ASTM A335 P9 Tubos serrados para sistemas de recuperação de calor residual

Tubos aletados serrilhados ASTM A335 P9 são tubos de transferência de calor de alta temperatura projetados para aplicações exigentes emsistemas de recuperação de calor residual, economizadores de caldeiras, HRSGs, fornos aquecidos e equipamentos industriais de recuperação de calor. O tubo utiliza aço liga ASTM A335 P9, um material de cromo-molibdênio desenvolvido para serviço em temperaturas elevadas, enquanto a geometria da aleta serrilhada aumenta significativamente a superfície externa de transferência de calor.

Em aplicações de recuperação de calor residual, o gás de exaustão ou de combustão quente passa sobre a superfície do tubo aletado, enquanto água, vapor, fluido térmico ou outro meio de processo flui através do tubo. A área de aleta aumentada permite que mais calor seja recuperado dentro de um pacote de trocador de calor relativamente compacto.

O design serrilhado incorpora interrupções regularmente espaçadas na fita da aleta. Comparadas a uma aleta sólida contínua, essas aberturas podem promover turbulência do lado do gás e melhorar o contato entre o gás quente e a superfície da aleta. Isso torna os tubos aletados serrilhados particularmente adequados ondealto desempenho de transferência de calor, equipamentos compactos e resistência ao serviço em temperaturas elevadassão necessários.

ASTM A335 P9 é um aço liga de cromo-molibdênio contendo aproximadamente9% de cromo e 1% de molibdênio. A liga fornece uma combinação de resistência em temperaturas elevadas, resistência à oxidação e durabilidade que é útil em equipamentos de recuperação de calor de alta temperatura.

A construção de aleta serrilhada oferece várias vantagens práticas:

• Alta área de transferência de calor externa para recuperação de calor do lado do gás
• Turbulência de gás aprimorada em comparação com um tubo liso
• Adequado para ambientes de exaustão e gases de combustão de alta temperatura
• Boa resistência mecânica em temperaturas de operação elevadas
• O teor de cromo fornece resistência aprimorada à oxidação em alta temperatura
• Design compacto de trocador de calor com alta relação área de superfície/volume
• Adequado para economizadores e outras seções de recuperação de calor residual
• Disponível em configurações personalizadas de tubo, aleta e comprimento

Tubos aletados serrilhados ASTM A335 P9 são comumente considerados para:

São usados para recuperar energia térmica de gases de exaustão quentes gerados por turbinas a gás, fornos industriais, equipamentos de processo, motores e outros sistemas de alta temperatura.

Tubos aletados serrilhados podem ser usados em seções de economizadores para transferir calor do gás de combustão para a água de alimentação da caldeira, reduzindo a quantidade de combustível necessária para produzir vapor.

Em geradores de vapor de recuperação de calor, tubos aletados são usados em seções de transferência de calor expostas ao gás de exaustão da turbina. O P9 é particularmente relevante onde é necessária a construção em aço liga para temperaturas elevadas.

O calor residual dos gases de combustão pode ser recuperado através de seções de transferência de calor de tubos aletados, melhorando a eficiência térmica geral.

Refinarias e plantas petroquímicas geram grandes quantidades de gases de processo e combustão de alta temperatura. Tubos aletados serrilhados podem ser incorporados em equipamentos de recuperação de calor para recuperar essa energia, que de outra forma seria desperdiçada.

Eles também podem ser aplicados em trocadores de calor gás-líquido ou gás-vapor personalizados onde o coeficiente de transferência de calor do lado do gás é relativamente baixo e área de superfície adicional é necessária.

Um tubo aletado serrilhado geralmente consiste em:

Tubo base ASTM A335 P9 + fita de aleta serrilhada soldada continuamente ou fixada mecanicamente

O tubo base transporta o fluido interno, enquanto as aletas externas fornecem área de transferência de calor adicional.

