Tubos de barbatanas com estofos ASTM A335 P22 para geração de energia térmica
Tubos de barbatanas estofadas ASTM A335 P22, também conhecido comoTubos de barbatanas ou tubos com cravos, são componentes de transferência de calor de alta temperatura concebidos para aplicações exigentes de geração de energia térmica e recuperação de calor industrial.Tubos de base P22 de liga de aço 21⁄4Cr-1Mocom pernos de aço soldados distribuídos à volta da superfície exterior.
Ao contrário dos tubos de barbatana contínua convencionais, a configuração de tachas cria numerosas projeções individuais de transferência de calor ao redor do tubo.Este projeto fornece uma superfície de transferência de calor do lado do gás ampliada, mantendo as passagens abertas entre os pernos, tornando os tubos particularmente adequados parasecções de convecção de caldeiras, equipamento de recuperação de calor residual e serviço de gases de combustão de alta temperatura.
A norma ASTM A335 P22 é especificada para tubos sem costura de liga ferrítica de aço para serviço a alta temperatura.A sua composição cromo-molibdênio proporciona um desempenho substancialmente melhor em temperaturas elevadas do que o aço carbono comumA composição química nominal de 21⁄4Cr-1Mo contém aproximadamente10,902,60% Cr e 0,871,13% Mo.
Características fundamentais
- Material do tubo de base:ASTM A335 P22 / ASME SA335 P22
- Tipo de material:21⁄4 aço de liga ferrítica Cr-1Mo
- Tipo de barbatana:Barbatanas soldadas / barbatanas
- Aplicação:Geração de energia térmica e recuperação de calor a altas temperaturas
- Adequado para:Secções de convecção da caldeira, sistemas de recuperação de calor e trocadores de calor de alta temperatura do lado do gás
- Resistência à alta temperatura:Apto para serviço de pressão a temperatura elevada
- Boa resistência à fadiga térmica:Adequado para equipamentos expostos a aquecimento e arrefecimento repetidos
- Superfície externa robusta:A configuração do canhão fornece uma superfície de transferência de calor mecanicamente durável
- Fabricação:Os poros podem ser soldados por resistência ou fabricados de outra forma de acordo com o projeto especificado pelo cliente e o procedimento aplicável.
Por que usar tubos de barbatanas de P22 em usinas de energia térmica?
Na produção de energia térmica, as superfícies de transferência de calor operam frequentemente sob temperaturas elevadas e estão expostas a gases de combustão.O material do tubo, portanto, precisa manter a resistência adequada e estabilidade dimensional, enquanto a transferência de calor de forma eficiente.
O P22 proporciona uma combinação útil de resistência a temperaturas elevadas, resistência à oxidação assistida por cromo e desempenho a altas temperaturas reforçado por molibdênio.A resistência à tração mínima especificada para o P22 é415 MPa, com um rendimento mínimo de205 MPa.
Em vez de formarem uma barbatana contínua,Os pontos individuais criam um grande número de superfícies de transferência de calor, deixando canais entre os pontos adjacentesIsto pode ser vantajoso em aplicações do lado do gás, ondeimpureza, acumulação de cinzas, expansão térmica e acesso à limpezaO que é necessário considerar?
Por este motivo, podem ser considerados tubos com estofos P22 para:
- Caldeiras de centrais térmicas
- Secções de convecção da caldeira
- Sistemas de recuperação de calor residual
- Unidades de recuperação de calor de alta temperatura
- Máquinas e aparelhos para a produção de calor
- Caldeiras industriais
- Caldeiras de processo e fornos de alta temperatura
- Outros equipamentos de transferência de calor a gás de alta temperatura
Construção típica
Um tubo de barbatanas estofadas P22 consiste normalmente em:
P22 tubo de base sem costura → fixação de perna soldada → inspecção dimensional → tratamento de superfície → ensaio → inspecção final
O tubo de base fornece a função de contenção de pressão, enquanto os parafusos externos aumentam a área efetiva de transferência de calor.
As dimensões dos canos, o passo, o número de linhas, a disposição e o método de fixação devem ser selecionados de acordo com os requisitos de projeto térmico, em vez de utilizar uma configuração universal.
Arranjos comuns de estiramento
As configurações típicas podem incluir:
- Disponibilidade de estaca
- Disposição de pernas em linha
- Multiplas linhas longitudinais
- Distribuição circular ao redor do tubo
- Densidade e passo dos pinos específicos do cliente
Para aplicações de geração de energia, a geometria final deve ser estabelecida a partir dos valores exigidos.coeficiente de transferência de calor, velocidade do gás, queda de pressão, características de impureza, temperatura de funcionamento e tensões mecânicas admissíveis.
