لوله های دندانه دار ASTM A312 TP304H برای تولید کنندگان HRSG

لوله‌های فین‌دار دندانه‌دار ASTM A312 TP304H، لوله‌های انتقال حرارت از جنس فولاد زنگ‌نزن دما بالا هستند که برای بویلرهای بازیاب حرارت (HRSG)، بویلرهای بازیاب حرارت اتلافی، مبدل‌های حرارتی صنعتی و سایر سیستم‌های حرارتی تحت شرایط کاری سنگین توسعه یافته‌اند خود ادغام نمایند.

گرید TP304H یک گرید فولاد زنگ‌نزن آستنیتی با محتوای کربن بالاتر نسبت به TP304 استاندارد است. این ترکیب برای کاربری در دماهای بالا در نظر گرفته شده و ترکیبی از استحکام در دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر خوردگی و جوش‌پذیری مناسب را در صورت فرآوری مناسب فراهم می‌آورد.

طراحی فین دندانه‌دار سطح انتقال حرارت خارجی را افزایش داده و هم‌زمان در سمت گاز جریان آشفته ایجاد می‌کند. این ویژگی امکان بازیابی کارآمد حرارت از گازهای داغ خروجی اگزوز را بدون نیاز به یک دسته لوله بیش از حد بزرگ فراهم می‌سازد. برای سازندگان HRSG، این مشخصات لوله‌های فین‌دار دندانه‌دار TP304H را برای کاربردهایی مناسب می‌سازد که در آن‌ها راندمان حرارتی، دوام، طراحی فشرده تجهیزات و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا اهمیت دارند.

در یک HRSG، گاز داغ خروجی از توربین گاز از میان دسته‌های لوله انتقال حرارت عبور می‌کند. آب یا بخار درون لوله‌ها، حرارت را از گاز خروجی جذب می‌کند.

یک لوله لخت معمولی دارای سطح خارجی محدودی است. فین‌های دندانه‌دار به‌طور چشمگیری سطح مؤثر انتقال حرارت سمت گاز را افزایش می‌دهند و به طراح HRSG اجازه می‌دهند تا با چیدمان لوله فشرده‌تر به ظرفیت حرارتی مورد نیاز دست یابد.

ASTM A312 TP304H به‌ویژه برای بخش‌های با دمای بالای انتخاب‌شده جذاب است، زیرا ساختار فولاد زنگ‌نزن آن مقاومت بهتری در برابر اکسیداسیون و خوردگی نسبت به لوله‌های فین‌دار معمولی از جنس فولاد کربنی ارائه می‌دهد.

کاربردهای متداول عبارتند از:

• بخش‌های انتقال حرارت HRSG
• بویلرهای بازیاب حرارت اتلافی
• بازیابی حرارت گازهای خروجی توربین گاز
• بخش‌های اکونومایزر دما بالا
• واحدهای صنعتی بازیابی حرارت
• مبدل‌های حرارتی گاز به آب
• مبدل‌های حرارتی گاز به بخار
• تجهیزات بازیابی حرارت پتروشیمی
• بازیابی حرارت فرآیندی پالایشگاه
• بویلرهای صنعتی دما بالا

لوله‌های فین‌دار دندانه‌دار ما می‌توانند با استفاده از فرآیند جوشکاری مقاومتی فرکانس بالا (HFW) تولید شوند که در آن نوار فین ممتد به‌صورت مارپیچی به دور لوله پایه پیچیده شده و به سطح لوله جوش داده می‌شود.

سپس فین به‌صورت مکانیکی به شکل دندانه‌دار یا تکه‌تکه (سگمنتد) فرم‌دهی می‌شود.

این ساختار ویژگی‌های زیر را فراهم می‌کند:

• افزایش سطح انتقال حرارت خارجی
• بهبود آشفتگی جریان در سمت گاز
• اتصال محکم فین به لوله
• مقاومت مناسب در برابر چرخه‌های حرارتی
• انتقال حرارت کارآمد در کاربردهای سمت گاز
• کاهش خطر جدا شدن فین در حین کارکرد
• پیکربندی انعطاف‌پذیر دسته لوله

برای کاربردهای HRSG، نوع دقیق لوله، فین، گام، ارتفاع و ضخامت باید بر اساس دمای گاز، شرایط بخار/آب، افت فشار، محیط خورنده و ظرفیت انتقال حرارت مورد نیاز خود ادغام نمایند.

