Теплообменные аппараты Сталь 10 в Минске

Теплообменные аппараты из стали 10: характеристики, исполнение и применение

Теплообменные аппараты из стали 10 — кожухотрубные и пластинчатые конструкции, у которых корпусные элементы, трубные решётки и теплообменные трубы изготовлены из низкоуглеродистой качественной конструкционной стали марки 10 (ГОСТ 1050). Материал относится к феррито-перлитному классу, содержит 0,07–0,14 % углерода, до 0,35 % кремния и до 0,30 % марганца. Такое сочетание обеспечивает высокую пластичность (относительное удлинение не менее 31 %), стабильную свариваемость без предварительного подогрева и достаточную прочность при рабочих температурах до 300 C.

Сталь 10 не склонна к подкалке в зоне термического влияния сварного шва, что критично для изготовления трубных решёток с плотным шагом отверстий и развальцовки труб. Предел текучести составляет не менее 195 МПа, временное сопротивление — 320–430 МПа. Теплопроводность 50 Вт/(мК) при 100 C — выше, чем у нержавеющих аустенитных сталей, что снижает термическое сопротивление стенки трубы и повышает эффективность теплопередачи.

Конструктивное исполнение и параметры

Аппараты выполняют по ГОСТ 31842 и ГОСТ 9929 в виде горизонтальных и вертикальных кожухотрубных теплообменников жёсткой, полужёсткой и плавающей конструкции. Трубные пучки комплектуют гладкими трубами 25 2 мм, 20 2 мм или 32 3 мм по ГОСТ 8734. Допускается изготовление змеевиковых и «труба в трубе» аппаратов для сред с высоким давлением.

Условия эксплуатации и ограничения

Сталь 10 работоспособна в средах, не вызывающих интенсивной коррозии: перегретая вода, насыщенный и перегретый пар, воздух, азот, инертные газы, минеральные масла, ряд органических теплоносителей. Скорость коррозии в нейтральных водных средах при температуре до 60 C не превышает 0,05 мм/год. При наличии агрессивных примесей (хлориды, сероводород, кислоты) требуется защитное покрытие или замена материала на коррозионностойкий.

Ограничивающие факторы:

• водородное охрупчивание при контакте с водородсодержащими средами под давлением выше 1,6 МПа и температуре свыше 200 C;
• эрозионный износ труб при скорости теплоносителя более 2,5 м/с в присутствии абразивных частиц;
• снижение прочностных характеристик при температуре выше 350 C вследствие ползучести;
• необходимость антикоррозионной обработки внутренних поверхностей при работе с оборотной водой повышенной жёсткости.

Области применения

Аппараты востребованы в системах рекуперации тепла и охлаждения технологических потоков:

• нефтепереработка — подогреватели сырья, конденсаторы паров бензиновой фракции, холодильники дизельного топлива;
• энергетика — сетевые подогреватели, охладители турбинного масла, теплообменники систем регенерации;
• химическая промышленность — теплообменники узлов ректификации и абсорбции при работе с неагрессивными средами;
• металлургия — охладители прокатных станов, теплообменники систем оборотного водоснабжения;
• пищевая промышленность — пастеризаторы и охладители при использовании питьевой воды и пара;
• ЖКХ — бойлеры горячего водоснабжения, теплообменники индивидуальных тепловых пунктов.

Технология изготовления

Корпуса и днища сваривают ручной дуговой сваркой электродами типа Э42А или автоматической сваркой под флюсом. Трубные решётки соединяют с трубами развальцовкой с последующей обваркой. После сборки аппараты подвергают гидравлическим испытаниям пробным давлением 1,25–1,5 от рабочего, а сварные швы контролируют радиографическим или ультразвуковым методом. Термообработка не требуется благодаря низкому содержанию углерода.

Вопросы и ответы