Tubos com pinos e aletastornaram-se o elemento de transferência de calor padrão em refinarias e petroquímicasseções de convecção. Em um banco de convecção de aquecedor a fogo, alta velocidade do gás de combustão, cinzas abrasivas e transbordamento de calor radiante destroem tubos com aletas convencionais em poucos ciclos de manutenção.

A seção de convecção lida com gás de combustão saindo da caixa radiante a 700–1.000 °C, mas a temperatura do metal do próprio tubo com pinos é governada pela classe base do tubo – ASME SA213 T9, por exemplo, é limitada a aproximadamente 593 °C a longo prazo e 650 °C a curto prazo. A velocidade do gás através do banco pode atingir 8–15 m/s, carregando finos de catalisador e partículas de cinzas que agem como um jateador de areia em qualquer superfície exposta. Uma aleta fina e contínua em espiral – seja extrudada ou embutida – tem uma grande borda não suportada que se desgasta rapidamente, e uma vez que a aleta se desgasta, a superfície de transferência de calor se foi.

Um tubo com pinos e aletas carrega pinos cilíndricos curtos, com 6–12 mm de diâmetro e 10–25 mm de altura, soldados por soldagem por resistência de alta frequência. Comparado com uma aleta contínua, o arranjo de pinos discretos oferece:

• Tolerância à erosão– cada pino é soldado em toda a sua circunferência de raiz, de modo que não há borda livre para levantar ou descascar; a perda de um pino não compromete o arranjo.
• Resistência ao incrustamento– a geometria aberta permite que as cinzas caiam em vez de se acumularem entre as aletas.
• Maior capacidade de temperatura– os pinos podem ser fornecidos em graus 11Cr, 13Cr ou correspondentes 9Cr, muito acima dos limites dos tubos com aletas de alumínio.
• Resistência mecânica– a superfície com pinos enrijece o tubo e resiste à fadiga por vibração em gás de alta velocidade.

A seleção se resume a três variáveis:

1. Classe base do tubo– aço liga ASME SA213 T9/T11 para serviço de fluência moderado, TP316L/TP347H para serviço corrosivo, ASTM A106 Gr.B para serpentinas de menor temperatura.
2. Material do pino– pinos 11Cr e 13Cr são os mais utilizados em bancos de convecção de refinaria em tubos base 9Cr; pinos 18Cr são especificados onde a resistência à sulfetação é necessária, mas sua incompatibilidade de expansão térmica contra 9Cr requer um procedimento de soldagem de metal dissimilar qualificado.
3. Geometria do pino– diâmetro, altura e passo definem a relação de superfície estendida; a densidade é escolhida de modo que a velocidade do lado do gás permaneça dentro do limite de erosão, enquanto atinge o coeficiente de transferência de calor alvo.

• Rachadura na raiz do pino– causada por parâmetros de soldagem ruins, incompatibilidade de expansão de metal dissimilar ou ciclos térmicos. A classe do pino deve ser sempre selecionada com compatibilidade de expansão térmica com o tubo base, e o procedimento de soldagem qualificado de acordo.
• Acúmulo de cinzas– controlado pela seleção do passo e pelo layout do soprador de fuligem.
• Vazamentos nas juntas– controlados por procedimentos de expansão e solda de vedação, além de teste hidrostático a 1,5 vezes a pressão de projeto.
• Corrosão inesperada– prevenida por identificação positiva de material em cada lote.

A Yuhong Holding Group produz tubos com aletas e pinos desde 1990, exportando mais de 80% da produção para projetos de refinaria, petroquímicos e de energia. A soldagem de pinos ocorre em linhas de soldagem por resistência de alta frequência, seguida por teste de tração da ligação da aleta, exame por corrente parasita sob o padrão de produto aplicável e teste hidrostático de cada tubo.

Os tubos com pinos e aletas são o único elemento de superfície estendida que combina alta capacidade de temperatura, tolerância à erosão e resistência ao incrustamento em um único componente – a combinação que mantém um aquecedor online entre as paradas. Envie seus parâmetros de serviço para nossa equipe de engenharia para uma recomendação de material e geometria de pino.

Aproximadamente 593 °C para serviço contínuo a longo prazo e 650 °C a curto prazo. Uma seção de convecção pode lidar com gás de combustão a 700–1.000 °C, mas a parede do tubo em si deve permanecer dentro do limite da classe base selecionada.

Graus 13Cr ou 9Cr compatíveis para expansão térmica. Pinos 18Cr podem ser usados onde a resistência à sulfetação é necessária, mas apenas com um procedimento de soldagem de metal dissimilar qualificado.

Pinos de 6–12 mm de diâmetro e 10–25 mm de altura, soldados por resistência de alta frequência em toda a raiz do pino, com passo selecionado para equilibrar a área de superfície contra a velocidade do gás de combustão.