Faixa de tamanho comum
Como os tubos com barbatanas estampadas são normalmente projetados para uma caldeira, aquecedor ou aplicação de recuperação de calor particular, não há uma faixa de tamanho universal única.
| Ponto |
Distribuição comum |
| OD do tubo de base |
25 ‰ 114,3 mm |
| Espessura da parede do tubo de base |
2.5·12 mm |
| Comprimento do tubo |
3 ̊15 m |
| Diâmetro da haste |
Aproximadamente 6 ̊16 mm |
| Altura do casco |
Aproximadamente 10 ̊25 mm |
| Lançamento |
Aproximadamente 12 ̊35 mm |
| Arranjo de cavalo |
Em linha ou escalonada |
| Materiais de estiramento |
Aço carbono/aleado, de acordo com o projecto |
| Tubos de base |
ASTM A335 P22 |
Nota:Estas são as faixas de engenharia típicas, em vez de limitações da ASTM A335.Os requisitos de fixação e as tolerâncias devem ser confirmados de acordo com o projecto térmico e mecânico do cliente..
ASTM A335 P22 Composição química
Os seguintes valores representam a composição comum ASTM A335 P22 em percentagem de peso.
| Elementos |
ASTM A335 P22 |
| Carbono (C) |
00,05 ‰ 0,15% |
| Manganês (Mn) |
00,30 ∼ 0,60% |
| Silício (Si) |
≤ 0,50% |
| Fósforo (P) |
≤ 0,025% |
| Enxofre (S) |
≤ 0,025% |
| Cromo (Cr) |
10,90 ∼ 2,60% |
| Molibdênio (Mo) |
00,87 ∙ 1,13% |
Papel dos principais elementos de liga
Cromo (Cr)Melhora a resistência à oxidação e contribui para o desempenho da liga a altas temperaturas.
Molibdênio (Mo)Melhora a resistência a temperaturas elevadas e a resistência ao amolecimento, o que é importante na operação prolongada a altas temperaturas.
A combinação torna o P22 particularmente adequado para equipamentos de geração de energia a altas temperaturas em comparação com os materiais convencionais de tubos de aço carbono.
Propriedades mecânicas da ASTM A335 P22
Os requisitos mecânicos mínimos típicos incluem:
| Imóveis |
Requisito |
| Resistência à tração |
≥ 415 MPa |
| Força de rendimento |
≥ 205 MPa |
| Extensão |
≥ 30%* |
| Dureza |
De acordo com as especificações/condições aplicáveis |
* Os requisitos de alongamento podem variar consoante a orientação e as dimensões da amostra; a especificação de compra deve reger-se pela edição aplicável da norma ASTM A335/A335M.
O tubo de base P22 é normalmente fornecido em condições de tratamento térmico adequadas, tais como:normalizado e temperado ou noutra condição permitida pelas especificações aplicáveis.
Processo de Fabricação
Os nossos tubos ASTM A335 P22 com barbatanas podem ser fabricados através de uma sequência controlada concebida para manter a integridade do tubo e a qualidade da fixação dos barbatanas.
1P22 Preparação de tubos
O tubo sem costura ASTM A335 P22 é selecionado de acordo com o diâmetro exterior especificado, a espessura da parede, o comprimento e os requisitos de material.
2Preparação da superfície do tubo
A superfície externa do tubo é limpa e preparada para remover óleo, escamas, ferrugem e outros contaminantes que possam afetar a fixação dos pinos.
3- Preparação de sementes
Os pinos são fabricados de acordo com o diâmetro, a altura, a geometria e os requisitos de material especificados.
4. Soldadura de cavilhas
Os parafusos são fixados à superfície externa do tubo através de um processo de soldagem controlada adequado ao projecto.Os parâmetros de solda são monitorizados para obter uma fixação consistente sem danos inaceitáveis na parede do tubo.
5Inspecção dimensional
Os tubos acabados são verificados:
- Diâmetro externo do tubo
- Espessura da parede
- Comprimento do tubo
- Altura do casco
- Diâmetro da haste
- Lançamento
- Alinhamento do casco
- Densidade de cavalo
- Direcção geral
6Inspecção final e ensaios
Os tubos completos passam pelo programa de inspecção e ensaio especificado antes da expedição.
