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Di cosa sono fatti i tubi degli scambiatori di calore? Una panoramica del materiale I tubi per scambiatori di calore sono progettati per trasferire il calore in modo efficiente, pur resistendo ad alte temperature, pressione e ambienti di lavoro corrosivi.Sono fabbricati da una gamma di metalli e leghe a seconda delle esigenze di applicazione: Acciaio: eccellente conduttività termica, comunemente utilizzata in refrigerazione, condizionamento d'aria e scambiatori di calore su piccola scala. Acciaio inossidabile (304, 316, ecc.): Alta resistenza alla corrosione, ideale per l'industria alimentare, chimica e per le centrali elettriche. Aluminici: leggero, con buona conduttività termica, ampiamente utilizzato nei sistemi automobilistici e HVAC. Titanio: eccezionale resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti di acqua di mare; utilizzato in impianti marini e di desalinizzazione. Acciaio al carbonio: economicamente vantaggioso e resistente, adatto a sistemi industriali di raffreddamento e riscaldamento in cui il rischio di corrosione è inferiore. Copronicchio (leghe di rame e nichel): Combina una buona conduttività termica e un'eccellente resistenza all'acqua di mare, ampiamente utilizzata negli scambiatori di calore marini. Processo di fabbricazione di tubi per scambiatori di calore 1.Preparazione della materia prima Selezione del materiale di base adatto (rame, acciaio inossidabile, alluminio, titanio, acciaio al carbonio, ecc.) in base all'applicazione. Ispezione della composizione chimica e delle proprietà fisiche per garantire la conformità alle norme. 2.Fabbricazione di tubi Preparazione del posto: Le billette di metallo grezzo vengono gettate e preparate per l'estrusione. Estrusione / perforatura / laminatura: I biglietti sono perforati ed estrusi a caldo o arrotolati in tubi cavi. Disegno a freddo: i tubi sono tracciati con matrici di precisione per ottenere le dimensioni richieste e tolleranze più strette. Rivenditura a freddo/caldo: Migliora la finitura della superficie e la precisione dimensionale. 3.Trattamento termico Annellazione: allevia le sollecitazioni interne dopo il lavoro a freddo e migliora la duttilità. Trattamento in soluzione (per acciaio inossidabile e titanio): Migliora la resistenza alla corrosione e ripristina la durezza. 4.Trattamento superficiale Decapaggio e passivazioneRimuove gli ossidi e aumenta la resistenza alla corrosione. Polizione: fornisce una superficie interna/esterna più liscia per ridurre la resistenza al flusso e migliorare l'efficienza del trasferimento di calore. 5.Formazione e saldatura di tubi Piegamento: le macchine di piegatura CNC o a mandrello modellano i tubi in base ai requisiti di progettazione. Saldatura: Le giunzioni e le testate di fogli tubo-tubo sono saldate con metodi TIG/MIG per garantire una costruzione impermeabile. 6.Esame e ispezione Prova di pressione idrostatica: garantisce l'integrità del tubo e le prestazioni a prova di perdite sotto pressione. Prova non distruttiva (NDT): prova a raggi X, ad ultrasuoni o a corrente di vortice per la saldatura e la qualità del materiale. Ispezione dimensionale e superficiale: verifica la conformità alle specifiche e l'assenza di difetti di superficie. 7.Trattamento protettivo Rivestimenti (epossidi, poliuretano, ecc.)per una maggiore protezione dalla corrosione in ambienti difficili. Passivazione (per acciaio inossidabile)per aumentare ulteriormente la resistenza della superficie alla corrosione. 8.Assemblaggio finale e imballaggio I tubi sono assemblati in fasci di tubi o nuclei di scambiatori di calore secondo il progetto. Il controllo di qualità finale viene effettuato prima dell'imballaggio e della spedizione. Caratteristiche principali dei tubi scambiatori di calore   Alta conduttività termica per un efficiente trasferimento di calore. Resistenza alla corrosione per resistere a ambienti aggressivi (acqua di mare, sostanze chimiche, ecc.). Forza e durata sotto alta pressione e alta temperatura. Dimensioni di precisione che garantiscono un'adeguatezza e un funzionamento efficiente.

