Tubo Aletado com Pino ASME SA335 P9 para Recuperação de Calor Residual de Gás de Combustão de Alta Temperatura

Em serviço de gás sujo, a incrustação decide o tubo - não o coeficiente de transferência de calor. Um banco de recuperação de calor residual dimensionado com base em números de gás limpo ficará subdimensionado em um mês se o depósito cobrir as passagens das aletas, e a planta então paga duas vezes: uma pela superfície e outra pelo combustível que não consegue recuperar. Essa é a razão pela qual este produto existe na forma que tem. Um tubo ASME SA335 P9 (9Cr-1Mo), pinos de 15-30 mm de altura soldados em um arranjo aberto, visando gás de combustão de 550-650 C que transporta cinzas, poeira de processo ou sais condensáveis, em unidades de recuperação de calor residual atrás de fornos de craqueamento, reformadores, incineradores de recuperação de enxofre e fundições de metais não ferrosos.

Quatro tipos de depósito dominam essa faixa de temperatura, e cada um empurra a geometria em uma direção diferente:

Cinzas pegajosas com baixo ponto de fusão. Comum em fornos que queimam óleo pesado, biomassa ou misturas de carvão. O depósito é macio na temperatura do metal e cresce até ceder. Resposta: pinos mais altos, passo mais largo, para que o depósito não tenha onde se espalhar.
Poeira de processo com ampla distribuição de tamanho. Gás de fundição e forno. Frações finas aderem, frações grossas erodem. Resposta: arranjo de pinos escalonado com uma classe de pino dura para que a erosão seja absorvida pela ponta do pino, não pela parede.
Sais condensáveis. Gás de cauda de recuperação de enxofre e incinerador. O sal condensa na superfície mais fria, que é a ponta da aleta. Resposta: manter a extremidade fria acima da temperatura de condensação pela seleção do passo, não pela adição de área.
Poeira refratária. Refratário lascado do duto a montante. Abrasivo, sem aderência. Resposta: arranjo denso o suficiente para proteger a parede, passagem aberta o suficiente para deixá-lo passar.

A abordagem com pinos lida melhor com todos os quatro do que uma aleta espiral contínua, e por uma razão estrutural: uma aleta contínua apresenta uma superfície única e ininterrupta para o depósito se espalhar, enquanto um arranjo de pinos discretos apresenta milhares de pequenas superfícies com passagens abertas entre elas. Quando o depósito cresce, ele cresce em ilhas, e as ilhas caem.

A altura define a distância que o depósito fica da parede de pressão, e o passo define se o gás ainda pode se mover. Na prática, as primeiras fileiras em uma unidade de recuperação de calor residual são construídas com pinos mais altos em passo mais largo - o gás é mais quente e mais sujo lá - e o arranjo se aperta à medida que o gás esfria e a carga diminui. Como soldamos em nossa própria célula, a transição entre as zonas ocorre em um único tubo, se for o que o desenho especifica, sem alteração no procedimento de soldagem ou em um pedido de compra separado.

A classe do pino segue a química do gás: aço carbono para gás oxidante limpo, 11-13% Cr onde enxofre ou vanádio estão presentes. O tubo base é P9 em todos os casos, porque P9 é o que suporta 550-650 C sem a penalidade de vida útil à oxidação que os aços de baixa liga pagam acima de 560 C.

O P9 suporta uma temperatura de metal sustentada de cerca de 620 C, com 650 C tratado como um teto de excursão de curto prazo que necessita de uma revisão da vida útil à fluência, e sua condutividade térmica é melhor do que as classes de aço inoxidável austenítico, o que importa quando a parede do tubo precisa dissipar fluxo em vez de armazená-lo. Acima de 650 C, ou onde o gás é fortemente sulfurante com combustível contendo vanádio, o projeto abandona o P9 e passa para um cromo mais alto ou para um projeto de pino revestido com refratário. Abaixo de cerca de 500 C, o caso para P9 desaparece e um tubo com pino de aço carbono fará o mesmo trabalho térmico - veja o Tubo com aletas e pinos A106 Gr.B.

As soldas dos pinos são verificadas duas vezes: na peça de configuração com testes de dobramento e tração, e no tubo acabado com um teste de martelo em cada pino. Um pino que ressoa está soldado; um pino que soa abafado é removido e ressoldado. Além disso, o pacote de liberação carrega o certificado do tubo base e PMI, registro de parâmetros de soldagem, relatório dimensional para altura e passo do pino, e teste hidrostático ou de ar no tubo base conforme especificado. A documentação EN 10204 3.1 é padrão, 3.2 mediante solicitação, com testemunha de terceiros pela ABS, BV, DNV, CCS ou LR disponível. A rota de teste é explicada em esta nota.

Pacotes com tampas plásticas nas extremidades, ou caixas de compensado para comprimentos menores, madeira entre as fileiras de pinos para que as soldas não sejam carregadas pelo estilingue, etiquetas com número do lote, item e peso bruto. FOB Xangai ou Ningbo como padrão, CIF e DAP contra o porto de destino. A produção conforme desenho leva cerca de 20-35 dias; o tubo base em estoque encurta consideravelmente isso. Pedido mínimo de uma peça.

Meu gás é muito pegajoso - os pinos incrustarão tanto quanto as aletas? Mais lentamente, e o depósito sai em ilhas em vez de uma manta; o passo é definido a partir da sua análise de depósito, não de um padrão.
A altura do pino pode mudar ao longo do tubo? Sim - este é o projeto normal para um banco com temperatura de gás em queda e carga de poeira em queda.
Quais termos comerciais se aplicam? MOQ 1 peça, FOB Xangai ou Ningbo, preço definido pela classe e parede do tubo base, geometria do pino e peso total do pacote.
E se meu gás operar acima de 650 C? Informe-nos na fase de cotação - a classe ou a estratégia refratária muda, e é mais barato mudá-la antes que o desenho seja emitido.

Envie a análise do depósito - ou simplesmente a descrição do combustível e do processo - juntamente com as temperaturas do gás, carga de poeira e o desenho do pacote. Proporemos um perfil de altura e passo do pino por zona, confirmaremos a classe e cotaremos FOB Xangai ou Ningbo em um dia útil.

Relacionado: por que superfícies com pinos dominam seções de incrustação - tubos com aletas e pinos P9 para fornos de processo - todos os produtos de tubos com aletas