ابعاد را می‌توان بر اساس طراحی حرارتی و مکانیکی سازنده HRSG سفارشی‌سازی کرد.

این مقادیر محدوده‌های ساخت متداول هستند و الزامات ابعادی ثابت ASTM به شمار نمی‌روند. ابعاد نهایی را می‌توان بر اساس نقشه‌های طراحی HRSG و محاسبات انتقال حرارت مشتری تولید کرد.

مقادیر زیر نشان‌دهنده الزامات شیمیایی معمولاً مشخص‌شده برای ASTM A312 TP304H هستند. ویرایش معتبر مشخصات خرید همواره باید مبنای گواهینامه نهایی متریال باشد.

مقادیر نسبتاً بالای کروم و نیکل، ساختار فولاد زنگ‌نزن آستنیتی و مقاومت در برابر خوردگی/اکسیداسیون مربوط به خانواده ۳۰۴ را فراهم می‌کنند.

حداقل الزامات مکانیکی متداول برای ASTM A312 TP304H عبارتند از:

خواص واقعی باید بر اساس ویرایش معتبر ASTM A312/A312M و مشخصات فنی پروژه خریدار تأیید شود.

برای کاربری HRSG، الزامات خواص مکانیکی باید همراه با دمای طراحی، فشار، قرارگیری در معرض خزش، چرخه‌های حرارتی و شرایط خوردگی خود ادغام نمایند.

لوله‌های فین‌دار دندانه‌دار TP304H ما را می‌توان از طریق فرآیند کنترل‌شده زیر تولید کرد:

لوله‌های فولاد زنگ‌نزن ASTM A312 TP304H از نظر دقت ابعادی، وضعیت سطح و شناسایی متریال بازرسی می‌شوند.

نوار فین فولاد زنگ‌نزن به عرض و ضخامت مشخص‌شده برش داده شده و برای جوشکاری مداوم آماده می‌شود.

نوار فین به‌صورت مارپیچی به دور لوله پیچیده می‌شود در حالی که انرژی الکتریکی فرکانس بالا گرمایش موضعی را در فصل مشترک فین و لوله ایجاد می‌کند. برای ایجاد یک اتصال متالورژیکی پیوسته، فشار اعمال می‌شود.

فین مارپیچی پیوسته به‌صورت مکانیکی شیاردار/دندانه‌دار می‌شود تا پروفیل سگمنتد مورد نیاز ایجاد گردد.

هندسه، گام، ارتفاع و تراز فین جهت مطابقت با مشخصات مشتری کنترل می‌شوند.

انتهای لوله‌ها بر اساس الزامات سازنده HRSG تمیزکاری و پرداخت می‌شوند.

بازرسی‌های ابعادی، چشمی، متریال و جوش/اتصال قبل از ترخیص نهایی انجام می‌شوند.

کنترل کیفیت برای لوله‌های فین‌دار HRSG از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا آن‌ها تحت بارگذاری حرارتی مداوم و تغییرات دمایی مکرر خود ادغام نمایند.

بسته به مشخصات خرید، بازرسی ممکن است شامل موارد زیر باشد:

شناسایی مثبت متریال (PMI) یا آنالیز شیمیایی آزمایشگاهی را می‌توان برای تأیید گرید متریال TP304H انجام داد.

آزمون کشش استحکام تسلیم، استحکام کششی و ازدیاد طول را تأیید می‌کند.

لوله پایه را می‌توان بر اساس الزامات معتبر ASTM A312 و مشخصات خریدار تحت آزمون هیدرواستاتیک قرار داد.

آزمون جریان گردابی می‌تواند ناپیوستگی‌های سطحی و نزدیک به سطح را در لوله شناسایی کند.

بسته به الزامات پروژه، آزمون التراسونیک (UT) ممکن است برای بررسی دیواره لوله یا ناحیه جوش مشخص شود.

اتصال فین از نظر پیوستگی، کیفیت اتصال و نواحی احتمالی جوش ناکامل بازرسی می‌شود.

سطح لوله، هندسه فین، ظاهر جوش و انتهای لوله‌ها به‌صورت چشمی بازرسی می‌شوند.

