¿Cómo elegir tubos de intercambio de calor de acero inoxidable o tubos de fluido de acero inoxidable adecuados?

Elegir tubos de intercambio de calor de acero inoxidable o tubos de fluido de acero inoxidable adecuados requiere una evaluación integral desde múltiples dimensiones, como la posición funcional, las propiedades del material, el diseño estructural y las especificaciones estándar, en función de los requisitos operativos específicos (como función, medio, temperatura, presión, etc.). A continuación, se presenta una guía de selección paso a paso:

1. Aclarar los requisitos funcionales principales (tubo de intercambio de calor vs tubo de fluido)

1. Priorizar el propósito del juicio

Si se utiliza para el intercambio de calor (por ejemplo, intercambiadores de calor, condensadores): Al elegir tubos de intercambio de calor de acero inoxidable, se debe enfocar en la "transferencia de calor eficiente" y la "adaptabilidad a la temperatura".

Si se utiliza para el transporte de fluidos (por ejemplo, sistemas de tuberías, transmisión de medios): Al elegir tuberías de fluido de acero inoxidable, se debe enfocar en el "transporte seguro" y el "control de la resistencia del fluido".

2. Analizar los parámetros ambientales de las condiciones de trabajo

1. Características del medio

Corrosividad:

Entorno corrosivo normal (como agua, ácido débil): se puede seleccionar acero inoxidable 304 (bajo costo, rendimiento integral equilibrado).

Entorno de fuerte corrosión o iones cloruro (como agua de mar, solución salina): se deben seleccionar 316L (resistente a la corrosión por iones cloruro) y acero dúplex 2205 (mayor resistencia y resistencia a la corrosión).

Entorno de oxidación a alta temperatura (como humo, vapor): se puede seleccionar 321 (que contiene Ti, resistente a la corrosión intergranular), 310S (resistente a altas temperaturas de 1200 ℃) o aleaciones a base de níquel (como Inconel 625).

Limpieza:

Las industrias alimentaria y farmacéutica requieren "tuberías de grado sanitario" y elegir tuberías para fluidos con paredes internas pulidas (como 316L, Ra ≤ 0.8 μ m); Si el medio del tubo de intercambio de calor es propenso a la incrustación, se deben seleccionar tubos roscados o corrugados (para mejorar la turbulencia y reducir la incrustación).

2. Temperatura y presión

Escenario de alta temperatura (>300 ℃):

Tubo de intercambio de calor: Se debe dar prioridad a materiales con alta conductividad térmica y buena resistencia a altas temperaturas (por ejemplo, el 304 tiene mejor conductividad térmica que el 316L, pero el 321 es más resistente a la fluencia a altas temperaturas).

Tubo de fluido: Debe cumplir con la resistencia a la durabilidad a altas temperaturas (consulte la GB/T 14976 o la ASME SA312 para los tipos de acero a altas temperaturas).

Escenarios de alta presión (como calderas de alta presión, reactores químicos):

Tubo de intercambio de calor: Se requiere un tubo sin costura de pared gruesa (como el tubo de intercambio de calor de alta presión especificado en la GB/T 24593) para garantizar la resistencia a la tensión de diferencia de temperatura y la resistencia a la presión.

Tubo de fluido: Seleccione el espesor de la pared según el nivel de presión (por ejemplo, Sch40, Sch80) y pase una prueba hidráulica (por lo general, 1.5 veces la presión de trabajo).

3. Velocidad y caudal

Tubos de intercambio de calor: Los diámetros de tubo pequeños (por ejemplo, 19mm y 25mm) facilitan la disposición densa y aumentan el área de intercambio de calor; Las estructuras especiales (aletas/roscas) aumentan la turbulencia y mejoran la transferencia de calor (adecuadas para gases o líquidos de baja velocidad).

Tubo de fluido: Calcule el diámetro de la tubería en función de la tasa de flujo (siguiendo la tasa de flujo económica: líquido 1-3m/s, gas 10-30m/s), con una pared interior lisa para reducir la caída de presión (evite usar estructuras con aletas o roscas).

3. Selección del grado de material (comparación de parámetros principales)

Como se muestra en la Figura 1

4. Diseño estructural y selección de especificaciones

1. Diseño especial de tubos de intercambio de calor

Estructura de transferencia de calor mejorada:

Tubo de aleta: se utiliza para el intercambio de calor en el lado del gas (aumentando el área de superficie, como en los enfriadores de aire);

Tubería roscada/tubería corrugada: aumenta la perturbación del fluido y reduce la deposición de suciedad (es adecuado para medios propensos a la formación de incrustaciones, como cal y incrustaciones de aceite);

Tubo de pared delgada (espesor de pared ≤ 1mm): Reduce la resistencia térmica, pero asegura la resistencia a la presión (por ejemplo, el sellado durante la expansión/soldadura).