Parâmetros de design típicos incluem:

Essas dimensões sãofaixas de engenharia típicas, em vez de requisitos dimensionais ASTM A335. O diâmetro final do tubo, espessura da parede, altura da aleta, espessura da aleta, densidade da aleta e comprimento devem ser selecionados de acordo com o cálculo de transferência de calor, projeto de pressão, temperatura, velocidade do gás, características de incrustação e desenhos do equipamento do cliente.

ASTM A335 P9 é uma classe de aço liga ferrítico baseada em uma composição de cromo-molibdênio. Os requisitos químicos típicos incluem:

A composição química exata deve sempre ser verificada contra aedição aplicável atual da ASTM A335/A335M e a especificação de material do comprador.

Os requisitos mecânicos típicos da ASTM A335 P9 incluem:

*Os requisitos de alongamento aplicáveis podem variar com a orientação da amostra e as dimensões do tubo. O MTC final deve ser verificado contra a especificação aplicável e a ordem de compra.

A combinação de cromo e molibdênio do P9 contribui para seu desempenho em condições de temperatura elevada, tornando-o uma escolha de material prática para aplicações selecionadas de recuperação de calor em alta temperatura.

O processo de fabricação pode ser controlado de acordo com os requisitos técnicos do cliente:

1. Preparação do tubo P9 — tubos de aço liga sem costura ASTM A335 P9 são selecionados de acordo com o OD e a espessura da parede necessários.
2. Preparação da superfície — a superfície do tubo é limpa para garantir a fixação confiável da aleta.
3. Preparação da fita da aleta — a fita de aço da aleta é formada e serrilhada para a geometria especificada.
4. Fixação da aleta — a aleta é soldada ou fixada ao tubo usando o processo de fabricação especificado.
5. Controle dimensional — diâmetro do tubo, espessura da parede, altura da aleta, espessura da aleta, espaçamento das aletas e comprimento total são inspecionados.
6. Inspeção final — o tubo aletado acabado é inspecionado de acordo com o padrão de material aplicável, especificação do cliente e requisitos de compra.
7. Marcação e embalagem — os tubos são identificados e protegidos para transporte e instalação.

O controle de qualidade para tubos aletados serrilhados ASTM A335 P9 pode incluir as seguintes inspeções e testes:

• Análise de composição química
• Testes de tração
• Testes de resistência ao escoamento
• Testes de alongamento
• Testes de dureza
• Teste hidrostático ou teste elétrico não destrutivo, conforme exigido pela ASTM A335
• Inspeção dimensional
• Exame visual

• Inspeção do comprimento total do tubo
• Inspeção do diâmetro externo e espessura da parede do tubo
• Medição da altura da aleta
• Medição da espessura da aleta
• Medição do passo/densidade da aleta
• Inspeção de retilinidade da aleta
• Inspeção de fixação da aleta ao tubo
• Inspeção visual da continuidade da solda
• Integridade da solda ou exame NDT quando especificado
• Amostragem aleatória ou inspeção de 100% de acordo com a especificação de compra

Para equipamentos críticos de recuperação de calor residual, requisitos de inspeção adicionais, comoteste ultrassônico, teste radiográfico, identificação positiva de material ou inspeção de terceirospodem ser providenciados quando exigido pela especificação do projeto.

A principal razão para usar aletas serrilhadas é aumentar a área de transferência de calor exposta ao fluxo de gás.

Um tubo liso tem uma área de superfície externa relativamente pequena. A adição de aletas aumenta substancialmente a área disponível sem exigir um aumento proporcional no volume do equipamento. A configuração serrilhada também cria interrupções na superfície da aleta, o que pode perturbar a camada limite de gás e promover a mistura.

Isso pode ser particularmente benéfico na recuperação de calor residual, pois a transferência de calor do lado do gás é frequentemente uma limitação importante em trocadores de calor gás-líquido e gás-vapor.

