تلعب الأنابيب السلسة للغلايات عالية الضغط دورا حاسما في أنظمة الغلايات الحديثة حيث تنقل البخار أو الماء الساخن أو السوائل عالية درجة الحرارة تحت ضغوط شديدة. ضمان التوافق مع السوائل التي تنقلها أمر حيوي للحفاظ على الأداء وطول العمر والسلامة. يعتمد توافق هذه الأنابيب مع السوائل المختلفة على عدة عوامل رئيسية ، بما في ذلك التركيب الكيميائي لمادة الأنابيب وخصائص السوائل وبيئة التشغيل.
1. خصائص السوائل وتوافق مواد الأنابيب
قد تتضمن أنظمة الغلايات سوائل مثل المياه المنزوعة من المعادن والبخار والبخار الساخن بشكل مفرط وأحياناً المواد الكيميائية المعالجة أو المواد التآكلة. يمكن لهذه السوائل أن تسبب التآكل أو التوسع أو التآكل إذا لم يتم اختيار مواد الأنابيب بعناية. على سبيل المثال:
تستخدم أنابيب الصلب الكربونية بشكل شائع لتطبيقات البخار أو المياه الساخنة القياسية ، ولكن قد تتآكل عند التعرض للبيئات المحتوية على الأكسجين أو الحمضية.
سبيكة الصلب ، مثل Cr-Mo (على سبيل المثال ، ASTM A335 P11 ، P22) ، تقدم مقاومة متفوقة لزحف درجات الحرارة العالية والأكسدة ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات البخار الساخنة بشكل مفرط.
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة ممتازة للتآكل ويتم اختياره للأنظمة التي تستخدم المياه المعالجة كيميائيا أو عندما تكون نقاء السوائل حاسمة.
2. درجة الحرارة والضغط الاعتبارات
عادة ما تكون السوائل في الغلايات عالية الضغط في درجات حرارة و ضغوط مرتفعة ، والتي يمكن أن تسرع التفاعلات الكيميائية والتدهور المرتبط بالتوتر في الأنابيب. يجب تصنيع الأنابيب السلسة لمواجهة هذه التطرفات دون تشوه أو تكسير. المواد ذات قوة الزحف العالية ومعامل التوسع الحراري المنخفضة مفضلة للتوافق.
Совместимость бесшовной трубы котла высокого давления с жидкостями в котельных системах
3. المعالجة الكيميائية والإضافات
Безшовные трубы для котлов высокого давления играют решающую роль в современных котельных системах, где они транспортируют пар, горячую воду или высокотемпературные жидкости под экстремальным давлением. Обеспечение совместимости с жидкостями, которые они перевозят, имеет жизненно важное значение для поддержания производительности, долговечности и безопасности. Совместимость этих труб с различными жидкостями зависит от нескольких ключевых факторов, включая химический состав материала трубы, свойства жидкости и рабочую среду.
غالبا ما تحتوي مياه تغذية الغلايات على مواد كيميائية لمعالجة لمنع التوسع أو التآكل أو نمو الميكروبات. هذه المضافات يمكن أن تتفاعل مع السطح الداخلي للأنابيب. يجب أن تكون الأنابيب متوافقة مع هذه المضافات ، والمواد المقاومة للتثقب ، والتصدع للتآكل تحت الإجهاد (SCC) ، وهششة الهيدروجين أمر حاسم.
1. Свойства жидкости и совместимость материала труб
4. مقاومة التآكل والتوسع
Котельные системы могут включать в себя жидкости, такие как деминерализованная вода, пар, перегреваемый пар, а иногда и химические вещества для обработки или коррозивные агенты. Эти жидкости могут вызвать коррозию, масштабирование или эрозию, если материал трубы не тщательно выбран. Например:
يمكن أن تسبب سرعات التدفق العالية والجسيمات المعلقة والانتقالات المرحلية (السائل إلى البخار) التآكل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي صلابة ومحتوى المعادن في السوائل إلى تشكيل المقياس، وتقليل الكفاءة الحرارية وزيادة انخفاض الضغط. تساعد الأسطح الداخلية الناعمة ، التي يتم تحقيقها من خلال التصنيع الدقيق واختيار السبائك ، في تخفيف هذه الآثار.
