لوله های پره دار جوش داده شده با فرکانس بالا از فولاد آلیاژی A335 P22 برای استفاده در نیروگاه

بررسی اجمالی

HFW به معنای جوشکاری با فرکانس بالا است، فرآیندی که برای ایجاد لوله ها با جوش دادن لبه های یک نوار از مواد با استفاده از جریان های الکتریکی با فرکانس بالا استفاده می شود. این به لوله اجازه می دهد تا سطح صاف و درجه بالایی از استحکام داشته باشد، که برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان تحت فشار و دمای شدید دارند، مناسب است.

لوله های پره دار لوله هایی هستند که به سطوح گسترده (پره ها) مجهز شده اند که به لوله جوش داده شده، لحیم شده یا به صورت مکانیکی متصل می شوند تا سطح انتقال حرارت را افزایش دهند.

در لوله های پره دار HFW فولاد آلیاژی، طراحی پره دار به طور قابل توجهی سرعت انتقال حرارت را با ارائه یک ناحیه بزرگتر برای انتقال حرارت بین سیال داخل لوله و هوای اطراف یا سیال خارجی افزایش می دهد.

این لوله ها به ویژه در کاربردهایی که نیاز به تبادل سریع گرما دارند، مانند مبدل های حرارتی، کندانسورها و اواپراتورها مفید هستند.

1. فرآیند جوشکاری با فرکانس بالا (HFW):

• HFW مخفف جوشکاری با فرکانس بالا است که فرآیندی است که برای شکل دادن به لوله ها استفاده می شود. این شامل عبور جریان الکتریکی از لبه های لوله پایه و پره است که گرمای کافی برای اتصال آنها به یکدیگر ایجاد می کند. این یک جوش قوی بین پره و لوله ایجاد می کند و از اتصال بادوام و قابل اعتمادی اطمینان حاصل می کند.
• فرآیند HFW مزایای متعددی را ارائه می دهد:
  1. جوش های دقیق و ثابت: جوش های قوی و یکنواختی را تضمین می کند که می توانند در برابر فشار و دما مقاومت کنند.
  2. اعوجاج به حداقل رسیده: از آنجایی که این فرآیند شامل جریان های با فرکانس بالا است، جوش ها کارآمد هستند و احتمال اعوجاج حرارتی را کاهش می دهند.
  3. بدون نیاز به مواد پرکننده: این فرآیند نیازی به مواد پرکننده خارجی ندارد که آن را کارآمد و مقرون به صرفه می کند.

2. طراحی لوله پره دار:

• لوله های پره دار لوله هایی هستند که دارای پره هایی هستند که به سطح بیرونی آنها متصل شده اند تا سطح انتقال حرارت آنها را افزایش دهند.
• هدف از پره ها: پره ها به بهبود راندمان انتقال حرارت با افزایش سطح کمک می کنند و امکان اتلاف یا جذب بهتر گرما را فراهم می کنند. آنها به ویژه زمانی مهم هستند که سیال داخل لوله (مانند آب، بخار یا روغن) نیاز به انتقال کارآمد گرما به هوای اطراف یا سیال دیگری داشته باشد.

3. کاربردهای لوله های پره دار HFW:

• مبدل های حرارتی: ترکیب پره ها و جوشکاری با فرکانس بالا، انتقال حرارت کارآمد را در مبدل های حرارتی خنک شونده با هوا و خنک شونده با آب ایجاد می کند. این لوله های پره دار به ویژه در سیستم های تبادل حرارتی بزرگ که راندمان حرارتی بالا در آنها حیاتی است، مفید هستند.
• خنک کننده های هوا و رادیاتورها: آنها در سیستم هایی استفاده می شوند که برای خنک کردن هوا یا گازها طراحی شده اند، جایی که راندمان انتقال حرارت بالا ضروری است.
• کوره ها و دیگ های بخار: لوله ها در سیستم هایی استفاده می شوند که دمای بالایی در آنها وجود دارد، مانند کوره ها، دیگ های بخار یا نیروگاه های حرارتی. توانایی این لوله ها در تحمل فشار و دمای بالا، آنها را برای محیط های پر تقاضا ایده آل می کند.
• کندانسورها: در کندانسورها، لوله های پره دار راندمان تبادل حرارت بین بخار و آب را بهبود می بخشند. سطح افزایش یافته ای که توسط پره ها ارائه می شود، امکان میعان سریعتر بخار را فراهم می کند.
• سیستم های خنک کننده صنعتی: هر فرآیندی که نیاز به خنک کردن سیالات با دمای بالا دارد می تواند از لوله های پره دار HFW به دلیل خواص انتقال حرارت کارآمد آنها بهره مند شود.

4. مواد مورد استفاده برای لوله های پره دار HFW:

• لوله های پایه را می توان از مواد مختلفی بسته به کاربرد ساخت، از جمله:

1. فولاد کربنی
2. فولاد ضد زنگ
3. فولاد آلیاژی (مانند P22 یا P91)

• انتخاب مواد به عواملی مانند دمای عملیاتی، فشار و الزامات مقاومت در برابر خوردگی بستگی دارد.

5. مزایای لوله های پره دار HFW:

• راندمان انتقال حرارت بهبود یافته: پره ها به طور قابل توجهی سطح موجود برای انتقال حرارت را افزایش می دهند و راندمان فرآیند تبادل حرارت را بهبود می بخشند.
• دوام: جوشکاری با فرکانس بالا پیوندهای قوی بین پره ها و لوله های پایه ایجاد می کند و اطمینان حاصل می کند که ساختار می تواند محیط های پرفشار و دمای بالا را بدون خرابی تحمل کند.
• مقاومت در برابر خوردگی: استفاده از موادی مانند فولادهای آلیاژی و فولادهای ضد زنگ، مقاومت لوله ها را در برابر خوردگی افزایش می دهد، به ویژه در محیط های چالش برانگیز مانند کارخانه های پتروشیمی، نیروگاه ها یا کاربردهای دریایی.
• تولید مقرون به صرفه: فرآیند HFW در مقایسه با روش های جوشکاری سنتی مقرون به صرفه تر است و آن را به یک انتخاب محبوب در تولید این لوله ها تبدیل می کند.

6. صنایع رایج با استفاده از لوله های پره دار HFW:

• تولید برق: در دیگ های بخار، نیروگاه های حرارتی و کندانسورهای خنک شونده با هوا برای افزایش راندمان تبادل حرارت استفاده می شود.
• صنعت پتروشیمی: برای مبدل های حرارتی و خنک کننده ها، به ویژه در سکوهای دریایی یا پالایشگاه ها.
• HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع): در سیستم های تهویه مطبوع، اواپراتورها و خنک کننده های هوا استفاده می شود.
• صنایع شیمیایی و دارویی: در راکتورها، ستون های تقطیر و مبدل های حرارتی برای فرآوری شیمیایی.