열교환기 튜브란 무엇입니까?
열교환기 튜브는 쉘-및-튜브 열 교환기, 응축기, 증발기, 보일러 및 기타 열 전달 장치와 같은 열 교환 장비에 사용되는 특수 강철 튜브입니다. 유체 수송에 사용되는 표준 파이프와 달리 열 교환기 튜브는 치수 정확도, 표면 품질 및 열 전달 특성에 대한 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다. 튜브 벽은 내부 유체와 외부 유체 사이의 효율적인 열 전달이 가능하도록 충분히 얇아야 하지만, 튜브 측면과 쉘 측면 사이의 차압을 견딜 수 있을 만큼 튼튼해야 합니다. 오염을 최소화하고 시간이 지나도 열 전달 효율을 유지하려면 내부 및 외부 표면이 깨끗하고 매끄러워야 합니다.
열교환기 튜브는 석유화학 정유소(공정 열교환기, 응축기, 리보일러), 발전소(응축기 튜브, 급수 히터, 보일러 튜브), HVAC 시스템(냉각기, 냉각 코일), 식품 가공(저온살균기, 살균기), 담수화 플랜트(브라인 히터, 응축기) 등 광범위한 산업 분야에서 사용됩니다. 튜브 재질, 크기 및 벽 두께의 선택은 특정 응용 분야의 작동 온도, 압력, 유체 부식성 및 열 전달 요구 사항에 따라 달라집니다.
ASTM A179 - 심리스 콜드-인발형 열교환기 튜브
ASTM A179는 열 교환기, 응축기 및 유사한 열 전달 장치용 심리스 냉간-인발 저-탄소강 튜브에 적용됩니다. 표준은 최대 벽 두께가 4.2mm(0.165인치)이고 최소 벽 두께가 0.5mm(0.020인치)인 튜브를 다룹니다. 화학적 구성에는 탄소 0.06-0.18%, 망간 0.27-0.63%, 잔류 원소가 낮은 수준으로 제어되어야 합니다. 낮은 탄소 함량은 우수한 용접성과 성형성을 제공하는 반면, 냉간 압연 공정은 열교환기 서비스에 필요한 정확한 치수 공차와 매끄러운 표면 마감을 제공합니다.
냉간 인발 제조 공정은 열교환기 튜브에 여러 가지 장점을 제공합니다. 실온에서 다이를 통해 드로잉하면 치수 정확도가 탁월합니다. OD 공차는 ±0.05mm이고 벽 두께 공차는 ±5%가 표준입니다. 냉간 가공은 또한 일반적인 표면 거칠기 Ra가 0.8μm 이하인 표면 마감을 향상시킵니다. 냉간 인발 후에는 튜브를 어닐링하여 내부 응력을 완화하고 연성을 회복합니다. 튜브는 직선 길이(일반적으로 6{9}}12미터)로 제공되거나 U-튜브 열교환기 구성을 위한 U{10}}벤트 튜브로 제공될 수 있습니다. A179의 응용 분야에는 정유소의 쉘{14}}관 열 교환기, 발전소의 응축기, 오일 냉각기 및 압축기 시스템의 인터쿨러가 포함됩니다.
ASTM A213 - 합금 및 스테인레스강 열교환기 튜브
ASTM A213은 이음매 없는 페라이트 및 오스테나이트 합금강 보일러, 과열기 및 열교환기 튜브를 다루고 있습니다. 이는 고온 열 교환기 튜브에 대한 가장 포괄적인 표준으로, 저-합금 T11(1.25Cr-0.5Mo)부터 고{11}}합금 T91(9Cr{23}}1Mo-V) 및 오스테나이트 스테인리스 등급 TP304, TP316, TP321 및 TP347까지의 등급을 포괄합니다. 등급 지정의 "T" 접두사는 튜브 형태를 나타냅니다(A335의 파이프에 대한 "P"와 반대). 오스테나이트계 스테인리스강의 경우 일반적인 등급에는 TP304(일반 내식성), TP304L(용접용 저탄소), TP316(몰리브덴으로 내식성 향상), TP316L(저탄소 버전), TP321(고온용 티타늄으로 안정화), TP347(니오븀으로 안정화)이 있습니다.
A213 T11, T22 및 T91은 발전소의 과열기, 재가열기 및 급수 가열기와 같은 고온 열교환기 응용 분야에 사용되는 페라이트 합금강 튜브입니다. 이 등급은 크롬-몰리브덴 합금 함량을 통해 고온에서도 강도를 유지합니다. T91은 가장 높은-강도 옵션으로, 600도에서 T22의 크리프 파단 강도의 약 3배를 제공하여 튜브 벽이 더 얇아지고 열 전달이 향상됩니다. 최대 서비스 온도 범위는 593도(T11, T22)에서 649도(T91, TP304, TP316)입니다. 자세한 합금강 특성 비교는 당사를 참조하십시오.합금강관 가이드.
