Pourquoi les spécifications de l'échangeur de chaleur nécessitent ASTM B338 GR1
Les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes ont des exigences spécifiques. Les tubes doivent résister à la corrosion des deux côtés. Ils doivent être roulés en plaques tubulaires sans se fissurer. Ils doivent gérer le cycle thermique. Ils doivent durer 20+ ans avec un minimum d'entretien.
Tube en titane ASTM B338 GR1répond à tout cela. La faible teneur en oxygène (0,18 % maximum) confère une ductilité élevée pour le laminage et le cintrage en U-. La résistance à la corrosion résiste à l’eau de mer, à l’eau saumâtre et aux produits chimiques agressifs.
Pour les spécifications techniques complètes deTube en titane ASTM B338 GR1, y compris les plages de tailles et les propriétés mécaniques pour le service des échangeurs de chaleur, voir la page produit ici.
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Dimensions des tubes pour le service d'échangeur de chaleur
Les tubes d'échangeur de chaleur suivent des plages dimensionnelles standard.ASTM B338 GR1est disponible en :
| Paramètre | Gamme typique |
|---|---|
| Diamètre extérieur | 12 mm à 50 mm (le plus courant : 19 mm, 25,4 mm) |
| Épaisseur de paroi | 0,7 mm à 2,5 mm (le plus courant : 1,24 mm, 1,65 mm) |
| Longueur | 3 000 mm à 15 000 mm droit |
| Rayons de courbure en U- | 1,5x OD à 5x OD |
Pour les chauffe-eau d'alimentation à haute-pression, spécifiez des parois plus épaisses (2,0 mm et plus).Pour les condenseurs à eau de mer, des parois plus minces (1,0 à 1,2 mm) sont courantes car aucune tolérance de corrosion n'est nécessaire.
Sans soudure ou soudé pour utilisation avec échangeur de chaleur
Cette question revient sur chaque projet.
Pour la plupart des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes, les tubes soudés et étirés fonctionnent.La pression de fonctionnement est généralement de 150 à 300 psi. Les tubes soudés GR1 gèrent cette gamme sans problème.
Spécifiez transparent lorsque :
La pression de conception dépasse 500 psi
La paroi du tube mesure moins de 1,2 mm et sera roulée
Le rayon de courbure U- est inférieur à 2,5x OD
La spécification du projet nécessite explicitement une
Pour les condenseurs et refroidisseurs standards, les tubes soudés permettent d'économiser 30 à 50 % sans différence de performances.
Plus de détails dans le guide sans soudure ou soudé ici.
Exigences de laminage des feuilles tubulaires
L’enroulement (expansion) de tubes en titane dans des plaques tubulaires nécessite une attention particulière à l’ajustement serré.
Interférence recommandée pour les tubes GR1 :
0,05 mm à 0,10 mm pour service standard
0,10 mm à 0,15 mm pour un service à haute-température ou à cycle thermique
Ne pas utiliser de joints élastomères entre le tube et la plaque tubulaire.Ceux-ci créent des crevasses qui emprisonnent le fluide de traitement. En service au chlorure chaud, la corrosion caverneuse commence au niveau du joint. Le laminage métal-sur-métal est la méthode standard.
Pour les tubes à paroi mince (moins de 1,2 mm), les rouleaux sans soudure sont plus uniformes que les tubes soudés.Le cordon de soudure sur les tubes soudés crée un endroit légèrement plus rigide. Avec des parois minces, cela peut provoquer une expansion inégale.
Spécifications des coudes en U pour les échangeurs de chaleur
Les échangeurs de chaleur à tête flottante utilisent des tubes coudés en U. GR1 est bien adapté aux coudes en U-en raison de sa grande ductilité.
Rayon de courbure minimum pour GR1 sans recuit :
1,5x OD pour une fluidité parfaite
2,5x OD pour soudé et étiré
Lors de la commande de coudes en U-, fournissez :
Diamètre extérieur du tube et épaisseur de paroi
Rayon de courbure de la ligne centrale
Longueurs des jambes (des deux côtés)
Orientation du plan de pliage
Limites de vitesse d'écoulement en service d'échangeur de chaleur
La vitesse d'écoulement affecte à la fois l'érosion et la corrosion.
Vitesse minimale :1,5 m/s (5 pi/s) pour le service eau de mer. En dessous, l’encrassement biologique s’accumule et le risque de corrosion caverneuse augmente.
Vitesse maximale :5 m/s (16 pi/s) pour les fluides propres. Des vitesses plus élevées peuvent provoquer une érosion aux entrées des tubes, surtout si du sable ou des solides sont présents.
Pour l'eau contenant des matières en suspension, réduire la vitesse maximale à 3 m/s.Utilisez une protection contre l'érosion à l'extrémité d'entrée (ferrules ou inserts d'extrémité de tube) si des solides sont inévitables.
Limites de température pour l'entretien des échangeurs de chaleur
GR1 convient au service continu d'échangeur de chaleur de 0 degré à 80 degrés (32 degrés F à 176 degrés F) dans la plupart des fluides.
Au-dessus de 80 degrés, deux risques augmentent :
Corrosion caverneuse en service de chlorure
Réduction de la résistance au fluage (non pertinent pour le confinement de la pression mais pertinent pour l'intégrité des joints des plaques tubulaires)
Pour un service au-dessus de 80 degrés avec des chlorures, spécifiez GR7 ou GR12.Ces qualités contiennent du palladium ou du molybdène et résistent à la corrosion caverneuse jusqu'à 200 degrés.