Углеродные стальные трубы обычно используются для стандартных применений пара или горячей воды, но могут коррозировать при воздействии кислородных или кислотных сред.
Процесс горячего расширения - это технология производства, используемая для увеличения диаметра бесшовных стальных труб при сохранении (или улучшении) их механических свойств. Этот метод имеет важное значение для изготовления труб большого диаметра из меньших шпильок без сварки. Ниже приводится подробное объяснение его принципов работы, ключевых этапов и технических соображений.
1. Основная концепция
Горячее расширение включает в себя термическое и механическое расширение бесшовной трубы меньшего диаметра до большего размера путем нагрева ее до температуры пластической деформации и применения радиального давления. Этот процесс обеспечивает:
Единородная толщина стены (минимизация эксцентричности).
Сохранение металлургической целостности (без дефектов сварки).
Улучшенная структура зерна благодаря рекристализации во время нагрева.
2. Ключевые этапы процесса
А. Отопление
Диапазон температур: Typically850-1200°C (в зависимости от класса стали).
Углеродная сталь: ~1100°C
Сплавные стали: Высше, чтобы избежать трещин.
Метод отопления: индукционное отопление или газовые печи для равномерного распределения тепла.
Цель: смягчает сталь, чтобы обеспечить пластическую деформацию без трещин.
B. Расширение
Механические методы:
Расширение Mandrel (Plug): Коничный Mandrel толкается / тянет через нагреваемую трубу, заставляя его расширяться радиально.
Гидравлическое расширение: жидкость высокого давления впрыскается внутри трубы, чтобы растягнуть ее против сдерживающего штампа.
Расширение ролика: вращающиеся ролики применяют радиальное давление для постепенного увеличения диаметра.
Коэффициент расширения: Обычно 10-40% (превышение этого рискует утончение стен или дефекты).
C. Охлаждение и охлаждение Размер
Контролируемое охлаждение: медленное охлаждение (отжигание) или гашение (для конкретных свойств).
Размер рулонов: калибрировать окончательные размеры и круглость.
D. Последующая обработка
Исправление: Исправляет деформации с помощью ротационных выправляющих устройств.
Тепловая обработка: облегчение напряжения или нормализация для восстановления механических свойств.
Поверхностная обработка: обезщепление (например, взрыв) и антиржавящие покрытия.
3. Металлургические принципы
Рекристаллизация: нагревание выше температуры рекристаллизации (~ 0,5 × точка плавления) улучшает структуру зерна, повышая гибкость.
Смягчение затверждения работы: горячая работа избегает хрупкости, вызванной холодной деформацией.
Снижение остаточного напряжения: равномерное расширение минимизирует внутренние напряжения.
4. Преимущества против альтернатив
Горячее расширение
Альтернатива (сварные трубы)
Нет сварных швов → Лучшее сопротивление давлению Сварные швы являются потенциальными слабыми точками
Единородная зерновая структура Пожаренные зоны (HAZ) в сварных трубах
Подходит для высокотемпературного обслуживания Ограничено целостностью сварки
5. Проблемы контроля качества
Разтонение стен: чрезмерное расширение уменьшает толщину; контролируется с помощью ультразвукового тестирования.
Овальность / Коллапс: Неправильное выравнивание мандрила вызывает нерегулярные формы.
Дефекты поверхности: масштабирование или трещины из-за скорости перегрева / охлаждения.
6. Заявления
Нефть и промышленность Газ: трубопроводы большого диаметра.
Электростанции: котельные трубы, требующие высокотемпературной прочности.
Ядерные/химические: коррозионостойкие сплавные трубы.
7. Критические параметры
Контроль температуры: предотвращает перегрев (горение) или недогрев (трещины).
Скорость расширения: слишком быстро → разрыв; слишком медленно → Потеря производительности.
Дизайн инструмента: Геометрия Mandrel / ролика влияет на точность измерений.
