Латунные бесшовные трубы в теплообменниках и конденсаторах: свойства и применение

Что такое латунная бесшовная трубка

Латунная бесшовная труба производится путем прошивки и горячей экструзии литой заготовки в полую оболочку, а затем обжатия этой оболочки путем холодной вытяжки, пильджеринга или прокатки до достижения требуемого наружного диаметра и толщины стенки с промежуточными отжигами для восстановления пластичности. Нигде в стене нет продольных или винтовых сварных швов.

Эта деталь имеет значение при обслуживании теплообменника-. Сварная труба имеет зону термического-воздействия, микроструктура и остаточные напряжения которой отличаются от основного металла, и эта зона является первым местом, где появляются питтинги или трещины во влажной среде, содержащей хлориды-. Бесшовная стенка является однородной в окружном направлении, что обеспечивает предсказуемую реакцию на расширение трубной -листовой решетки, изгиб, вибрацию и циклическое изменение температуры.

Слово «латунь» охватывает широкий спектр медно-цинковых сплавов, и марка, выбираемая для теплообменника, обычно представляет собой небольшой и преднамеренный выбор, а не самый дешевый доступный полосовой материал.

Почему латунь работает в условиях жары?-Передача тепла

Теплопроводность:латунь 70/30, такая как C26000, проводит тепло примерно 120 Вт/(м·К) при комнатной температуре, что на порядок выше, чем у нержавеющей стали, и примерно вдвое меньше, чем у чистой меди.

Коррозионная стойкость:сплав образует устойчивую защитную пленку в нейтральной и чистой морской воде. Добавки мышьяка, сурьмы, фосфора или алюминия используются в конденсаторных марках для предотвращения обесцинкования и ударного воздействия.

Сила и давление:холодная-вытяжка обеспечивает прочность стенок, необходимую для высокого давления охлаждающей-воды и для трубных решеток, несущих сотни трубок, в то время как отожженная закалка остается достаточно пластичной, чтобы ее можно было расширить в трубную решетку и согнуть в U-форму.

Формируемость и соединение:латунную трубку можно сгибать, развальцовывать, расширять и паять с помощью обычного цехового оборудования, она выдерживает нарушение размеров, вызванное расширением роликов, без растрескивания.

Поведение против-обрастания:ионы меди, выделяемые в очень низкой концентрации, подавляют морское биообрастание внутри трубки, поэтому скорость охлаждающей-воды можно поддерживать с меньшими затратами на очистку, чем при использовании стальной или титановой трубки.

Классы и стандартные характеристики

Бесшовные круглые трубы из меди и медных сплавов для теплообменников соответствуют международным требованиям ASTM B111 / ASME SB111, а в Европе - EN 12451. Оба стандарта определяют состояние при поставке трубы -, наружный диаметр, толщину стенки и допуск, состояние, размер зерна для отожженной трубы, требования к растяжению и не-неразрушающий контроль, который необходимо применить -, поэтому заказ на поставку, в котором указан стандарт, а также сплав и отпуск, оставляет мало возможностей для выбора. интерпретация.

Стандартные размеры поставляемых трубок конденсатора и охладителя варьируются от приборных трубок малого-диаметра до больших трубок конденсатора, толщина стенок которых соответствует давлению охлаждающей-воды и ожидаемому припуску на коррозию в течение расчетного срока службы. Поставляются прямые отрезки, U-изогнутые отрезки и спиральные трубы, концы которых заглушены, а канал ствола высушен для транспортировки на экспорт.

Применение в теплообменниках и конденсаторах

Кожухо-и-трубчатые теплообменники:пучок труб – это-поверхность теплопередачи; латунную трубку расширяют или приваривают к стальным, латунным или медно-никелевым трубным решеткам и поддерживают перегородками по длине.

Поверхностные конденсаторы:конденсаторы пара на электростанциях, судовых двигательных установках и технологических установках, где труба должна выдерживать непрерывный поток морской воды и воздействие пара-со стороны.

Охлаждение и кондиционирование воздуха:конденсаторы и испарители на агрегатированных чиллерах и промышленных холодильных установках, где трубы имеют оребрение или сформированы в змеевики.

Химический и нефтехимический завод:охладители, нагреватели и конденсаторы, работающие с технологическими жидкостями с одной стороны и охлаждающей водой с другой, при этом марка выбирается в соответствии с более агрессивной из двух жидкостей.

Морские и морские системы:охладители смазочного масла, водяные охладители в рубашке, воздухоохладители и центральные системы охлаждения на судах и платформах.

Опреснение и централизованное охлаждение:подогреватели рассола, ступени конденсатора и контуры охлаждающей-воды в многоступенчатых установках мгновенного осмоса и обратного осмоса.