Pour les applications sans-chlore (eau propre, vapeur, hydrocarbures), le GR1 peut être utilisé jusqu'à 150 degrés sans problèmes de corrosion importants.
Problèmes courants avec les tubes GR1 dans les échangeurs de chaleur
| Problème | Cause la plus fréquente | Prévention |
|---|---|---|
| Fuite de la plaque tubulaire | Interférence de roulement insuffisante | Spécifiez une interférence de 0,05 à 0,10 mm |
| Corrosion caverneuse au niveau de la plaque tubulaire | Joints élastomères ou mauvais roulement | Laminage métal-sur-métal uniquement |
| Fissuration en U-courbe | Couture de soudure sur le rayon extérieur du coude serré | Utiliser une couture sans couture ou orienter vers un axe neutre |
| Érosion de l’extrémité d’entrée | Sable ou solides dans un fluide | Ajouter des viroles ou réduire la vitesse |
| Dommages dus aux vibrations des tubes | Vibrations induites par l'écoulement au niveau des chicanes | Vérifiez la longueur de travée non prise en charge selon TEMA |
FAQ
1. Quelle est la taille la plus courante pour les tubes d’échangeur de chaleur GR1 ?
25,4 mm OD x 1,65 mm de paroi (1,0" OD x 0,065" de paroi). Cette taille est stockée par la plupart des fournisseurs. . 19 mm OD x 1,24 mm de paroi est également courant.
2. Les tubes GR1 peuvent-ils être utilisés dans les chauffe-eau alimentaires ?
Oui, mais vérifiez la température. Pour les chauffe-eau d'alimentation supérieurs à 80 degrés, spécifiez GR7 au lieu de GR1. Pour les chauffe-eau nucléaires, une installation sans soudure est souvent requise.
3. Quelle est la longueur maximale du tube non supporté pour le GR1 ?
Référez-vous aux normes TEMA. Pour un mur typique de 25,4 mm de diamètre extérieur x 1,65 mm, la portée maximale non supportée est d'environ 1 500 mm pour un service propre. Réduire en cas de risque de débit élevé ou de vibration.
4. Comment prévenir l’érosion de l’entrée des tubes dans l’eau sableuse ?
Installez des viroles en titane aux entrées des tubes. Les viroles s'étendent de 50 à 100 mm dans le tube et protègent le bord d'attaque des impacts de sable. Spécifiez les viroles sur le bon de commande.
5. Les tubes GR1 peuvent-ils être utilisés avec des tôles tubulaires en acier au carbone ?
Oui, mais isoler pour éviter la corrosion galvanique. Utilisez une plaque tubulaire à face en titane- ou appliquez un revêtement sur l'acier au carbone. Le contact direct du titane-sur-acier au carbone dans un fluide conducteur provoque une corrosion rapide de l'acier au carbone.
6. Quel pas de tube est recommandé pour les tubes GR1 ?
Pas TEMA standard : 1,25x OD pour un motif triangulaire, 1,3x OD pour un motif carré. Pour les tubes de 25,4 mm de diamètre extérieur, le pas typique est de 32 mm.
7. Comment nettoyer les tubes GR1 lors de la maintenance de l'échangeur thermique ?
Le jet d'eau à haute-pression (5 000 à 10 000 psi) est efficace. Le nettoyage par boule d’éponge fonctionne pour les condenseurs. Un nettoyage acide avec de l’acide chlorhydrique ou sulfamique inhibé est acceptable. Ne pas utiliser d'acide fluorhydrique.
8. Les tubes GR1 peuvent-ils être réutilisés-après avoir été retirés d'une vieille plaque tubulaire ?
Non recommandé. Le travail de roulement-durcit l'extrémité du tube. -Rerouler la même extrémité du tube entraîne souvent des fissures. Remplacez les tubes plutôt que de les réutiliser-.
9. Quel est le délai de livraison typique pour les tubes d'échangeur de chaleur GR1 ?
Tubes soudés de tailles standards : 2 à 4 semaines. Tailles sans couture ou non-standard : 6 à 10 semaines. De grandes quantités (plus de 10 000 kg) ajoutent 2 à 4 semaines.
10. Quelles industries utilisent le plus les tubes d’échangeur de chaleur GR1 ?
Production d'électricité (condenseurs, réchauffeurs d'eau d'alimentation), dessalement (évaporateurs, préchauffeurs), traitement chimique (refroidisseurs, réchauffeurs), marine (refroidisseurs de moteur, refroidisseurs d'huile hydraulique) et CVC (refroidisseurs, condenseurs).
Notre usine et nos équipements
Notre usine est équipée de lignes de production dédiées aux tubes en titane, notamment de broyeurs à froid, de bancs d'étirage et de fours de recuit remplis d'argon-spécialement calibrés pour le titane commercialement pur.Pour les tubes soudés, nous utilisons des postes de soudage TIG automatiques avec surveillance en ligne des courants de Foucault pour détecter les défauts des cordons de soudure en temps réel.L'équipement d'inspection comprend un spectromètre à spectre complet-pour la vérification chimique, un détecteur de défauts à ultrasons pour les tubes sans soudure et un testeur de pression hydrostatique évalué à 10 000 psi.Tous les tubes finis passent à travers un micromètre laser pour mesurer le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi.Notre laboratoire qualité effectue des contrôles croisés-indépendants sur chaque lot de chaleur., et tous les équipements d'inspection sont calibrés chaque année selon les normes de traçabilité du NIST-. Cette configuration nous permet de produire des tubes ASTM B338 qui atteignent ou dépassent systématiquement les performances mécaniques et de corrosion requises.