Teste e inspecção
Para as aplicações de geração de energia térmica, o controlo de qualidade deve abrangerTubos de pressão P22e oFixação de pernas.
Análise química
A identificação positiva do material ou a análise química de laboratório podem ser realizadas para verificar se o tubo de base está em conformidade com a composição química especificada do P22.
Ensaios de tração
Os ensaios de tração verificam a resistência à tração, a resistência ao rendimento e o alongamento do tubo P22 exigidos.
Teste de dureza
Podem ser realizados ensaios de dureza para confirmar a conformidade com os requisitos aplicáveis em matéria e tratamento térmico.
Teste de aplanamento
Quando aplicável, as amostras de tubos podem ser submetidas a testes de achatamento para avaliar a ductilidade e a integridade do tubo..
Teste de curvatura
Os ensaios de dobra podem ser aplicados quando exigido pela especificação de compra ou pela norma aplicável.
Ensaios hidrostáticos
Os ensaios hidrostáticos podem ser realizados nos tubos de base ou em conjuntos acabados, de acordo com as especificações aplicáveis, o código de projeto e os requisitos do comprador.
Teste de corrente de Eddy
O exame de corrente de Eddy pode ser utilizado como método não destrutivo para detectar certas discontinuidades de superfície e de quase-superfície no tubo.
Ensaios por ultra-som
A UT pode ser utilizada, se especificado, para examinar o material do tubo ou as regiões de soldadura seleccionadas.
Inspecção visual e dimensional
Cada tubo acabado pode ser inspeccionado para:
- Posicionamento do canhão
- Fixação de pernas
- Deformação do tubo
- Defeitos de superfície
- Direcção do tubo
- Dimensões
- Aparência da solda
Teste de descolagem / fixação
Para os tubos com estofos, a resistência da fixação é particularmente importante.As amostras representativas podem ser submetidas a ensaios de fixação mecânica de acordo com o procedimento de fabrico e controlo de qualidade acordado..
Vantagens dos tubos de barbatanas de P22
1Projetado para serviço a altas temperaturas
P22 é um aço de liga de cromo-molibdênio especificamente abrangido pela norma ASTM A335 para utilização em altas temperaturas.
2Aumentar a superfície de transferência de calor
Os canos individuais aumentam substancialmente a superfície externa disponível para transferência de calor do lado do gás em comparação com um tubo simples.
3Construção robusta.
O projeto com tachas pode fornecer uma superfície de transferência de calor externa durável para ambientes industriais exigentes.
4Adequado para ciclismo térmico
A composição da liga do P22 e as suas propriedades mecânicas a altas temperaturas tornam-no adequado para equipamentos expostos a variações de temperatura repetidas.
5- Design térmico flexível
O diâmetro, a altura, a inclinação e a disposição dos canos podem ser projetados para alcançar o equilíbrio necessário entre o desempenho de transferência de calor e a queda de pressão do lado do gás.
Aplicações
Os tubos com barbatanas ASTM A335 P22 são particularmente adequados para:
Instalações de energia térmica
Utilizado em caldeiras de alta temperatura e secções de recuperação de calor onde é necessária uma transferência de calor no lado do gás.
Seções de convecção da caldeira
Os tubos com estofos podem ser incorporados em superfícies de aquecimento por convecção para recuperar a energia térmica dos gases de combustão.
Recuperação do calor residual
Os tubos podem ser utilizados para recuperar energia dos gases de escape de alta temperatura e transferir para água, vapor ou outros fluidos de processo.
Caldeiras industriais
Adequado para aplicações selecionadas de transferência de calor de caldeiras de alta temperatura que requerem tubos de pressão de liga de aço.
Equipamento de aquecimento de processo
Os tubos de P22 também podem ser projetados para equipamentos de transferência de calor de alta temperatura em processos industriais.
Garantia da qualidade
Para os projetos de geração de energia, a documentação pode ser fornecida de acordo com os requisitos do projeto, incluindo:
- Certificado de ensaio de materiais (MTC)
- Relatório de análise química
- Relatório de ensaio mecânico
- Registros de tratamento térmico
- Relatório de inspecção dimensional
- Registros dos ensaios não destrutivos
- Registros de ensaio hidrostático
- Registros de inspecção dos acessórios
- Documentação do procedimento de solda, se aplicável
- Relatório de inspecção final
- Registros de rastreabilidade
Cada tubo P22 pode ser identificado pelo número de calor e pelo lote de produção para manter a rastreabilidade do material durante todo o fabrico e inspeção.
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