O desempenho real depende de:

• Temperatura do gás
• Taxa de fluxo de gás
• Composição do gás
• Velocidade do gás
• Temperatura e fluxo do fluido interno
• Eficiência da aleta
• Espaçamento das aletas
• Altura da aleta
• Diâmetro do tubo
• Carga de incrustação e cinzas
• Limitações de queda de pressão
• Arranjo do trocador de calor

Portanto, a geometria da aleta deve ser selecionada com base em um projeto térmico e mecânico completo, em vez de apenas pelas dimensões da aleta.

Tubos aletados serrilhados ASTM A335 P9 podem oferecer uma combinação eficaz de resistência do material e superfície de transferência de calor aprimorada para aplicações de alta temperatura.

Benefícios chave incluem:

Alta superfície de transferência de calor: Aletas serrilhadas aumentam significativamente a superfície externa disponível para transferência de calor do lado do gás.

Capacidade de alta temperatura: O aço liga de cromo-molibdênio P9 é destinado a serviço em temperaturas elevadas.

Melhoria da compacidade do equipamento: Mais superfície de transferência de calor pode ser instalada dentro de um envelope de equipamento determinado.

Adequado para ambientes industriais exigentes: A composição da liga fornece resistência útil à oxidação em alta temperatura em comparação com o aço carbono comum.

Engenharia flexível: As dimensões do tubo e a geometria da aleta podem ser personalizadas para atender a requisitos específicos de transferência de calor e queda de pressão.

Potenciais usuários finais e fabricantes de equipamentos incluem:

• Geração de energia
• Usinas de ciclo combinado
• Fabricantes de HRSG
• Fabricantes de equipamentos de recuperação de calor residual
• Refinarias
• Plantas petroquímicas
• Plantas de processamento químico
• Indústrias siderúrgicas e metalúrgicas
• Plantas de cimento
• Fornos industriais
• Fabricantes de fornos aquecidos
• Projetos de recuperação de calor de exaustão de turbinas a gás

Cada lote de produção pode ser fornecido com documentação de qualidade apropriada, incluindoCertificados de Teste de Material (MTC), análise química, resultados de testes mecânicos, registros de inspeção dimensional, registros hidrostáticos/NDT onde aplicável e certificados de inspeçãode acordo com a especificação de compra acordada.

Para projetos de exportação e engenharia, a inspeção também pode ser coordenada com agências independentes de terceiros, quando necessário.

Ao solicitar uma cotação para tubos aletados serrilhados ASTM A335 P9, os clientes devem fornecer:

• Padrão e classe do tubo base
• Diâmetro externo do tubo
• Espessura da parede do tubo
• Comprimento do tubo
• Material da aleta
• Altura da aleta
• Espessura da aleta
• Densidade ou passo da aleta
• Método de fixação da aleta
• Quantidade necessária
• Temperatura de operação
• Pressão de operação
• Composição do gás e condições de fluxo
• Padrão de inspeção aplicável
• Certificação necessária
• Desenhos do projeto ou especificações técnicas

Podemos fabricar tubos aletados serrilhados de acordo comrequisitos ASTM/ASME, desenhos do cliente, cálculos de transferência de calor e especificações específicas do projeto.

Tubos aletados serrilhados ASTM A335 P9 são uma solução especializada de transferência de calor para recuperação de calor residual em alta temperatura. Sua combinação de umtubo de aço liga 9Cr-1Mo e superfície externa ampliada e serrilhada os torna particularmente adequados para economizadores, HRSGs, recuperação de calor de fornos aquecidos, fornos industriais e outros equipamentos de transferência de calor gás-lado em alta temperatura.

Para projetos onde a eficiência térmica, o desempenho do material em temperaturas elevadas, a construção compacta e a fixação confiável da aleta são importantes, os tubos aletados serrilhados P9 podem fornecer uma base robusta para sistemas de recuperação de calor residual projetados.