Теплообменные аппараты на трубах ГОСТ 10705-80: конструктивные и эксплуатационные характеристики
Теплообменные аппараты, изготовленные с применением труб по ГОСТ 10705-80, представляют собой кожухотрубные и змеевиковые конструкции, в которых теплообменные элементы выполнены из электросварных прямошовных труб. Стандарт распространяется на трубы наружным диаметром 10–530 мм с толщиной стенки 1–12 мм, изготовленные из углеродистых сталей марок Ст2сп, Ст3сп, Ст4сп, 10, 20, 20ПС. Именно эти марки обеспечивают необходимый комплекс механических свойств для работы при температурах от –40 C до +350 C.
Технические параметры трубной продукции
Трубы по ГОСТ 10705-80 поставляются в термически обработанном или без термообработки состоянии, с испытанием гидравлическим давлением или без него. Для теплообменного оборудования критичны следующие характеристики:
- Предел текучести стали 20 — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410 МПа.
- Относительное удлинение — не менее 21 % для труб диаметром до 152 мм.
- Гидравлическое испытание — давление до 6,0 МПа в зависимости от типоразмера.
- Кривизна трубы — не более 1,5 мм на 1 м длины.
Применение в промышленных системах
Теплообменные аппараты на базе труб ГОСТ 10705-80 используются в системах рекуперации тепла компрессорных установок, в подогревателях сетевой воды котельных, в конденсаторах холодильных машин, в маслоохладителях гидравлических систем прокатных станов. Трубные пучки таких аппаратов работают при давлении теплоносителя до 2,5 МПа и температуре стенки до 300 C. Для агрессивных сред применяют трубы с дополнительным защитным покрытием или из коррозионностойких марок, однако базовое исполнение ориентировано на водяной пар, перегретую воду и неагрессивные технологические жидкости.
| Параметр | Диаметр 25 мм | Диаметр 57 мм | Диаметр 108 мм | Диаметр 219 мм |
|---|---|---|---|---|
| Толщина стенки, мм | 2,0–3,0 | 3,0–4,0 | 4,0–5,0 | 6,0–8,0 |
| Пробное давление, МПа | 6,0 | 5,0 | 4,0 | 3,0 |
| Масса 1 м, кг | 1,13–1,63 | 4,00–5,23 | 10,26–12,70 | 31,52–41,63 |
Конструктивные особенности кожухотрубных аппаратов
Трубные решётки выполняются из листовой стали 20 или 09Г2С, соединение труб с решёткой — развальцовкой или сваркой. Компенсация температурных удлинений обеспечивается линзовыми компенсаторами или плавающей головкой. Аппараты с U-образными трубами позволяют проводить очистку межтрубного пространства без демонтажа трубного пучка. Для интенсификации теплообмена применяют трубы с поперечными кольцевыми канавками или вставными турбулизаторами.
Вопросы и ответы
Какие марки стали допускаются для труб теплообменников по ГОСТ 10705-80?
Стандарт предусматривает углеродистые стали Ст2сп, Ст3сп, Ст4сп, 10, 20, 20ПС. Для работы при отрицательных температурах до –40 C применяют сталь 20 с испытанием на ударный изгиб при –40 C.
При каком давлении эксплуатируются теплообменные аппараты на трубах ГОСТ 10705-80?
Рабочее давление в трубном пространстве — до 2,5 МПа, в межтрубном — до 1,6 МПа. Гидравлические испытания проводят пробным давлением, превышающим рабочее в 1,5 раза, но не менее 6,0 МПа для труб малых диаметров.
Какой ресурс работы трубного пучка из стали 20 в водяных теплообменниках?
При скорости воды 1,5–2,0 м/с и температуре до 150 C ресурс составляет 8–12 лет. Коррозионный износ ускоряется при содержании кислорода в воде выше 0,05 мг/л и скорости потока свыше 2,5 м/с.
Возможно ли изготовление теплообменников с трубами ГОСТ 10705-80 для пищевых сред?
Да, при условии применения труб из стали 10 или 20 с внутренней поверхностью без окалины и дополнительной механической зачисткой. Соединения выполняются сваркой в среде аргона, развальцовка не допускается из-за риска застоя продукта.