Di che dimensione è un scambiatore di calore standard?   - Negli scambiatori di calore,non esiste una dimensione universale di tubo- dipende dall'applicazione (petrolio e gas, energia, climatizzazione, chimica, ecc.), ma esistono alcune norme industriali ampiamente accettate. Ecco cosa viene tipicamente usato: Dimensioni comuni dei tubi per scambiatori di calore Diametro esterno (OD): 3/4 pollici (19,05 mm)→ Più comune negli scambiatori di calore a guscio e tubo. 1 pollice (25,4 mm)→ Spesso utilizzato per superfici di trasferimento di calore più elevate o quando sono coinvolti fluidi contaminanti. 5/8 pollici (15,88 mm)→ Utilizzato quando la compattezza è importante (come i condensatori HVAC e i refrigeratori). Altre dimensioni: 1,25", 1,5" OD esistono per disegni speciali, ma sono meno comuni. Spessore della parete: Intervalli standard:BWG da 14 a 20(da circa 1,65 mm a 2,1 mm di spessore). I tubi più spessi (ad esempio, BWG 12) sono utilizzati per fluidi ad alta pressione o erosivi. Lunghezza del tubo: Di solito.Da 1,8 m a 7,3 m, a seconda delle dimensioni dello scambiatore. Le centrali elettriche e le raffinerie possono utilizzare tubi fino a 30?40 piedi. Materiali: Acciaio al carbonio, acciaio inossidabile (304, 316), leghe di rame, ottone ammiraglio, titanio, a seconda del mezzo (vapore, acqua di mare, fluidi corrosivi). Una regola semplice per il settore:   3/4 ̊ OD × 0,049 ̊ spessore della parete × lunghezza di 20 ft→ il più diffuso tubo per scambiatori di calore.  

Quanto è spessa la tubazione dello scambiatore di calore? Intervalli comuni di spessore della parete per i tubi degli scambiatori di calore 1.Spessore tipico (in pollici) Lo spessore tipico della parete del tubo varia da16 calibro (circa 0,065 pollici)a10 calibro (circa 0,135 pollici), con pareti più spesse utilizzate per applicazioni ad alta pressione. In pratica, lo spessore minimo comune della parete è di circa0.083 pollici, e lo spessore medio della parete è di circa0.095 pollici. 2.Norme internazionali (in millimetri) Le norme ISO specificano: intervallo di diametro esterno 6 mm·89 mm, intervallo di spessore della parete10,0 mm 8,1 mm. Gli standard statunitensi generalmente adottano uno spessore di parete da0.049 pollici ¥ 0.120 pollici(circa 1,24 mm ¥ 3,05 mm). 3.Relazione tra dimensione e spessore del tubo Il diametro esterno del tubo comune varia da 1⁄2 pollice a 2 pollici, conUn centimetro e mezzoche è la più diffusa. Per 3⁄4 pollici OD (circa 19,05 mm), questa dimensione è la più comune nelle applicazioni industriali. Tabella di sintesi: Spessore tipico delle pareti Standard / Fonte Intervallo di spessore (pollici) Intervallo di spessore (mm) Intervallo di calibrazione tipico 0.065 ¢ 0.135 ≈ 1,65 ≈ 3.43 Valori in pratica Min ≈ 0.083, media ≈ 0.095 ≈ 2,1 ️ 2.4 Norma ISO ️ 1.0 ¢ 8.1 Standard statunitense 0.049 ¢ 0.120 ≈ 1,24 ≈ 3.05 Utilizzare OD di 3⁄4 pollici ️ ️ Fattori chiave che influenzano la scelta dello spessore della parete Pressione e temperatura di funzionamentoL'ambiente ad alta pressione o ad alta temperatura richiede pareti più spesse per garantire la sicurezza e l'integrità strutturale. Efficienza del trasferimento di caloreLe pareti più sottili migliorano il trasferimento di calore ma possono ridurre la resistenza meccanica. Norme applicabiliLe norme internazionali (ad esempio, ISO) o regionali (ad esempio, ASA degli Stati Uniti) definiscono intervalli di spessore ammissibili. Tolleranze di produzioneLe tolleranze di produzione consentono variazioni del ±10%, quindi lo spessore effettivo della parete può deviare leggermente dal valore nominale. Conclusioni Per gli scambiatori di calore a guscio e tubo, lo spessore tipico della parete del tubo è generalmente compreso tra0.065 pollici e.135 pollici(circa1da 0,65 mm a 3,43 mm) A seconda delle esigenze di applicazione, la gamma più ampia può essere1da 0,0 mm a 8,1 mmsecondo le norme ISO, o0.049 pollici a 0.120 pollici(circa 1,24 mm a 3,05 mm) secondo gli standard statunitensi.  

