ASTM A213 TP347H HFW Vollrohr mit Rippen aus 11-13Cr für Überhitzer

Das ASTM A213 TP347H HFW Vollrohr mit Rippen aus 11-13 % Cr ist ein spezielles Hochleistungs-Wärmetauscherrohr, das für Hochtemperatur- und korrosive Umgebungen konzipiert wurde. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung seiner Komponenten und Anwendungen:

1. Basisrohr: ASTM A213 TP347H

(1). Chemische Zusammensetzung (ASTM A213 TP347H)

Die Zusammensetzung entspricht den Spezifikationen von ASTM A213 und ASME SA213. Zu den Hauptelementen gehören:

Anmerkungen:

Bezeichnung "H": Höherer Kohlenstoffgehalt (0,04–0,10 %) für verbesserte Kriechfestigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Niob (Nb): Bindet Kohlenstoff, um die Bildung von Chromkarbiden zu verhindern (Sensibilisierung), wodurch die Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessert werden.

(2). Mechanische Eigenschaften (Raumtemperatur)

(3). Hochtemperatureigenschaften

TP347H ist für den Betrieb bis zu ~700°C (1292°F) ausgelegt:

• Kriechfestigkeit: Ausgezeichnet aufgrund der Nb-Stabilisierung und des kontrollierten Kohlenstoffgehalts.
• Oxidationsbeständigkeit: Bildet bei hohen Temperaturen eine Schutzschicht aus Cr₂O₃.
• Wärmeausdehnung: Höher als bei ferritischen Stählen (ähnlich wie bei anderen Austeniten wie 304H).

(4). Hauptvorteile von TP347H

✅ Nb-Stabilisierung reduziert das Sensibilisierungsrisiko beim Schweißen.
✅ Hohe Kriechfestigkeit bei Temperaturen über 600°C.
✅ Gute Oxidationsbeständigkeit in Dampf- und Rauchgasumgebungen.

2. Herstellungsprozess: HFW (Hochfrequenzgeschweißt)

HFW-Rohr: Das Basisrohr wird im Hochfrequenzschweißverfahren hergestellt, ein Verfahren, das eine starke, gleichmäßige Naht gewährleistet.

Kostengünstiger als nahtlose Rohre, aber mit vergleichbarer Festigkeit für viele Anwendungen.

Geeignet für Hochdruck-/Temperaturanwendungen, wenn es ordnungsgemäß wärmebehandelt wird.

3. Rippen: Vollrippen mit 11-13 % Cr

• Rippenmaterial:Typischerweise ein martensitisch oder ferritischer Edelstahl (z. B. AISI 409, 410 oder ähnlich).
• 11-13 % Cr bieten eine moderate Wärme- und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der Haltbarkeit.
• Weniger Cr als das Basisrohr (TP347H), aber ausreichend für Rippenanwendungen, bei denen die mechanische Festigkeit Vorrang vor extremer Korrosionsbeständigkeit hat.
• Rippentyp:Vollrippen (im Gegensatz zu gezahnten oder eingebetteten Rippen) bieten:
• Bessere mechanische Festigkeit und Wärmeübertragungseffizienz.
• Beständigkeit gegen Abrieb und Oxidation in Umgebungen mit hohem Gasstrom.

4. Warum diese Kombination?

• Basisrohr (TP347H): Hält hohen Temperaturen/Drücken + Korrosionsbeständigkeit stand.
• Rippen (11-13 % Cr): Bietet kostengünstige Haltbarkeit für Oberflächen, die Rauchgasen/Abrieb ausgesetzt sind.
• HFW-Verfahren: Bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Erschwinglichkeit.

Vergleich mit Alternativen

Wichtige Überlegungen

• Rippenverbindungsverfahren: Stellen Sie sicher, dass die Rippen sicher geschweißt oder spannungsgewickelt sind, um ein Ablösen bei thermischen Zyklen zu vermeiden.
• Oxidationsbeständigkeit: Rippen aus 11-13 % Cr können in stark oxidierenden Umgebungen Schutzbeschichtungen erfordern.
• Inspektion: HFW-Rohre sollten auf Nahtintegrität geprüft werden (z. B. hydrostatisch, Wirbelstrom).

Schlussfolgerung

Dieses Rohr ist eine kostenoptimierte Lösung für die Wärmeübertragung bei hohen Temperaturen, bei der das Basisrohr rauen Bedingungen standhält, während die Rippen einen dauerhaften, effizienten Wärmeaustausch gewährleisten. Für noch rauhere Umgebungen können Rippen oder Mantelrohre mit höherem Cr/Ni-Gehalt verwendet werden.

Primäre Anwendungen von ASTM A213 TP347H HFW Vollrohr mit Rippen aus 11-13 % Cr:

1. Stromerzeugung (Kohle, Gas, Wärmerückgewinnung)

• Überhitzer & Wiederaufheizer:
• Das TP347H-Basisrohr hält Hochdruckdampf (bis zu ~700°C) in Kesseln stand, während die 11-13 % Cr-Rippen der Oxidation durch Rauchgase widerstehen.
• Wird in Kohlekraftwerken und GuD-Kraftwerken (Gas- und Dampfturbinenkraftwerke) eingesetzt.
• Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSGs):
• Gewinnt Abwärme aus Turbinenabgasen zurück, wobei Rippen die Wärmeübertragungseffizienz verbessern.

2. Petrochemie & Raffination

• Beheizte Öfen & Prozesswärmetauscher:
• Beständig gegen schwefelhaltige Gase (z. B. bei der Rohölraffination) aufgrund der Korrosionsbeständigkeit von TP347H.
• Katalytische Reformieranlagen:
• Hält hohen Temperaturen (500–600°C) und korrosiven Kohlenwasserstoffströmen stand.

3. Müllverbrennungs- und Biomasseanlagen

• Economizer & Lufterhitzer:
• Die 11-13 % Cr-Rippen halten abrasivem Asche und sauren Rauchgasen stand (z. B. beim Verbrennen von Abfällen/Biomasse).

4. Chemische Verarbeitung

• Schwefel-/Salpetersäureherstellung:
• TP347H widersteht saurer Kondensation, während Rippen mäßiger Korrosion standhalten.

5. Stahl- und Zementindustrie

• Vorwärmer & Abgaskanäle:
• Rippen halten Umgebungen mit hohem Staubgehalt stand; das Basisrohr hält thermischen Zyklen stand.