اندازه‌گیری‌های متداول شامل موارد زیر است:

• قطر خارجی لوله
• ضخامت دیواره
• طول لوله
• ارتفاع فین
• ضخامت فین
• گام فین
• تراکم فین
• هم‌ترازی فین با لوله
• طول کلی قسمت فین‌دار

فین‌های دندانه‌دار سطح انتقال حرارت خارجی را در مقایسه با لوله‌های لخت به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهند.

هندسه ناپیوسته فین باعث افزایش آشفتگی جریان و بهبود انتقال حرارت سمت گاز می‌شود.

TP304H مقاومت بسیار بیشتری در برابر بسیاری از محیط‌های خورنده و اکسیدکننده نسبت به لوله‌های فولاد کربنی معمولی ارائه می‌دهد.

TP304H برای کاربردهای دمای بالا در نظر گرفته شده است، جایی که متریال باید خواص مکانیکی کاربردی خود را حفظ کند.

ساختار جوش داده شده با فرکانس بالا یک اتصال پیوسته و از نظر مکانیکی مستحکم بین فین و لوله ایجاد می‌کند.

سطح انتقال حرارت بالاتر می‌تواند به مهندسان در دستیابی به عملکرد حرارتی مورد نیاز در یک سطح انتقال حرارت فشرده کمک کند.

یک ساختار فین جوشکاری‌شده با طراحی و ساخت مناسب می‌تواند در برابر گرمایش و سرمایش مکرر ناشی از عملکرد HRSG مقاومت کند.

لوله‌های فین‌دار دندانه‌دار ASTM A312 TP304H عمدتاً برای موارد زیر طراحی شده‌اند:

• بویلرهای بازیاب حرارت (HRSGs)
• نیروگاه‌های سیکل ترکیبی
• بویلرهای بازیاب حرارت اتلافی
• سیستم‌های اگزوز توربین گاز
• سیستم‌های تولید هم‌زمان صنعتی (CHP)
• بازیابی حرارت فرآیندی
• بازیابی حرارت در پالایشگاه
• واحدهای پتروشیمی
• تأسیسات فرآوری شیمیایی
• مبدل‌های حرارتی گاز دمای بالا
• بویلرهای صنعتی
• سیستم‌های بازیابی انرژی

برای سازندگان HRSG، ما می‌توانیم لوله‌های فین‌دار دندانه‌دار را مطابق با الزامات خاص پروژه تولید کنیم، از جمله:

لوله پایه: ASTM A312 TP304H
نوع فین: فین مارپیچی دندانه‌دار
اتصال فین: جوشکاری فرکانس بالا (HFW)
جنس فین: فولاد زنگ‌نزن / آلیاژ مشخص‌شده در پروژه
طول لوله: مشخص‌شده توسط مشتری
گام فین: مشخص‌شده توسط مشتری
ارتفاع فین: مشخص‌شده توسط مشتری
ضخامت فین: مشخص‌شده توسط مشتری
بازرسی: مطابق با الزامات ASTM، ASME و خریدار
مستندات: گواهینامه آزمون متریال (MTC)، گزارش بازرسی ابعادی و سوابق آزمایش‌ها/NDT مربوطه

ابعاد نهایی لوله و فین همواره باید بر اساس طراحی حرارتی HRSG، طراحی مکانیکی و مشخصات فنی مربوط به پروژه تعیین شوند، نه صرفاً از طریق انتخاب ابعاد از یک جدول اندازه استاندارد.

برای کاربردهای HRSG، هر پارت تولیدی را می‌توان با مستندات ردیابی شامل موارد زیر عرضه کرد:

• شماره ذوب (Heat number)
• گرید متریال
• ترکیب شیمیایی
• نتایج آزمون مکانیکی
• ابعاد لوله
• ابعاد فین
• بازرسی جوش/اتصال فین
• نتایج NDT در صورت تعیین
• نتایج آزمون هیدرواستاتیک در صورت تعیین
• بازرسی چشمی
• سوابق بازرسی نهایی
• گواهینامه آزمون متریال (MTC)

این ردیابی‌پذیری به سازندگان HRSG کمک می‌کند تا لوله‌ها را در سیستم‌های کنترل کیفیت و مستندات تجهیزات تحت فشار خود ادغام نمایند.