ASTM A192 hogedrukketelbuis met gecontroleerde interne ribgeometrie voor verbeterde warmteoverdracht

ASTM A192 en ASTM A210 intern getrokken ketelbuizen zijn naadloze koolstofstalen buizen vervaardigd met gecontroleerde interne spiraalvormige ribben. Het geribbelde binnenoppervlak genereert rotatiestroming, verbetert de menging aan de waterzijde, verstoort de thermische grenslaag en helpt een stabiele buiswandkoeling te behouden onder omstandigheden met hoge warmteflux.

Deze buizen worden gewoonlijk geselecteerd voor hogedrukketelovencircuits, waarbij conventionele buizen met gladde loop onvoldoende interne turbulentie kunnen bieden bij een verminderde massastroom. Materiaalkwaliteit, minimale resterende wanddikte, ribgeometrie, maattoleranties, warmtebehandeling en druktesten moeten afzonderlijk in de inkooporder worden gespecificeerd.

Ribhoogte, ribsteek, inloophoek, ribwortelradius en aantal starts worden gecontroleerd volgens een goedgekeurde dwarsdoorsnedetekening. Ribprofielinspectie dient te worden uitgevoerd aan beide buisuiteinden en op overeengekomen tussenposities.

In de aankoopspecificatie moet duidelijk onderscheid worden gemaakt tussen:

• Nominale wanddikte op het gladde gedeelte
• Minimale resterende wanddikte onder de ribwortel
• Maximale ribhoogte
• Minimale interne stroomoppervlakte
• Toegestane ribprofielafwijking

De spiraalvormige ribben veroorzaken een roterende component in de water-stoomstroom. Dit verhoogt de interne menging en vermindert de dikte van de thermische grenslaag grenzend aan de buiswand.

Het prestatievoordeel is afhankelijk van de volledige combinatie van:

• Verhouding tussen ribhoogte en boring
• Ribsteek en geleidingshoek
• Massastroomsnelheid
• Stoomkwaliteit
• Bedrijfsdruk
• Toegepaste warmteflux
• Buisoriëntatie

De geometrie van de schroefdraad moet daarom worden gekozen op basis van de thermisch-hydraulische berekening van de ketelontwerper in plaats van op basis van een algemene catalogusafmeting.

Voor drukberekeningen is de kritische wandafmeting normaal gesproken de minimale resterende wand gemeten onder de schroefdraadgroef of bij de ribwortel, en niet de schijnbare wand gemeten over de verhoogde ribbe.

Onze dimensionale inspectie kan het volgende omvatten:

• Ultrasoon in kaart brengen van de wanddikte
• Metallografische dwarsdoorsnedemeting
• Verificatie van ribhoogte
• Berekening van het booroppervlak
• Excentriciteitsmeting
• End-to-end inspectie van de ribcontinuïteit

ASTM A192 heeft betrekking op naadloze ketelbuizen van koolstofstaal voor hogedrukdiensten, terwijl ASTM A210 naadloze ketel- en oververhittingsbuizen van middelmatig koolstofstaal in de klassen A-1 en C omvat.

Typische verificatie omvat:

• Warmte analyse
• Productanalyse indien nodig
• Trekproeven
• Afvlakken of affakkelen testen
• Hardheid testen
• Hydrostatisch of toegestaan ​​niet-destructief elektrisch testen
• Dimensionale inspectie
• Visueel oppervlakteonderzoek
• Meting van het interne ribprofiel

Een veel voorkomende aankoopfout is het specificeren van alleen de nominale wanddikte, terwijl het metaal dat tijdens het trekken wordt verplaatst, wordt genegeerd.

Vóór productie bevestigen wij:

• Beginwand met gladde buis
• Afgewerkte minimale wand onder de ribwortel
• Hoogte van de ribben
• Uiteindelijke interne diameter
• Minimaal doorstroomoppervlak
• Toegestane excentriciteit

Dit voorkomt dat een buis aan de buitenafmetingen voldoet terwijl hij niet voldoet aan de minimale wandvereiste voor het drukontwerp.

De materiaalnorm alleen definieert niet de thermische prestatiegeometrie van een intern getrokken buis. De ribafmetingen moeten afzonderlijk worden overeengekomen tussen de ketelontwerper, koper en buizenfabrikant.

Inspectiegegevens kunnen het volgende omvatten:

• Hoogte van de ribben
• Ribsteek
• Loodhoek
• Aantal ribstarts
• Ribbenwortelradius
• Intern stroomgebied
• Profielfoto's of replica-metingen

Dit levert traceerbaar bewijs dat de meegeleverde buis past bij het goedgekeurde ketelontwerp.

Een inwendig getrokken buis kan aan materiaaleigenschappen voldoen, maar toch fabricageproblemen veroorzaken als buisuiteinden, ovaliteit, restspanning of ribbeëindiging niet onder controle worden gehouden.

Beschikbare bedieningselementen zijn onder meer:

• Gladde eindzones voor lassen
• Gecontroleerde ribuitloop
• Vierkant gesneden en ontbraamde uiteinden
• Lokale maatinspectie op laszones
• Genormaliseerde of stressverlichte toestand
• Eindsectie macro-onderzoek
• Ondersteuning bij kwalificatie van lasprocedures met behulp van productiemateriaal

Inwendig getrokken buizen worden gebruikt als drukdragende waterwandbuizen in ovenzones met een hoge warmteflux. De ribben vergroten de turbulentie aan de waterzijde en helpen de buiskoeling te stabiliseren, waarbij het bedieningsontwerp een lagere massastroom mogelijk maakt dan normaal aanvaardbaar zou zijn voor buizen met gladde loop.

Voor deze toepassing moet de aankoopspecificatie het volgende definiëren:

• Ontwerpdruk ketel
• Ontwerp metaaltemperatuur
• Warmtestroombereik
• Water-stoommassastroom
• Buisoriëntatie
• Materiaalkwaliteit
• Minimale wand bij de ribwortel
• Ribgeometrie
• Laslengte met glad uiteinde
• Vereist NDT
• Toepasselijke constructiecode van de ketel

De onderstaande waarden zijn maximum- of bereikvereisten in massapercentage. De definitieve aanvaarding moet volgen op basis van de exacte editie van de gespecificeerde norm en het gecertificeerde testrapport van de molen.

De gepubliceerde ASTM A192-samenstelling omvat 0,06-0,18% koolstof, 0,27-0,63% mangaan, maximaal 0,035% fosfor, maximaal 0,035% zwavel en maximaal 0,25% silicium.

Mechanische eigenschappen variëren afhankelijk van de productafmetingen, testoriëntatie, warmtebehandeling en de editie van de geldende norm. De onderstaande waarden zijn algemeen gespecificeerde minimale kamertemperatuureigenschappen.