Руководство по выбору, обработке и установке

Сопоставьте уровень с водой.Чистая морская вода при умеренной скорости подходит адмиралтейскому руководству; загрязненная, сульфидная-содержащая или высокая-вода требует использования алюминия, латуни или меди-никеля. Использование ингибированной латуни при химическом восстановлении воды является распространенной и дорогостоящей ошибкой.

Сохраняйте скорость охлаждающей-воды внутри окна проектирования.Слишком низкая скорость приводит к образованию отложений и под-коррозии; слишком высокая скорость разрушает защитную пленку. Расчетные скорости устанавливаются заводской спецификацией на выбранный сплав.

Расширять только отожженную трубку.Расширение роликами локально упрочняет трубу, поэтому труба должна вступить в стадию расширения в отожженном или слегка холодном-обработанном состоянии, чтобы избежать растрескивания трубной решетки.

Снятие напряжения после U-изгиба.Холодный изгиб оставляет остаточное напряжение в изгибе, который является классическим местом-коррозионного растрескивания под напряжением в аммиачной или хлоридной среде; отжиг для снятия стресса-удаляет его.

Контроль чистоты в процессе изготовления.Частицы углеродистой стали, внедренные в поверхность трубки, действуют как катоды и начинают питтинговать. Используйте инструменты из нержавеющей стали или-цветных металлов, очистите стойки и крышки, а также промойте комплект перед вводом в эксплуатацию.

Обеспечьте дифференциальное расширение.Латунь и сталь расширяются с разной скоростью; плавающие головки, компенсаторы или насадочные трубные решетки используются во избежание перегрузки соединений труб-с-трубами-решетками.

Точки проверки и распространенные проблемы

Эдди-токовое исследование по всей длине после окончательного отжига, как того требует стандарт на продукцию, является основным приемочным испытанием на целостность стенки.

Испытание на растяжение образца из готовой партии подтверждает состояние отпуска, а измерение размера зерна-на отожженной трубке подтверждает завершение рекристаллизации.

Проверка размеров должна охватывать наружный диаметр, толщину стенки, овальность и прямолинейность, поскольку эксцентриситет стенки приводит к преждевременному выходу из строя при расширении.

Обесцинкование, ударное воздействие,-коррозионное растрескивание под напряжением, загрязнение и вибрационная усталость являются причинами подавляющего большинства поломок-трубок в процессе эксплуатации; у каждого есть проектные или эксплуатационные меры противодействия, и соответствующий уклон плюс правильная скорость, очистка воды и расстояние между опорами являются самым дешевым средством контроля.

Если трубка вышла из строя, механизм отказа должен быть определен металлургическим путем перед заменой трубки, поскольку замена латуни той же латунью в системе, страдающей от загрязнения или превышения-скорости, просто повторяет неисправность.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Зачем для конденсатора использовать бесшовную трубку вместо сварной?
Сварная труба содержит сварной шов и-зону термического влияния, которые ведут себя иначе, чем основной металл в хлоридной среде. Бесшовная труба имеет однородную стенку в окружном направлении, что обеспечивает предсказуемое расширение, изгиб и коррозионную стойкость.

Вопрос: Какая марка латуни лучше всего подходит для охлаждения морской воды?
Чистую морскую воду с умеренной скоростью обычно подают из адмиралтейской латуни C44300 или из сурьмяной адмиралтейской латуни C44400. Для работы с-высокой скоростью или загрязненной водой требуется алюминиевая латунь C68700 или медно--никелевый сплав, например C70600.

Вопрос: Какова теплопроводность латунной трубки?
Это зависит от сплава: латунь 70/30, такая как C26000, проводит примерно 120 Вт/(м·К) при комнатной температуре, тогда как адмиралтейская латунь ниже - примерно 110 Вт/(м·К). Чистая медь примерно в три-четыре раза выше.

Вопрос: Можно ли приварить латунную трубу к трубной решетке?
Можно, но расширение роликами является обычным методом, поскольку позволяет избежать зоны термического-воздействия и обеспечивает повторяемость. Сварка используется там, где соединение должно быть герметичным-герметичным при высоком давлении или должно быть металлургически соединено, после чего труба обычно сначала приваривается, а затем слегка расширяется.

Вопрос: Какую закалку следует заказывать для U-изогнутой трубы?
Отожженная трубка упорядочивается, и из отожженного состояния образуется U-изгиб; отжиг для снятия напряжения-после изгиба указывается там, где среда эксплуатации может вызвать коррозионное растрескивание-под напряжением.

Вопрос: Как упаковывается латунная бесшовная труба для экспорта?
Трубу обычно защищают -антикоррозийным маслом и пластиковой пленкой, закрывают торцы-заглушками, обвязывают стальной лентой и защищают углы и перевозят на деревянных поддонах или в усиленных ящиках, чтобы связка доставлялась сухой и неповрежденной.