Tubos de aleta con tacho para la generación de energía térmica ASTM A335 P22
Los tubos de aleta con tapones ASTM A335 P22, también conocido comocon una longitud de diámetro superior a 30 mm,, son componentes de transferencia de calor de alta temperatura diseñados para aplicaciones exigentes de generación de energía térmica y recuperación de calor industrial.Tubo de base P22 de aleación de acero 21⁄4Cr-1Mocon pernos de acero soldados distribuidos alrededor de la superficie exterior.
A diferencia de los tubos de aleta continua convencionales, la configuración con tapones crea numerosas proyecciones individuales de transferencia de calor alrededor del tubo.Este diseño proporciona una superficie de transferencia de calor del lado del gas ampliada mientras se mantienen pasajes abiertos entre los pernos, por lo que los tubos son especialmente adecuados parasecciones de convección de calderas, equipos de recuperación de calor residual y servicio de gases de combustión de alta temperatura.
La norma ASTM A335 P22 se especifica para tubos sin costuras de aleación ferrítica de acero para servicio a altas temperaturas.Su composición cromo-molibdeno proporciona un rendimiento sustancialmente mejor a altas temperaturas que el acero al carbono ordinarioLa composición química nominal de 21⁄4Cr-1Mo contiene aproximadamente10,90 ∼2,60% Cr y 0,87 ∼1,13% Mo.
Características clave
- Material del tubo de base:Se aplicarán las siguientes medidas:
- Tipo de material:Acero de aleación ferrítica 21⁄4Cr-1Mo
- Tipo de aleta:Playa de cabeza de clavos soldada
- Aplicación:Generación de energía térmica y recuperación de calor a altas temperaturas
- Apto para:Sección de convección de la caldera, sistemas de recuperación de calor y intercambiadores de calor de alta temperatura del lado del gas
- Resistencia a altas temperaturas:Apta para el servicio de presión a temperatura elevada
- Buena resistencia a la fatiga térmica:Apto para equipos expuestos a calentamiento y enfriamiento repetidos
- Superficie exterior robusta:La configuración de los pernos proporciona una superficie de transferencia de calor mecánicamente duradera
- Fabricación:Las puntas pueden ser soldadas por resistencia o fabricadas de otra manera de acuerdo con el diseño especificado por el cliente y el procedimiento aplicable.
¿Por qué utilizar tubos de aleta con tacho P22 en las centrales térmicas?
En la generación de energía térmica, las superficies de transferencia de calor funcionan con frecuencia a temperaturas elevadas y están expuestas a gases de combustión.Por lo tanto, el material del tubo debe mantener una resistencia adecuada y una estabilidad dimensional mientras transfiere calor de manera eficiente.
El P22 proporciona una combinación útil de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación asistida por cromo y rendimiento a altas temperaturas mejorado por molibdeno.La resistencia a la tracción mínima especificada para P22 es415 MPa, con un rendimiento mínimo de205 MPa.
La configuración de puntas añade otra ventaja importante.los pernos individuales crean un gran número de superficies de transferencia de calor mientras dejan canales entre los pernos adyacentesEsto puede ser ventajoso en aplicaciones del lado del gas dondecontaminación, acumulación de cenizas, expansión térmica y acceso a la limpiezaLa Comisión no ha podido
Por esta razón, se pueden considerar tubos con tapones P22 para:
- Calderas de centrales térmicas
- Secciones de convección de la caldera
- Sistemas de recuperación de calor residual
- Unidades de recuperación de calor de alta temperatura
- Exchanger de calor de los gases de combustión
- Calderas industriales
- Calentadores de proceso y hornos de alta temperatura
- Otros equipos de transferencia de calor de alta temperatura del lado del gas
Construcción típica
Un tubo de aleta con tapones P22 consiste normalmente en:
P22 tubo de base sin costura → fijación de perno soldado → inspección dimensional → tratamiento de superficie → ensayo → inspección final
El tubo base proporciona la función de contención de presión, mientras que los pernos externos aumentan el área efectiva de transferencia de calor.
Las dimensiones de los pernos, el ancho, el número de filas, la disposición y el método de fijación deben seleccionarse de acuerdo con los requisitos de diseño térmico en lugar de utilizar una configuración universal.
Arreglos comunes para los sementales
Las configuraciones típicas pueden incluir:
- Disposición de los pernos en etapas
- Disposición de los pernos en línea
- Varias filas longitudinales
- Distribución circular alrededor del tubo
- Densidad y inclinación de las puntas específicas del cliente
Para las aplicaciones de generación de energía, la geometría final debe establecerse a partir de la geometría requerida.coeficiente de transferencia de calor, velocidad del gas, caída de presión, características de incrustación, temperatura de funcionamiento y tensiones mecánicas admisibles.