ASTM A249 - 용접 스테인레스 스틸 열교환기 튜브
ASTM A249는 열교환기, 응축기 및 보일러용 용접된 오스테나이트계 스테인리스강 튜브에 적용됩니다. 튜브는 튜브 모양으로 성형되고 자동 용접 공정(일반적으로 용가재를 첨가한 TIG 또는 플라즈마 아크 용접 또는 고주파{3}}주파수 유도 용접)을 사용하여 용접되는 평면 압연 스테인레스 스틸 스트립 또는 플레이트로 제조됩니다. 용접 후 튜브를 냉간 인발하거나 냉간 가공하여 용접 영역의 미세 구조를 개선하고 치수 정확도를 높인 다음 용액 어닐링을 통해 내식성과 기계적 특성을 복원합니다.
A249 용접 튜브는 -A213 이음매 없는 튜브에 대한 비용 효과적인 대안을 제공하며 일반적으로 동일한 재료와 치수에 대해 비용이 10~20% 더 저렴합니다. 용접된 튜브는 적절한 처리 후 이음새가 없는 기계적 특성을 가지며, 용접 접합 효율 계수는 수행된 NDT에 따라 일반적으로 0.85-0.95입니다. 표준에 따르면 와전류 테스트(ECT) 또는 수압 테스트를 통해 용접 이음새를 100% 검사해야 합니다. A249는 A213(TP304, TP304L, TP316, TP316L, TP321, TP347)과 동일한 오스테나이트 등급으로 제공되며 동일한 화학 성분 요구 사항을 갖습니다.
세 가지 표준 비교
| 매개변수 | ASTM A179 | ASTM A213 | ASTM A249 |
|---|---|---|---|
| 조작 | 원활한 콜드 드로잉- | 심리스(핫/콜드 마감) | 용접 + 냉간 가공 |
| 재료 | 저탄소강 | 합금강, SS | 스테인레스 스틸 |
| OD 범위 | 6~76mm | 6~127mm | 6~203mm |
| 최대 온도 | 400도 | 649도(SS) | 649도(SS) |
| 치수 공차 | 우수(±0.05mm) | 매우 양호(±0.10mm) | 매우 양호(±0.10mm) |
| 상대 비용 | 낮은 | 높은 | 중간 |
| 일반적인 응용 | 저-압력 응축기 | 고온-과열기 | 일반열교환기 |
열교환기 튜브 치수
열 교환기 튜브의 표준 OD 범위는 6mm(1/4") ~ 50.8mm(2")이지만 특수 용도에서는 더 큰 직경도 사용할 수 있습니다. 벽 두께는 일반적으로 BWG(Birmingham Wire Gauge) 번호로 지정되며, BWG 번호가 높을수록 벽이 더 얇다는 것을 나타냅니다. 일반적인 크기에는 10 BWG(3.40mm), 12 BWG(2.77mm), 14 BWG(2.11mm), 16 BWG(1.65mm) 및 18 BWG(1.24mm)가 있습니다. 예를 들어, 3/4" OD x 16 BWG 튜브의 OD는 19.05mm이고 벽 두께는 1.65mm입니다. 길이는 일반적으로 직선 튜브의 경우 6m 또는 12m이며, U-벤드 튜브는 열 교환기 설계에 따라 특정 굽힘 반경을 갖습니다(일반적으로 튜브 OD 최소 굽힘 반경의 2~3배).
열교환기 튜브 검사
열 교환기 튜브 검사에는 치수 검증(OD, ID, 벽 두께, 직진도 및 길이), 표면 및 지하 결함을 감지하기 위한 와전류 테스트(ECT), 해당 표준에 따른 수압 테스트, 플레어링(연성 확인을 위해 튜브 끝 확장) 및 편평화(용접된 튜브의 용접 무결성을 확인하기 위해 튜브 분쇄)를 포함한 기계적 테스트가 포함됩니다. 표면 청결도는 육안 검사를 통해 확인하며 중요한 용도의 경우 오일-및-그리스 면봉 테스트를 통해 확인합니다.
튜브 선택 가이드
올바른 열교환기 튜브를 선택하려면 작동 온도(저-온도 < 200도에서는 탄소강 A179 사용, 중간-온도 200-500도에서는 저{9}}합금 A213 T11/T22 사용, 고온-500도에서는 스테인리스강 또는 T91 사용), 중간 부식성(비-부식성 탄소강 사용, 부식성 304/316 스테인리스 사용, 부식성이 높거나 염화물이 함유된 316L 또는 이중 사용) 및 열 전달 요구 사항(벽이 얇을수록 열 전달은 향상되지만 부식 허용치는 낮아짐) 수명주기 비용 분석에서는 특정 서비스 환경에서의 초기 자재 비용과 예상 유지 관리, 청소 빈도 및 교체 간격을 고려해야 합니다.
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