substantiel.
3. Ailettes 304H
Ceci est important pour la compatibilité et la performance :
- Dilatation thermique :Le tube et les ailettes se dilatent et se contractent au même
rythme lorsqu'ils sont chauffés et refroidis, ce qui empêche les
contraintes et le desserrage au niveau de la liaison.
- Résistance aux hautes températures :Les ailettes elles-mêmes conservent leur résistance et leur
résistance l'oxydation des températures élevées, ce qui empêche
l'affaissement, la déformation ou la dégradation.
- Résistance la corrosion :Offre une excellente résistance aux gaz de combustion et
l'environnement extérieur.
4. Caractéristiques et avantages clés des tubes ailettes crénelées
ASTM A312 TP304H avec ailettes 304H
- Excellente résistance aux hautes températures :La nuance « H » du tube et des ailettes est la
caractéristique la plus remarquable, ce qui la rend adaptée aux
surchauffeurs et aux resurchauffeurs.
- Efficacité de transfert de chaleur supérieure :La conception des ailettes crénelées maximise la récupération de
chaleur des gaz chauds.
- Liaison métallurgique forte :Le procédé HFW assure une connexion permanente et faible
résistance.
- Bonne résistance la corrosion et l'oxydation :Convient une large gamme d'environnements de gaz de combustion.
- Durabilité :Résiste la fatigue thermique et aux dommages mécaniques.
Application principale : Générateurs de vapeur récupération de
chaleur (HRSG)
C'est l'application la plus courante et la plus critique. Dans les
centrales cycle combiné, les HRSG capturent la chaleur perdue des
gaz d'échappement des turbines gaz pour produire de la vapeur qui
entraîne une turbine vapeur, augmentant considérablement
l'efficacité de la centrale.
Au sein du HRSG, ils sont spécifiquement utilisés dans les sections
les plus chaudes :
- Surchauffeur : chauffe la vapeur saturée une température plus
élevée (« vapeur surchauffée »), ce qui améliore
considérablement l'efficacité et la puissance de la turbine vapeur.
Il s'agit d'une application classique pour le TP304H en raison des
températures élevées du métal.
- Resurchauffeur : prend la vapeur qui a déj traversé la section
haute pression de la turbine vapeur, la réchauffe et la renvoie la
section intermédiaire/basse pression de la turbine. Cela est
également confronté des températures très élevées.
Application : Chaudières industrielles et utilitaires
Dans les chaudières grande échelle alimentées au charbon, la
biomasse ou aux déchets, ces tubes sont utilisés dans des sections
similaires forte charge thermique.
- Sections de surchauffeur et de resurchauffeur : tout comme
dans les HRSG, ce sont les sections de la chaudière où les
températures de la vapeur sont les plus élevées, ce qui fait du
TP304H le matériau de choix.
- Économiseurs (dans les environnements corrosifs) : bien que
souvent fabriqués en acier au carbone, un économiseur dans une
usine brûlant des combustibles corrosifs (par exemple, de la
biomasse forte teneur en chlore) pourrait utiliser des tubes 304H
pour sa résistance supérieure la corrosion.
Application : Réchauffeurs de procédés et réchauffeurs foyer
Dans les raffineries et les usines pétrochimiques, les réchauffeurs
foyer sont utilisés pour chauffer les fluides de procédé des
températures très élevées.
- Tubes de section de convection : la section de convection, où
les gaz de combustion plus chauds préchauffent le fluide de
procédé, utilise souvent des tubes ailettes pour améliorer
l'efficacité. Lorsque les conditions du fluide de procédé ou des
gaz de combustion sont exigeantes (température/corrosion élevée),
des tubes ailettes crénelées TP304H sont spécifiés.
Application : Chaudières récupération de chaleur (WHB)
- Dans divers procédés industriels (par exemple, la production
chimique, la métallurgie), les chaudières récupération de chaleur
capturent la chaleur des gaz résiduaires du procédé.