Rango de tamaño común
Debido a que los tubos de aleta con púas normalmente están diseñados para una caldera, calentador o aplicación de recuperación de calor particular, no existe un rango de tamaño universal único.
| Punto de trabajo |
Distribución común |
| OD del tubo base |
25 ‰ 114,3 mm |
| espesor de la pared del tubo base |
2.5 ∼12 mm |
| Duración del tubo |
3 ̊15 m |
| Diámetro de las puntas |
Aproximadamente 6 ̊16 mm. |
| Altura de las puntas |
Aproximadamente 10 ∼ 25 mm |
| Pista de lanzamiento |
Aproximadamente 12 ∼ 35 mm |
| Arreglo de las semillas |
En línea o escalonada |
| Materiales de las puntas |
Acero de carbono/aleación, según el diseño |
| Tubos de base |
Las demás partidas de los componentes de las placas de ensayo |
Nota:Estos son rangos típicos de ingeniería en lugar de las limitaciones de ASTM A335.Los requisitos y tolerancias de fijación deben confirmarse de acuerdo con el diseño térmico y mecánico del cliente..
Composición química ASTM A335 P22
Los valores siguientes representan la composición comúnmente especificada de ASTM A335 P22 en porcentaje de peso.
| El elemento |
Las demás partidas de los componentes de las placas de ensayo |
| El carbono (C) |
00,05 ‰ 0,15% |
| Manganeso (Mn) |
00,30 ∼ 0,60% |
| El silicio (Si) |
≤ 0,50% |
| Fósforo (P) |
≤ 0,025% |
| El sulfuro (S) |
≤ 0,025% |
| El cromo (Cr) |
10,90 ∼ 2,60% |
| El molybdeno (Mo) |
0.87 ∙ 1.13% |
El papel de los principales elementos de aleación
El cromo (Cr)mejora la resistencia a la oxidación y contribuye al rendimiento de la aleación a altas temperaturas.
El molybdeno (Mo)mejora la resistencia a altas temperaturas y la resistencia al ablandamiento, lo que es importante en operaciones prolongadas a altas temperaturas.
La combinación hace que el P22 sea particularmente adecuado para equipos de generación de energía a alta temperatura en comparación con los materiales convencionales de tubos de acero al carbono.
Propiedades mecánicas del ASTM A335 P22
Los requisitos mecánicos mínimos típicos incluyen:
| Propiedad |
Requisito |
| Resistencia a la tracción |
≥ 415 MPa |
| Fuerza de rendimiento |
≥205 MPa |
| Elongado |
≥ 30%* |
| Dureza |
Según la especificación/condición aplicable |
*Los requisitos de alargamiento pueden variar según la orientación y las dimensiones de la muestra; la edición aplicable de la norma ASTM A335/A335M debe regir la especificación de compra.
El tubo base P22 se suministra normalmente en condiciones adecuadas de tratamiento térmico, tales como:normalizado y templado o en otra condición permitida por la especificación aplicable.
Proceso de fabricación
Nuestros tubos de aleta con púas ASTM A335 P22 se pueden fabricar a través de una secuencia controlada diseñada para mantener la integridad del tubo y la calidad de la fijación de los púas.
1P22 Preparación de tubos
El tubo ASTM A335 P22 sin costura se selecciona de acuerdo con el diámetro exterior especificado, el grosor de la pared, la longitud y los requisitos de material.
2Preparación de la superficie del tubo
La superficie externa del tubo se limpia y prepara para eliminar el aceite, la escama, el óxido y otros contaminantes que podrían afectar la fijación de los pernos.
3Preparación de los sementales
Los pernos se fabrican con el diámetro, la altura, la geometría y los requisitos de material especificados.
4. Soldadura de puntas
Los pernos se sujetan a la superficie externa del tubo mediante un proceso de soldadura controlada adecuado al diseño.Los parámetros de soldadura se controlan para lograr una fijación constante sin daños inaceptables en la pared del tubo.
5Inspección dimensional
Los tubos acabados se comprueban para detectar:
- Diámetro exterior del tubo
- espesor de la pared
- Duración del tubo
- Altura de las puntas
- Diámetro de las puntas
- Pista de lanzamiento
- Alineación de las puntas
- Densidad de cachorros
- Dirección general
6Inspección y ensayos finales
Los tubos completos se someten al programa de inspección y ensayo especificado antes del envío.
