Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Теплообменные аппараты из стали 16ГС: конструкция, параметры и применение
Теплообменные аппараты 16ГС — кожухотрубные и пластинчатые теплообменники, корпусные и трубные элементы которых изготовлены из низколегированной кремнемарганцовистой стали марки 16ГС (аналог 09Г2С по назначению, но с повышенным содержанием углерода). Материал поставляется по ГОСТ 19281-2014 и ГОСТ 5520-2017, обеспечивая работоспособность при температуре стенки от –40 C до +475 C. Сталь 16ГС относится к классу низколегированных конструкционных сталей, сваривается без ограничений, применяется для изготовления обечаек, днищ, фланцев, трубных решёток и патрубков теплообменного оборудования, работающего под давлением.
Технические характеристики стали 16ГС в составе теплообменников
Химический состав стали 16ГС: углерод — 0,12–0,18 %, кремний — 0,4–0,7 %, марганец — 0,4–0,7 %, хром — не более 0,3 %, никель — не более 0,3 %. Механические свойства листового проката толщиной 4–60 мм:
- предел текучести — не менее 265–325 МПа в зависимости от толщины
- временное сопротивление — 470–590 МПа
- относительное удлинение — не менее 21 %
- ударная вязкость при –40 C — не менее 29 Дж/см
- твёрдость — не более 180 HB
Допустимое рабочее давление в корпусе теплообменника из 16ГС — до 6,3 МПа при температуре до 350 C; при повышении температуры до 475 C допускаемое напряжение снижается до 120–140 МПа. Аппараты эксплуатируются в средах: перегретый пар, горячая вода, нефтепродукты, углеводородные газы, слабоагрессивные технологические растворы.
Конструктивное исполнение и типы аппаратов
Теплообменники 16ГС выпускаются в следующих исполнениях:
- кожухотрубные с неподвижными трубными решётками — тип НН по ГОСТ 31842-2012
- кожухотрубные с температурным компенсатором на корпусе — тип КН
- кожухотрубные с плавающей головкой — тип ПГ
- аппараты воздушного охлаждения (АВО) с камерами из 16ГС
- подогреватели сетевой воды для систем теплоснабжения
Трубные пучки комплектуются трубами 25 2 мм или 20 2 мм из стали 10, 20, 09Г2С; трубные решётки — из листа 16ГС толщиной 20–80 мм. Развальцовка труб в решётке выполняется с уплотнительными канавками, сварное соединение — по ГОСТ 14771-76.
Типовые параметры теплообменных аппаратов 16ГС
| Параметр | Диаметр корпуса, мм | Поверхность теплообмена, м | Давление, МПа | Температура среды, C |
|---|---|---|---|---|
| Подогреватель сетевой воды | 600–1400 | 50–400 | 1,6 | до 150 |
| Аппарат нефтепереработки | 800–2000 | 100–800 | 2,5–4,0 | до 350 |
| Холодильник оборотной воды | 1000–2400 | 200–1200 | 1,0–1,6 | до 120 |
| Конденсатор пара | 600–1600 | 40–600 | 0,6–2,5 | до 300 |
Отрасли применения
- нефтегазопереработка — рекуперативные теплообменники установок атмосферной перегонки нефти
- теплоэнергетика — сетевые подогреватели, охладители пара, конденсаторы турбин
- химическая промышленность — аппараты для слабоагрессивных сред с температурой до 350 C
- металлургия — охладители оборотной воды прокатных станов и печей
- целлюлозно-бумажное производство — подогреватели технологической воды
Сварка и контроль качества
Сварка корпусных элементов из 16ГС выполняется электродами Э50А (ГОСТ 9467-75) или сварочной проволокой Св-08ГА, Св-10Г2 под флюсом АН-348А. Предварительный подогрев до 100–150 C требуется при толщине стенки свыше 30 мм. После сварки проводится радиографический контроль швов по ГОСТ 7512-82 и гидравлические испытания пробным давлением 1,25–1,5 от рабочего. Теплообменники подлежат регистрации в Ростехнадзоре при рабочем давлении свыше 0,07 МПа.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняется работоспособность теплообменника из стали 16ГС?
Длительная эксплуатация допускается до 475 C, однако при температуре выше 350 C происходит интенсивное снижение допускаемого напряжения и развитие ползучести. Для работы при 400–475 C требуется расчёт на малоцикловую усталость и ограничение числа пусков-остановов.
Чем сталь 16ГС отличается от 09Г2С при изготовлении корпусов теплообменников?
Сталь 16ГС содержит больше углерода (0,12–0,18 % против 0,09–0,12 % у 09Г2С), что повышает прочность, но снижает ударную вязкость при отрицательных температурах. Для аппаратов, работающих ниже –40 C, применяют 09Г2С или 16ГС с ограничением по хладостойкости.
Какие среды недопустимы для теплообменников из 16ГС?
Сталь 16ГС нестойка в сероводородсодержащих средах с концентрацией HS выше 100 мг/л, в растворах серной и соляной кислот, в морской воде без защитных покрытий. Для таких условий применяют нержавеющие стали 12Х18Н10Т или биметаллические корпуса.
Какой нормативный документ регламентирует расчёт теплообменных аппаратов из 16ГС?
Расчёт на прочность выполняется по ГОСТ 34233.1-2017 и ГОСТ 34233.2-2017, изготовление — по ГОСТ 31842-2012. Аппараты, работающие под давлением свыше 0,07 МПа, подконтрольны Ростехнадзору и требуют паспорта установленной формы.