Rango de especificaciones: El diámetro exterior suele ser de 10-50mm, y la longitud se personaliza según el tamaño del intercambiador de calor (por ejemplo, 3-12 metros), lo cual debe coincidir con el espaciado de los agujeros y la disposición del tubero (disposición triangular/cuadrada).

2. Diseño general de tuberías de fluido

Requisitos de la pared interior: Lisa y sin rebabas (Ra ≤ 3,2 μ m), reduciendo la resistencia del fluido y el incrustación; Las tuberías de grado sanitario deben ser pulidas (Ra ≤ 0,8 μ m).

Método de conexión: Seleccione soldadura (alta presión), abrazaderas (grado sanitario) y roscas (baja presión de pequeño diámetro) según la presión y el diámetro de la tubería, asegurando la estanqueidad (por ejemplo, soldadura por expansión de tubos de intercambio de calor y tubos de tubos).

Rango de especificaciones: Diámetro exterior de 6 - 1200 mm, espesor de la pared seleccionado de acuerdo con ASME B36.19 o GB/T 17395 (por ejemplo, Sch10S - Sh160S).

5. Cumplir con las normas industriales y los requisitos de inspección

1. Normas clave para tubos de intercambio de calor

Normas de materiales: GB/T 24593 (Tubos de intercambio de calor sin costura de China), ASTM A213 (Tubos de calderas y intercambiadores de calor de estándar estadounidense).

Normas de equipos: GB/T 151 (Diseño de intercambiadores de calor), ASME BPVC Sección VIII Div.1 (Contenedores de presión), que deben cumplir con las propiedades mecánicas de las conexiones de tubos de tubos (por ejemplo, fuerza de extracción por expansión, inspección de soldadura).

Elementos de inspección: prueba hidrostática (≥ 1.5 veces la presión de diseño), prueba de corrientes parásitas (detección de defectos internos), prueba de corrosión intergranular (para materiales sensibilizados).

2. Normas clave para tuberías de fluidos

Normas de materiales: GB/T 14976 (Tubería sin soldadura para transporte de fluidos en China), ASTM A312 (Tubería austenítica soldada/sin soldadura de norma estadounidense), EN 10217-7 (Tubería de acero resistente a la corrosión de norma europea).

Normas de ingeniería: SH/T 3059 (Diseño de tuberías petroquímicas), GB 50316 (Especificación de tuberías metálicas industriales), que deben cumplir con las clasificaciones de presión y temperatura (por ejemplo, PN16, PN40).

Elementos de inspección: prueba de tracción (resistencia/alargamiento), prueba de aplanamiento (toughness), prueba de estanqueidad (cuando se transportan medios peligrosos como gas).

6. Otros factores clave

1. Costo y ciclo de suministro

Tuberías de intercambio de calor: estructuras especiales (aletas/roscas) y materiales de alta gama (acero dúplex/aloyes a base de níquel) tienen altos costos y requieren pre - personalización;

Tubería de fluido: Las tuberías ópticas convencionales tienen suministro rápido, mientras que las tuberías de gran diámetro o paredes gruesas pueden requerir personalización. Prestar atención a la desviación negativa del espesor de la pared (que afecta la clasificación de presión).

2. Adaptabilidad de la tecnología de procesamiento

Tubos de intercambio de calor: Se deben considerar los procesos de expansión/soldadura (por ejemplo, la soldadura de 316L, que requiere controlar la entrada de calor para evitar la corrosión intergranular);

Tubo de fluido: Propiedades de procesamiento como doblado y expansión (por ejemplo, el 304 tiene mejor ductilidad que el acero dúplex y es más fácil de conformar).

3. Requisitos específicos de la industria

Alimentos y medicamentos: Se requiere la certificación FDA, y se debe seleccionar el tubo de grado sanitario 316L (pulido electrolítico de la pared interior);

Energía nuclear/aeroespacial: Se deben cumplir normas estrictas de limpieza y pruebas no destructivas (por ejemplo, la prueba radiográfica al 100%).

7. Resumen del proceso de decisión

Función clara: Intercambio de calor → Seleccionar tubos de intercambio de calor (centrándose en la estructura de transferencia de calor); Transporte → Seleccionar tubería de fluido (centrándose en la resistencia a la presión y a la corrosión).

Analizar las condiciones de trabajo: medio (corrosión/limpieza), temperatura/presión, caudal/velocidad → bloquear el grado de material (por ejemplo, 316L, 2205).

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