Pruebas e inspecciones
Para las aplicaciones de generación de energía térmica, el control de calidad debe abarcar tanto laTubo de presión P22y elAccesorio de perno.
Análisis químico
Se puede realizar una identificación positiva del material o un análisis químico de laboratorio para verificar que el tubo base cumple con la composición química especificada de P22.
Pruebas de tracción
Los ensayos de tracción verifican la resistencia a la tracción, la resistencia al rendimiento y el alargamiento requeridos del tubo P22.
Prueba de dureza
Se pueden realizar ensayos de dureza para confirmar el cumplimiento de los requisitos aplicables de material y tratamiento térmico.
Prueba de aplanamiento
Cuando sea aplicable, las muestras de tubos pueden someterse a pruebas de aplanamiento para evaluar la ductilidad y la integridad del tubo..
Prueba de curvatura
Los ensayos de flexión pueden aplicarse cuando así lo exija la especificación de compra o la norma aplicable.
Pruebas hidrostáticas
Los ensayos hidrostáticos se pueden realizar en los tubos de base o en los conjuntos terminados de acuerdo con la especificación aplicable, el código de diseño y los requisitos del comprador.
Prueba de corriente de Eddy
El examen de la corriente de Eddy puede utilizarse como método no destructivo para detectar ciertas discontinuidades superficiales y cercanas a la superficie en el tubo.
Pruebas por ultrasonido
La UT puede utilizarse cuando se especifique para examinar el material del tubo o las regiones de soldadura seleccionadas.
Inspección visual y dimensional
Cada tubo terminado puede inspeccionarse para:
- Posicionamiento de las puntas
- Accesorio de rodillos
- Deformación del tubo
- Defectos de la superficie
- Dirección del tubo
- Las dimensiones
- Apariencia de la soldadura
Pruebas de extracción de puntas / de fijación
En el caso de los tubos con tapones, la resistencia de fijación es particularmente importante.Las muestras representativas podrán someterse a ensayos de fijación mecánica de acuerdo con el procedimiento de fabricación y control de calidad acordado..
Ventajas de los tubos de aleta con tacho P22
1Diseñado para el servicio de alta temperatura.
P22 es un acero de aleación de cromo y molibdeno cubierto específicamente por ASTM A335 para el servicio a altas temperaturas.
2- Superficie de transferencia de calor
Los pernos individuales aumentan sustancialmente la superficie externa disponible para la transferencia de calor del lado del gas en comparación con un tubo plano.
3Construcción robusta
El diseño con tapones puede proporcionar una superficie de transferencia de calor externa duradera para entornos industriales exigentes.
4. Adecuado para ciclismo térmico
La composición de aleación de P22 y sus propiedades mecánicas a altas temperaturas lo hacen adecuado para equipos expuestos a cambios de temperatura repetidos.
5Diseño térmico flexible
El diámetro, la altura, la inclinación y la disposición de los pernos se pueden diseñar para lograr el equilibrio requerido entre el rendimiento de transferencia de calor y la caída de presión del lado del gas.
Aplicaciones
Los tubos de aleta con púas ASTM A335 P22 son especialmente adecuados para:
Instalaciones de energía térmica
Se utiliza en calderas de alta temperatura y secciones de recuperación de calor donde se requiere una mayor transferencia de calor del lado del gas.
Secciones de convección de la caldera
Los tubos con tapones pueden incorporarse a las superficies de calefacción por convección para recuperar la energía térmica de los gases de combustión.
Recuperación del calor residual
Los tubos pueden utilizarse para recuperar energía de los gases de escape de alta temperatura y transferirla a agua, vapor u otros fluidos de proceso.
Calderas industriales
Apto para aplicaciones seleccionadas de transferencia de calor en calderas de alta temperatura que requieren tubos de presión de aleación de acero.
Equipo de calefacción de procesos
Los tubos con tapones P22 también se pueden diseñar para equipos de transferencia de calor a alta temperatura en procesos industriales.
Garantizar la calidad
En el caso de los proyectos de generación de energía, puede facilitarse documentación de acuerdo con los requisitos del proyecto, que incluye:
- Certificado de ensayo de materiales (MTC)
- Informe de análisis químico
- Informe de ensayo mecánico
- Registros de tratamiento térmico
- Informe de inspección dimensional
- Registros de ensayos no destructivos
- Registros de ensayo hidrostático
- Registros de inspección de los accesorios de perno
- Documentación del procedimiento de soldadura, cuando proceda
- Informe de inspección final
- Registros de trazabilidad
Cada tubo P22 puede identificarse por número de calor y lote de producción para mantener la trazabilidad del material durante toda la fabricación e inspección.
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