Tubo sin costura con curvatura en U de acero de aleación ASTM A213 T9 para calderas de generación de energía

El tubo sin costura con curvatura en U ASTM A213 T9 es un tubo de acero de alta resistencia y resistente a la corrosión, fabricado sin costura y doblado en forma de "U" cerrada. Está diseñado específicamente para su uso en las secciones de intercambio de calor de equipos de alta temperatura y alta presión como calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor en las industrias de generación de energía y petroquímica.

Aquí hay algunos desgloses detallados:

1. Material del tubo: ASTM A213 T9

(1) ASTM A213 Grado T9: Composición química

La composición química es la clave de la alta resistencia a la temperatura y la resistencia a la corrosión del material.

Nota: El tubo debe ser tratado térmicamente a una temperatura mínima de 1200 °F (650 °C) para el alivio de tensiones subcrítico, o totalmente recocido, normalizado y templado, o normalizado y templado.

(2) ASTM A213 Grado T9: Propiedades mecánicas

Estas propiedades son las mínimas requeridas por la norma ASTM A213 para el tubo terminado después del tratamiento térmico final.

Requisitos de alargamiento: El alargamiento mínimo depende del espesor de la pared del tubo.

2. Tubo con curvatura en U

Propósito:Esta forma es fundamental para el diseño de intercambiadores de calor de tubos en U. Un haz de estos tubos se inserta en una placa tubular en el extremo recto. La curvatura en U permite que el tubo se expanda y contraiga libremente con los cambios de temperatura sin estresar la carcasa del intercambiador. Esto elimina la necesidad de juntas de expansión.

Proceso de doblado:El doblado es una operación crítica y de precisión. Se realiza en frío (para radios más pequeños) o en caliente (para evitar grietas en curvas cerradas) utilizando maquinaria especializada. El radio de curvatura es una especificación clave.

3. Características clave y ventajas del tubo con curvatura en U sin costura A213 T9:

• Resistencia a alta temperatura: Resiste la deformación y la fluencia bajo carga a temperaturas elevadas.
• Resistencia a la oxidación y la corrosión: El contenido de cromo protege contra la formación de incrustaciones y los gases de combustión corrosivos.
• Excelente transferencia de calor: La construcción sin costura y la aleación específica permiten una transferencia de calor eficiente.
• Acomodación de la expansión térmica: El diseño de curvatura en U permite la expansión térmica, evitando la acumulación de tensión.
• Diseño compacto: Un haz de tubos en U requiere menos espacio que un intercambiador de tubos rectos con una superficie similar.

Aplicación principal: Intercambiadores de calor de haz de tubos en U

El diseño de curvatura en U no es arbitrario; cumple un propósito de ingeniería crucial. Estos tubos son el elemento clave en Intercambiadores de calor de carcasa y tubos del tipo de haz de tubos en U.

• Cómo funciona:Un haz de estos tubos con curvatura en U se inserta en una carcasa cilíndrica. Las patas rectas de los tubos se aseguran en una sola placa tubular. Un fluido fluye dentro de los tubos, mientras que otro fluido fluye por el exterior de los tubos (lado de la carcasa), transfiriendo calor a través de la pared del tubo.
• Ventaja clave de la curvatura en U:El extremo en forma de U permite que el tubo se expanda y contraiga libremente con los cambios de temperatura. Esto elimina la tensión térmica que, de otro modo, se acumularía y destruiría un intercambiador de calor de tubos rectos rígido. Este diseño es más simple y confiable que los diseños que requieren juntas de expansión.

Industrias y equipos específicos

1. Calderas de generación de energía (combustible fósil, biomasa, conversión de residuos en energía)

Esta es una de las aplicaciones más comunes y críticas. Dentro de una caldera, diferentes secciones tienen diferentes funciones, y los tubos T9 se utilizan en zonas específicas de alta temperatura:

• Sobrecalentadores: Esta es la aplicación principal para los tubos T9.
  • Función: Calentar el vapor saturado del tambor de la caldera a una temperatura mucho más alta (convirtiéndose en vapor "sobrecalentado").
  • ¿Por qué T9? Los tubos del sobrecalentador están expuestos a los gases de combustión más calientes y a las temperaturas de vapor más altas. El 9% de cromo proporciona una resistencia esencial a la oxidación (incrustaciones) y a la corrosión por el azufre en el combustible. El 1% de molibdeno proporciona la resistencia necesaria para soportar la alta presión interna del vapor a estas temperaturas elevadas (típicamente hasta ~1100 °F / 595 °C) sin fluencia.
• Recalentadores:
  • Función: Recalentar el vapor después de que se ha expandido parcialmente a través de una turbina de alta presión, antes de enviarlo a una turbina de baja presión.
  • ¿Por qué T9? Las condiciones de servicio son similares a las de los sobrecalentadores, lo que requiere la misma combinación de resistencia a alta temperatura y resistencia a la corrosión.

2. Industria petroquímica y de refinación

Las refinerías utilizan muchos intercambiadores de calor en el proceso de destilación y craqueo del petróleo crudo en varios productos.

• Intercambiadores de calor de proceso: Se utilizan para calentar petróleo crudo, fluidos de proceso u otros hidrocarburos.
  • ¿Por qué T9? En servicios donde la corriente de proceso contiene compuestos de azufre (servicio agrio) y opera a altas temperaturas y presiones, el contenido de cromo de T9 resiste la corrosión por sulfuración, que degradaría rápidamente un tubo de acero al carbono.

3. Industria de procesamiento químico

Similar a las refinerías, las plantas químicas utilizan estos tubos en intercambiadores de calor para diversas reacciones y procesos que involucran productos químicos corrosivos y altas temperaturas.

4. Unidades de recuperación de calor residual (WHRU)

• Estos sistemas capturan el calor del escape de las turbinas de gas, incineradores u otros procesos industriales para producir vapor o precalentar el agua de alimentación.
• ¿Por qué T9? Los gases de escape pueden ser corrosivos (que contienen azufre, cloruros) y a altas temperaturas. Los tubos T9 ofrecen un equilibrio rentable de rendimiento y durabilidad en estos entornos.

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