ASME SA516 Gr.70 Échangeur de chaleur Baffle Échangeur de chaleur

Chicane ASME SA516 Gr.70 : Composant de plaque en acier au carbone pour échangeur de chaleur

Quel est le rôle des chicanes dans les échangeurs de chaleur ?

Les chicanes sont des composants internes essentiels dans les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes, conçus pour optimiser la dynamique des fluides, améliorer l'efficacité du transfert de chaleur et fournir un support structurel au faisceau tubulaire. L'ASME SA-516 Gr.70 est une spécification d'acier au carbone largement utilisée pour la fabrication de chicanes en raison de son excellent équilibre entre résistance, soudabilité et rentabilité. Cette nuance est particulièrement adaptée aux applications à température modérée et basse dans des industries telles que le raffinage du pétrole, la transformation chimique et la production d'énergie. Vous trouverez ci-dessous un aperçu technique détaillé des chicanes SA-516 Gr.70, comprenant les propriétés des matériaux, les considérations de conception et les directives d'application.

1. Spécifications des matériaux

L'ASME SA-516 Gr.70 est une plaque d'acier au carbone-manganèse normalisée conforme au Code des chaudières et des appareils à pression ASME (BPVC) Section II. La désignation « Gr.70 » fait référence à sa résistance à la traction minimale de 70 ksi (485 MPa), ce qui la rend idéale pour les composants de maintien de la pression dans des conditions de service modérées.

Composition chimique (en % en poids)

Propriétés mécaniques

*Requis pour les applications en dessous de -29 °C (-20 °F).

2. Principaux avantages

• Rentabilité : Coûts de matériaux et de fabrication inférieurs à ceux des aciers alliés.

• Soudabilité : Compatible avec les techniques de soudage courantes (SMAW, GTAW, SAW) sans préchauffage pour les épaisseurs ≤ 32 mm.

• Résistance à basse température : Convient pour une utilisation jusqu'à -29 °C (-20 °F) avec des essais de résistance aux chocs appropriés.

• Formabilité : Facilement façonné en conceptions de chicanes segmentaires, hélicoïdales ou à tiges.

3. Considérations de conception

Types de chicanes

• Chicanes segmentaires : Les plus courantes ; coupées à 20–35 % du diamètre de la calandre pour diriger l'écoulement transversal.

• Chicanes hélicoïdales : Réduisent les zones mortes et les risques de vibrations.

• Chicanes à tiges : Minimisent la perte de charge dans les applications à débit élevé.

Paramètres techniques

• Épaisseur : Généralement de 6 à 25 mm, selon la pression de la calandre et les charges induites par l'écoulement.

• Espacement : 20–50 % du diamètre de la calandre ; un espacement plus serré augmente le transfert de chaleur, mais augmente la perte de charge.

• Tolérances : Perçage des trous de tube ± 0,5 mm ; l'alignement est essentiel pour éviter les vibrations des tubes.

4. Fabrication et production

• Découpe/Formage : Découpe ou usinage au laser/plasma pour la précision ; formage à froid pour les chicanes incurvées.

• Soudage :

  • Métaux d'apport : AWS E7018 pour SMAW ; ER70S-6 pour GTAW.

  • Traitement thermique post-soudage (PWHT) : Requis pour les épaisseurs > 32 mm ou les services cycliques sévères.

• Protection contre la corrosion :

  • Revêtements : Revêtements époxy, phénoliques ou en caoutchouc pour les environnements corrosifs (par exemple, l'eau de mer).

  • Revêtement : Revêtement en acier inoxydable (304/316) en option pour les produits chimiques agressifs.

5. Applications

Les chicanes SA-516 Gr.70 sont utilisées dans :

• Pétrole et gaz : Refroidisseurs de pétrole brut, rebouilleurs d'amine.

• Usines chimiques : Condenseurs de solvants, échangeurs d'alimentation de réacteur.

• Production d'énergie : Réchauffeurs d'eau d'alimentation, refroidisseurs d'huile de lubrification de turbine.

• CVCA : Refroidisseurs et condenseurs.

6. Normes et conformité

• ASME BPVC Section VIII : Régit la conception et la fabrication des appareils à pression.

• Normes TEMA : Définit l'espacement des chicanes, la disposition et les exigences de support des tubes.

• ASTM A516/A516M : Spécifications des matériaux pour les tôles d'acier.

• Exigences CND :

  • Contrôle par ressuage (PT) : Pour l'inspection des soudures.

  • Contrôle par ultrasons (UT) : Facultatif pour les épaisseurs critiques.

7. Comparaison avec d'autres nuances

8. Limitations

• Sensibilité à la corrosion : Ne convient pas aux fluides très corrosifs sans revêtements/revêtements.

• Limites de température : Température de service maximale ~450 °C (842 °F) ; au-dessus de cette température, la résistance à l'oxydation diminue.

• Contraintes d'épaisseur : Les plaques plus épaisses peuvent nécessiter un PWHT, ce qui augmente les coûts de fabrication.