ASME SA516 Gr.70 Componentes de trocador de calor

Defletor ASME SA516 Gr.70: Componente de Placa de Aço Carbono para Trocador de Calor​

Qual é o papel dos defletores em trocadores de calor?

Os defletores são componentes internos críticos em trocadores de calor casco-tubo, projetados para otimizar a dinâmica dos fluidos, aumentar a eficiência da transferência de calor e fornecer suporte estrutural ao feixe de tubos. ASME SA-516 Gr.70 é uma especificação de aço carbono amplamente utilizada para fabricar defletores devido ao seu excelente equilíbrio de resistência, soldabilidade e custo-benefício. Esta classe é particularmente adequada para aplicações de temperatura moderada e baixa em indústrias como refino de petróleo, processamento químico e geração de energia. Abaixo está uma visão geral técnica detalhada dos defletores SA-516 Gr.70, incluindo propriedades do material, considerações de projeto e diretrizes de aplicação.

1. Especificações do Material

ASME SA-516 Gr.70 é uma placa de aço carbono-manganês normalizada em conformidade com o Código de Caldeiras e Vasos de Pressão ASME (BPVC) Seção II. A designação "Gr.70" refere-se à sua resistência à tração mínima de 70 ksi (485 MPa), tornando-o ideal para componentes de retenção de pressão em condições de serviço moderadas.

Composição Química (Peso %)

Propriedades Mecânicas

*Requerido para aplicações abaixo de -29°C (-20°F).

2. Principais Vantagens

• Custo-Benefício: Custos de material e fabricação mais baixos em comparação com aços de liga.

• Soldabilidade: Compatível com técnicas de soldagem comuns (SMAW, GTAW, SAW) sem pré-aquecimento para espessuras ≤ 32 mm.

• Tenacidade em Baixa Temperatura: Adequado para serviço até -29°C (-20°F) com testes de impacto adequados.

• Formabilidade: Facilmente moldado em projetos de defletores segmentados, helicoidais ou de haste.

3. Considerações de Projeto

Tipos de Defletores

• Defletores Segmentados: Mais comuns; cortados para 20–35% do diâmetro do casco para direcionar o fluxo cruzado.

• Defletores Helicoidais: Reduzem zonas mortas e riscos de vibração.

• Defletores de Haste: Minimizam a queda de pressão em aplicações de alto fluxo.

Parâmetros Técnicos

• Espessura: Tipicamente 6–25 mm, dependendo da pressão do casco e das cargas induzidas pelo fluxo.

• Espaçamento: 20–50% do diâmetro do casco; espaçamento mais apertado aumenta a transferência de calor, mas eleva a queda de pressão.

• Tolerâncias: Furação do furo do tubo ±0,5 mm; alinhamento crítico para evitar vibração do tubo.

4. Fabricação e Manufatura

• Corte/Formação: Corte a laser/plasma ou usinagem para precisão; conformação a frio para defletores curvos.

• Soldagem:

  • Metais de Adição: AWS E7018 para SMAW; ER70S-6 para GTAW.

  • Tratamento Térmico Pós-Soldagem (PWHT): Requerido para espessuras > 32 mm ou serviço cíclico severo.

• Proteção Contra Corrosão:

  • Revestimentos: Revestimentos epóxi, fenólicos ou de borracha para ambientes corrosivos (por exemplo, água do mar).

  • Revestimento: Sobreposição opcional de aço inoxidável (304/316) para produtos químicos agressivos.

5. Aplicações

Os defletores SA-516 Gr.70 são usados em:

• Petróleo e Gás: Resfriadores de óleo bruto, reboilers de amina.

• Plantas Químicas: Condensadores de solventes, trocadores de alimentação de reatores.

• Geração de Energia: Aquecedores de água de alimentação, resfriadores de óleo lubrificante de turbinas.

• HVAC: Chillers e condensadores.

6. Padrões e Conformidade

• ASME BPVC Seção VIII: Rege o projeto e fabricação de vasos de pressão.

• Padrões TEMA: Define o espaçamento dos defletores, layout e requisitos de suporte de tubos.

• ASTM A516/A516M: Especificações de material para chapas de aço.

• Requisitos de END:

  • Teste de Líquido Penetrante (PT): Para inspeção de soldas.

  • Teste Ultrassônico (UT): Opcional para espessuras críticas.

7. Comparação com Outras Classes

8. Limitações

• Susceptibilidade à Corrosão: Não adequado para fluidos altamente corrosivos sem revestimentos/revestimentos.

• Limites de Temperatura: Temperatura máxima de serviço ~450°C (842°F); acima disso, a resistência à oxidação diminui.

• Restrições de Espessura: Placas mais espessas podem exigir PWHT, aumentando os custos de fabricação.