Che tipo di tubo ha in genere uno scambiatore di calore?   Gli scambiatori di calore utilizzano più comunemente tubi semplici e cilindrici disposti in fasci all'interno di un guscio, anche se i tubi a superficie migliorata (ad esempio,Le acque di scarico (comprese le acque di scarico e le acque di scarico) sono utilizzate anche quando sono richiesti tassi di trasferimento termico più elevati.Questi tubi sono in genere realizzati con metalli resistenti alla corrosione e alla temperatura quali rame, acciaio al carbonio, acciai inossidabili (304/316L), leghe di rame/nickel, titanio, leghe di nichel (Inconel,- di acciaio o di acciaio liquido,I fasci possono essere costituiti da tubi dritti fissati in fogli di tubi o tubi a forma di U per consentire l'espansione termica e sono disponibili in diametri da approssimativamente 0.625" a 1.5′′ (16 ′′ 38 mm) con spessori di parete secondo gli standard industriali. Costruzioni di tubi Tubi lisci Descrizione:Tubi cilindrici con superfici interne ed esterne lisce, che forniscono prestazioni di trasferimento di calore di base e una produzione più semplice. Utilizzando:Standard negli scambiatori a guscio e tubo per molte applicazioni liquide/liquido o gas/liquido. Tubi a pinne (potenziati) Descrizione:Tubi dotati di pinne assiali o elicoidali all'esterno (o all'interno), che aumentano notevolmente la superficie e la turbolenza per aumentare il trasferimento di calore. Utilizzando:Comune negli scambiatori raffreddati ad aria o quando un lato ha un basso coefficiente di convezione. Selezione dei materiali Acciaio al carbonio e ottone dell'ammiragliato:Economica, prestazioni moderate; utilizzata nei servizi idrici e a bassa pressione. Altre leghe di rame:Eccellente conduttività termica e resistenza alla corrosione nell'acqua di mare o potabile. Acciai inossidabili (304/316L, duplex):Buona resistenza alla corrosione per servizi chimici e alimentari. Leghe di nichel (Inconel, Hastelloy):Ambienti ad alta temperatura e altamente corrosivi (ad esempio acido, cloruro). Titanio e zirconio:Superiore resistenza al cloruro, alla fessurazione da stress e a sostanze molto corrosive come l'acqua di mare o gli acidi. Configurazioni del pacchetto Foglio a tubo fisso I tubi sono saldati o espansi in fogli di tubi fissi; semplici, economici, ma limitati nell'accoglienza dell'espansione termica. U-Tube Le curve continue U permettono un'espansione differenziale tra guscio e tubo; più facile da gestire le sollecitazioni termiche ma più difficile da pulire all'interno della curva. Testa galleggiante Un foglio di tubo è libero di galleggiare, permettendo di ritirare e ispezionare l'intero fascio; ideale per servizi che richiedono una pulizia frequente.    

Cos'è un tubo scambiatore di calore?   Un tubo scambiatore di calore (comunemente chiamato anche tubo scambiatore di calore) è un tubo resistente alla pressione specificamente progettato per trasportare uno dei due fluidi la cui energia termica viene scambiata. Questi tubi formano il nucleo degli scambiatori di calore a fascio tubiero, a U o a piastre e tubi e devono combinare eccellenti prestazioni di trasferimento del calore con robustezza meccanica e resistenza alla corrosione.   1. Funzione principale Canale per fluidi: Trasporta il fluido lato tubo (caldo o freddo) mentre un fluido esterno scorre attorno ai tubi (lato mantello). Superficie di scambio termico: Pareti sottili e materiale ad alta conducibilità termica massimizzano la velocità di scambio termico tra i due fluidi. 2. Caratteristiche progettuali chiave Spessore e diametro della parete Pareti sottili (spesso 1–5 mm) per minimizzare la resistenza termica Gamma OD tipicamente da ⅜″ a 2½″ (10 mm–60 mm), a seconda del progetto dello scambiatore Finitura superficiale Interno liscio per ridurre l'incrostazione e la caduta di pressione A volte migliorato (ad es. alettato o ondulato) per aumentare i coefficienti di trasferimento del calore Pressione e temperatura nominali Dimensionato per resistere ad alte pressioni (fino a diverse centinaia di bar) e temperature (–200 °C a oltre 600 °C), in base alle condizioni di processo Resistenza alla corrosione Fondamentale quando uno o entrambi i fluidi sono aggressivi (ad es. acqua di mare, acidi, ammine) 3. Materiali comuni Materiale Casi d'uso tipici Rame e leghe di rame HVAC, refrigerazione, quando la conducibilità elevata e il basso costo sono prioritari Acciai inossidabili (ad es. 304, 316) Industrie alimentari, farmaceutiche, chimiche – eccellente resistenza alla corrosione Acciai al carbonio e a bassa lega (ad es. ASTM A179, A192) Caldaie a vapore ad alta pressione, petrolio e gas – economicamente vantaggiosi per servizi non corrosivi Acciai legati (ad es. cromo-molibdeno) Servizio ad alta temperatura (centrali elettriche, petrolchimico) Titanio Ambienti ultra-corrosivi (desalinizzazione dell'acqua di mare) 4. Standard applicabili ASTM A179 / A192: Tubi per caldaie in acciaio al carbonio senza saldatura ASTM A213 / A249 / A268: Tubi in acciaio inossidabile senza saldatura/alettati per servizio ad alta temperatura EN 10216-2 / EN 10217: Standard europei per tubi in acciaio senza saldatura e saldati ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Sezione II e VIII: Specifiche dei materiali e regole di progettazione 5. Applicazioni tipiche   Generazione di energia: Condensatori a vapore, economizzatori per caldaie Petrolio e gas: Recupero di calore, preriscaldamento del greggio, raffreddatori di gas Chimica e petrolchimica: Riscaldamento/raffreddamento del reattore, ribollitori della colonna di frazionamento HVAC e refrigerazione: Refrigeratori, condensatori, evaporatori Alimentare e farmaceutico: Pastorizzatori, sterilizzatori