Tube sans soudure en acier allié ASTM A213 T9 à courbure en U pour les chaudières de production d'énergie

Le tube sans soudure ASTM A213 T9 à courbure en U est un tube en acier à haute résistance et résistant à la corrosion, fabriqué sans soudure et plié en forme de "U" serré. Il est spécialement conçu pour être utilisé dans les sections d'échange thermique d'équipements à haute température et haute pression tels que les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur dans les industries de la production d'énergie et de la pétrochimie.

Voici quelques ventilations détaillées :

1. Matériau du tube : ASTM A213 T9

(1) ASTM A213 Grade T9 : Composition chimique

La composition chimique est la clé de la résistance à haute température et de la résistance à la corrosion du matériau.

Remarque : Le tube doit être traité thermiquement à une température minimale de 1200 °F (650 °C) pour le soulagement des contraintes sous-critiques, ou entièrement recuit, normalisé et revenu, ou normalisé et revenu.

(2) ASTM A213 Grade T9 : Propriétés mécaniques

Ces propriétés sont les minimums requis par la norme ASTM A213 pour le tube fini après le traitement thermique final.

Exigences d'allongement : L'allongement minimum dépend de l'épaisseur de paroi du tube.

2. Tube à courbure en U

Objectif :Cette forme est fondamentale pour la conception des échangeurs de chaleur à tubes en U. Un faisceau de ces tubes est inséré dans une plaque tubulaire à l'extrémité droite. La courbure en U permet au tube de se dilater et de se contracter librement avec les changements de température sans solliciter la coque de l'échangeur. Cela élimine le besoin de joints de dilatation.

Processus de pliage :Le pliage est une opération critique et précise. Il est effectué à froid (pour les petits rayons) ou à chaud (pour éviter les fissures sur les courbures serrées) à l'aide de machines spécialisées. Le rayon de courbure est une spécification clé.

3. Caractéristiques et avantages clés du tube à courbure en U sans soudure A213 T9 :

• Résistance à haute température : Résiste à la déformation et au fluage sous charge à des températures élevées.
• Résistance à l'oxydation et à la corrosion : La teneur en chrome protège contre l'entartrage et les gaz de combustion corrosifs.
• Excellent transfert de chaleur : La construction sans soudure et l'alliage spécifique permettent un transfert de chaleur efficace.
• Accommodation de la dilatation thermique : La conception en U permet la dilatation thermique, empêchant l'accumulation de contraintes.
• Conception compacte : Un faisceau de tubes en U nécessite moins d'espace qu'un échangeur à tubes droits avec une surface similaire.

Application principale : Échangeurs de chaleur à faisceau de tubes en U

La conception en U n'est pas arbitraire ; elle sert un objectif d'ingénierie crucial. Ces tubes sont l'élément clé dans Échangeurs de chaleur à calandre et à tubes du type à faisceau de tubes en U.

• Comment ça marche : Un faisceau de ces tubes à courbure en U est inséré dans une calandre cylindrique. Les jambes droites des tubes sont fixées dans une seule plaque tubulaire. Un fluide s'écoule à l'intérieur des tubes, tandis qu'un autre fluide s'écoule à l'extérieur des tubes (côté calandre), transférant la chaleur à travers la paroi du tube.
• Avantage clé de la courbure en U : L'extrémité en forme de U permet au tube de se dilater et de se contracter librement avec les changements de température. Cela élimine les contraintes thermiques qui, autrement, s'accumuleraient et détruiraient un échangeur de chaleur à tubes droits rigide. Cette conception est plus simple et plus fiable que les conceptions nécessitant des joints de dilatation.

Industries et équipements spécifiques

1. Chaudières de production d'énergie (combustible fossile, biomasse, valorisation énergétique)

Il s'agit de l'une des applications les plus courantes et les plus critiques. À l'intérieur d'une chaudière, différentes sections ont des fonctions différentes, et les tubes T9 sont utilisés dans des zones spécifiques à haute température :

• Surchauffeurs : Il s'agit de l'application principale des tubes T9.
  • Fonction : Chauffer la vapeur saturée du tambour de la chaudière à une température beaucoup plus élevée (devenant de la vapeur "surchauffée").
  • Pourquoi T9 ? Les tubes de surchauffeur sont exposés aux gaz de combustion les plus chauds et aux températures de vapeur les plus élevées. Le 9 % de chrome offre une résistance essentielle à l'oxydation (entartrage) et à la corrosion due au soufre contenu dans le combustible. Le 1 % de molybdène fournit la résistance nécessaire pour résister à la pression de vapeur interne élevée à ces températures élevées (généralement jusqu'à ~1100 °F / 595 °C) sans fluage.
• Réchauffeurs :
  • Fonction : Réchauffer la vapeur après qu'elle se soit partiellement dilatée à travers une turbine haute pression, avant de l'envoyer à une turbine basse pression.
  • Pourquoi T9 ? Les conditions de service sont similaires à celles des surchauffeurs, nécessitant la même combinaison de résistance à haute température et de résistance à la corrosion.

2. Industrie pétrochimique et de raffinage

Les raffineries utilisent de nombreux échangeurs de chaleur dans le processus de distillation et de craquage du pétrole brut en divers produits.

• Échangeurs de chaleur de procédé : Utilisés pour chauffer le pétrole brut, les fluides de procédé ou d'autres hydrocarbures.
  • Pourquoi T9 ? Dans les services où le flux de procédé contient des composés soufrés (service acide) et fonctionne à des températures et pressions élevées, la teneur en chrome du T9 résiste à la corrosion par sulfuration, ce qui dégraderait rapidement un tube en acier au carbone.

3. Industrie de la transformation chimique

Comme les raffineries, les usines chimiques utilisent ces tubes dans les échangeurs de chaleur pour diverses réactions et procédés impliquant des produits chimiques corrosifs et des températures élevées.

4. Unités de récupération de chaleur fatale (WHRU)

• Ces systèmes capturent la chaleur des gaz d'échappement des turbines à gaz, des incinérateurs ou d'autres procédés industriels pour produire de la vapeur ou préchauffer l'eau d'alimentation.
• Pourquoi T9 ? Les gaz d'échappement peuvent être corrosifs (contenant du soufre, des chlorures) et à des températures élevées. Les tubes T9 offrent un équilibre rentable entre performance et durabilité dans ces environnements.

​

​