Подбор материалов для оребренных труб

Данный материал поставлен для того, чтобы помочь определиться с выбором материала из которого делается труба оребренная, в дальнейшем по тексту - элемент.

Начнем с того, что эти элементы в любом случае применяются для сборки теплообменников, будь то само устройство, будь просто регистры используемые для нагрева или охлаждения воздуха в помещении, но все равно это теплообменники, т.к. основной протекающий процесс это теплообмен.

И так прежде всего при конструировании аппаратов до того, как нужно выбрать материал, подберите саму конструкцию элементов. Тут немножко нужно классифицировать, если это аппараты воздушного охлаждения: воздухоохладители, газоохладители, то в них применяется биметаллическая трубка с видом оребрения квсп. Данный вид поверхности увеличивает площадь теплообмена от 5 до 15%, так же как и улучшает теплообмен. Но есть один ньюанс, если допустим вы конструируете устройства для охлаждения трансформаторного масла, так называемые маслоохладители дц, которые устанавливаются на улице, то здесь уже нужно применять те же биметаллические трубы, но с видом оребрения гбм, т.к. погодные условия окружающей среды не позволяют использовать квсп, пыль, листья и грязь очень быстро "забьют" все "лепестки"и обмен тепла не только улучшится, а намного ухудшится.

Кроме воздушных охладителей такую трубу оребренную устанавливают, сейчас имеется ввиду квсп, в кожухотрубных аппаратах маслянного охлаждения - маслоохладитель мп, охладитель масла м240 и м540 и серия Ц. Увеличенная площадь теплообмена за счет применения метода накатки квсп, который увеличивает оребренную площадь, гарантирует увеличение теплообмена. Но здесь важным моментом является формирование самого пучка и организация направления движения или стекания масла, чтобы снизать гидравлическое сопротивление и удерживать заданный процесс теплообмена. Достигается это за счет придания определенных форм пучкам, например ввиде сот и за счет направляющих, определяющих ход движения масла. 

Ну вот с этими агрегатами мы закончили. Понятно, что в таких теплообменниках используют биметаллическую трубу оребренную, только с разным видом ореберения в зависимости от среды установки аппарата: закрытое помещение или улица, и закрытая маслянная среда. А та, что же с материалами? В любом случае оребрение делается из алюминия марки АД1, он легкий и пластичный и главное обладает большой теплопроводностью. Медь конечно несколько эффективней скажете вы, но она и дороже, поэтому здесь работает такой параметр, как цена качество и целесообразность. Поэтому самый оптимальный вариант это использование алюминия АД1 для оребернной поверхности. Это касаемо самих ребер.

Теперь перейдем к несущей трубе, на которой находится оребрение. Вот тут несколько вариантов: латунь марка Л68 или Л96, нержавейка 12Х18Н10Т, медно-никелевый сплав МНЖМц 30-1-1. Сначала кратко. Сплав подбирается в зависимости от жидкости, которая будет протекать внутри труб. Если она пресная, то латунь, если соленая, так называемая морская вода и с примесями, то нержавейка или медно-никоевый сплав. Для пытливых посмотрите нормы охлаждающей воды.

Остановимся на каждом материале несколько подробней. Не будем конечно смотреть коэффициенты и другие числа, а остановимся на том, что действительно нужно и важно. Латунь Л68 и Л96 берется если вода, которая будет подаваться в трубки именно пресная и без примесей, в этом нужно обязательно убедиться проведя химический анализ на солесодержание и наличие примесей. Латунь намного дешевле, чем труба из нержавейки или того же мельхиора, а так как трубный пучок составляет большую часть всего устройства, то последний соответственно и дешевле, но если все таки вода соленая и с примесями, то такая дешивизна дорого обойдется. Аппарат в очень короткий срок выйдет из строя из-за коррозии металла. И придется покупать новый, так как ремонту он уже не подлежит. Так, что выбор очевиден.

Из нержавеющего сплава 12Х18Н10Т берутся трубки если вода соленая и с примесями, так как нержавйка обладает большой стойкостью к коррозии. 

Медно-никелевый сплав МНЖМц 30-1-1 выбирается если вода соленая и имеются примеси, так он обладает очень большой коррозионной стойкостью, как к самой жидкости протекающей внутри трубы, так и стойкостью к парам этих жидкостей, т.е. к окружающей среде. Мельхиоровые трубы ставят на особо ответственных агрегатах, работающих в агрессивных средах, таких как морская вода и имеются соленые пары в атмосфере. Устанавливают на судах, ну и где очень агрессивная среда и даже трубки из нержавейки не выдерживают. Мельхиор конечно дорогой, но он незаменим, при наличии сложных условий установки теплообменника.

Вот мы и разобрались в каком случае применяется тот или иной материал несущих труб с биметаллическим оребрением. Но если, что-то не понятно всегда можно задать вопрос специалистам предприятия и получить грамотный полноценный ответ.

