1. Basismaterial des Rohrs: A106 Gr.B
Norm: ASTM A106 / ASME SA106.
Typ: Nahtloses Kohlenstoffstahlrohr.
Güte: B (Mittlere Zug-/Streckgrenze).
Eigenschaften:
- Gute Hochtemperaturfestigkeit (bis zu ~450°C / 840°F).
- Gute Schweißbarkeit und Formbarkeit.
- Kostengünstig.
- Einschränkung: Anfällig für Korrosion (Rost) und Oxidation (Zunderbildung) bei hohen Temperaturen ohne Schutz; nicht geeignet für korrosive Umgebungen, es sei denn, sie sind plattiert oder beschichtet.
2. Rippentyp: Vollrippe
Konstruktion:Rippen werden aus massiven Materialstreifen hergestellt (typischerweise Kohlenstoffstahl oder manchmal Edelstahl für Korrosionsbeständigkeit).
Befestigung: Die Rippen werden kontinuierlich entlang ihrer Basis mit der Außenfläche des Basisrohrs verschweißt (normalerweise Widerstandsschweißen, LFW oder HFW). Dies erzeugt eine starke, metallurgische Verbindung.
Vorteile:
Hervorragende Wärmeübertragung: Direkter Metall-zu-Metall-Kontakt bietet einen sehr geringen thermischen Widerstand.
Hohe mechanische Festigkeit und Haltbarkeit: Beständig gegen Vibrationen, Erosion und physische Beschädigungen.
Gut für hohe Temperaturen: Die Schweißverbindung behält ihre Integrität bei erhöhten Temperaturen bei.
Reinigung: Glatte Oberflächen ermöglichen eine einfachere Reinigung/Abfegung im Vergleich zu eingebetteten Rippen.
Nachteile:Höhere Kosten als extrudierte oder eingebettete Rippen.
Etwas höherer Druckverlust als bei Rippen mit niedrigerem Profil.
3. Gesamtrohrkonfiguration: U-Typ
Form: Das berippte Rohr ist in eine enge "U"-Form gebogen (180-Grad-Biegung).
Zweck:
Wärmeausdehnung: Ermöglicht es dem Rohrbündel, sich frei innerhalb des Gehäuses eines Wärmetauschers auszudehnen und zusammenzuziehen, ohne übermäßige Belastungen der Rohrböden oder Rohre zu verursachen.
Bündelausbau: Erleichtert das Herausziehen des gesamten Rohrbündels aus dem Gehäuse zur Inspektion, Reinigung oder Wartung.
Einzelnes Rohrboden: Benötigt nur ein Rohrboden am geraden Ende, was die Auslegung des Kopf-/Kanalgehäuses an diesem Ende vereinfacht.
Konstruktion: Der Biegeprozess erfolgt, nachdem die Rippen angebracht wurden. Sorgfältige Biegeausrüstung und -techniken sind erforderlich, um eine Beschädigung der Rippen oder eine Beeinträchtigung der Rippen-Rohr-Verbindung am Biegescheitelpunkt zu vermeiden.
4. Zusammenfassung & Typische Anwendungen:
Ein A106 Gr.B U-Typ Vollrippenrohr ist ein robustes, hochleistungsfähiges Wärmeübertragungselement, das für anspruchsvolle Hochtemperaturanwendungen entwickelt wurde, bei denen die Wärmeausdehnung und die Haltbarkeit von entscheidender Bedeutung sind. Seine Kernmerkmale sind:
Hochtemperatur-Kohlenstoffstahlbasis: Für strukturelle Integrität unter Hitze und Druck.
Haltbare, fest verschweißte Rippen: Für effiziente und zuverlässige Wärmeübertragung auf Luft/Gas.
U-Bogen-Konfiguration: Für spannungsfreie Wärmeausdehnung und einfache Wartung.
Häufige Anwendungen:
Dampferzeuger zur Wärmerückgewinnung (HRSGs): Economizer-, Verdampfer- und Überhitzerabschnitte, die Wärme aus Gasturbinenabgasen zurückgewinnen.
Prozessheizer & Öfen: Konvektionsabschnitte, die Wärme von Rauchgas auf Prozessflüssigkeit übertragen.
Abhitzekessel: Rückgewinnung von Wärme aus Hochtemperatur-Prozessströmen.
Lufterhitzer / Vorwärmer: Erhitzen der Verbrennungsluft mit Abgas.
Berippte Rohrbündel in Rohrbündelwärmetauschern: Wenn sich Gas auf der Gehäuseseite befindet und die Wärmeausdehnung erheblich ist.
Wichtige Überlegungen:
Korrosion: A106 Gr.B erfordert Schutz (z. B. Beschichtungen wie Aluminieren, Berippung mit Edelstahl, Betrieb in trockenem/nicht korrosivem Gas) in Umgebungen mit Feuchtigkeit, Säuren oder Schwefel.
Oxidation: Bildet bei hohen Temperaturen Zunder; muss für die langfristige Leistung berücksichtigt werden.
Rippendichte: Die Anzahl der Rippen pro Zoll/Meter wird basierend auf der Gasreinheit (Verschmutzungspotenzial) und der erforderlichen Wärmeübertragung im Vergleich zum Druckverlust ausgewählt.
Biegeradius: Die Enge des U-Bogens ist entscheidend und wird durch die Auslegung des Wärmetauschers und den Rohrdurchmesser definiert.
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