Перейдем теперь к кожухотрубным аппаратам где применяется гладкая и профилированная труба оребренная.  К им относятся подогреватели сетевой воды псв и псг, маслоохладители и подогреватели низкого давления ПН и ПНД. В основном перед этими устройствами устанавливаются фильтры, которые очищают поступающую воду, поэтому в них применялись и до сих пор применяются латунные или медные гладкие трубы, латунь подешевле, а медь соответственно подороже, поэтому изначально выбор стали определяется тепловым расчетом устройства. Но эти материалы не стойкие к коррозии. Любое предприятие стремится к тому, чтоб оборудование работало исправно и максимально большой срок. Поэтому в таких теплообменниках возможно применение нержавеющих сплавов, аппарат работает гораздо дольше и трубная часть не выходит из строя, при чем на цене всего устройства это никак не отражается.

Исследования процессов теплообмена позволили подобрать и оптимальную форму внутренней поверхности трубы и изготавливать трубки поперечно-винтовой накаткой или профилированные трубы. Подробней о технологии пвт и ее преимуществах можно почитать в материале модернизированные  маслоохладители мб. Основное преимущество их в том, что создается естественная турбулизация потока жидкости увеличивающая коэффициент теплообмена и препятствующая образованию отложений на внутренней поверхности, которые ухудшают теплообменн сред. Но профилирование делается только на трубках из нержавеющих сплавов. В агрегатах где протекают "большие" процессы теплообмена, увеличенные тепловые режими целесобразно применять медно-никилевые сплавы МНЖМЦ 30-1-1 или МНЖМц 5-1, стоят в маслоохладителях мо, могут устанавливаться в зависимости от условий в маслоохладитель мб 270-330 и мб 380-500.

Подведем итоги по этим теплообменным устройствам. Основной вариант из которого изготавливается трубная система это нержавейка 12Х18Н10Т потому, что она стойкая к коррозии, позволяет применять для изготовления технологию пвт, соответственно лучше тепловой обмен и больше срок службы, и привлекательная цена материала и всего устройства, это уже экономика, а в наше время деньги считают. Латунь используют если того требуют условия эксплуатации и заложен именно этот материал, изначально в технической документации и как рабочая ситуация заказчик часто не хочет, что-либо менять, имею ввиду один материал на другой. Мельхиор так же как и в аппаратах воздушного охлаждения описанных выше применяется для ответственных теплообменников, чтоб они надежно и бесперебойно работали, без всяких остановок и ремонтов. Например взять маслоохладитель мб 380 у него высота только пять метров и весит огого сколько. Его устанавливают в систему охлаждения турбин, вот и ответственность.

С кожухотрубчатыми аппаратами то же разобрались.

Используют еще трубу оребренную методом твч. Несущая труба и лента разогревается токами высокой частоты и одновременно наматывается, в результате в местах соединений происходит приварка. Соединение очень надежное. Сталь трубы и ленты от углеродистых сталей: Ст3, ст20, до нержавеющих сплавов: 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т, а так же и специальные стали. Применяются тепллообменные элементы оребренные поверхности таким методом в котлах, тогда жаропрочные стали и в качестве элементов для организации допустим системы отопления в производственных и с/х помещениях, где содержат животных (эффективно и не дорого).

Идем далее. Самым теплопроводным материалом является медь. Т.е. логично предположить, что более эффективный теплообмен можно организовать на этом материале. А если еще и убрать все эти соединения, намотки, впрессовку и т.д., а делать трубу цельную, тогда получится супер теплообменник. Да, такой вариант есть. Аппараты собранные на моно трубке или на монометаллической трубе оребренной, обладают очень большой эффективностью. Так как трубки с оребрением получаются полностью цельными, нет никаких сединений несущей поверхности и оребрния. Исключаются "плохие" соединения оребрения в местах контакта, непровары, прорывы несущей поверхности, исключен механический контакт на несущую поверхность с изменением ее геометрии и свойств. Задается диаметр по основанию ребер, диаметр оребрения, внутренний диаметр, шаг и труба изготавливается. Очень эффективно и очень ДОРОГО, по сравнению с другими вариантами, ну и очень надежно.

Вот мы и разобрались, с учетом всех ньюансов, из каких материалов делается та или иная труба оребренная.Т.е. сначала выбирают само теплообменное устройство, для чего оно нужно, потом делают тепловой расчет (с учетом разных материалов), далее учитывают рабочие условия теплообменника, определяют вид трубки, оребренную поверхность и подбирают материал. А если есть достаточно средств, то учитывают еще и этот фактор, чтоб изготовить трубу подороже.

Благого вам дня и Удачи!!!!!!!!!

Статья по теме

• оребрение труб
  

МетпллЭкспортПром - ural-mep.ru

{jcomments on}