HRSG用セレーテッドフィンチューブ – ASTM A179

製品概要

HRSG用ASTM A179セレーテッドフィンチューブは、廃熱回収ボイラー（HRSG）の効果的な外部伝熱面積を増加させるために設計された伝熱管であり、特にエコノマイザー、給水予熱器、その他の排ガス側熱回収モジュールなどの低温から中温の熱回収セクションに適しています。

このチューブはASTM A179シームレス冷間引抜低炭素鋼から製造され、セレーテッドまたはセグメント化された金属フィンがらせん状に巻き付けられるか、または機械的にチューブ表面に取り付けられます。セレーテッドフィンの形状は、外部表面積を増加させると同時に、排ガス流に制御された乱流を導入し、ベアチューブと比較して伝熱を向上させます。

ASTM A179は、熱交換器、凝縮器、および類似の伝熱機器に使用されるシームレス冷間引抜低炭素鋼チューブを対象としています。この規格は、チューブの外径がASTM A179自体は、チューブの外径が設計温度、設計圧力、腐食条件、適用可能なボイラー/圧力容器コード、およびHRSGメーカーのエンジニアリング要件

HRSG用途では、セレーテッドフィンの設計は、伝熱効率、排ガス側圧力損失、コンパクトな機器設計、製造性、およびメンテナンスアクセス性設計温度、設計圧力、腐食条件、適用可能なボイラー/圧力容器コード、およびHRSGメーカーのエンジニアリング要件

主な特徴

• ASTM A179シームレス冷間引抜低炭素鋼ベースチューブ
• 伝熱面積を強化するセレーテッドまたはセグメント化されたフィン構造
• 高い有効外部表面積
• ベアチューブと比較して改善された排ガス側伝熱
• エコノマイザーおよび低温HRSG熱回収セクションに適しています
• 柔軟なフィン高さ、厚さ、ピッチ、およびセレーション構成
• カスタマイズされたチューブ長およびフィン構成で利用可能
• 大量HRSGおよび廃熱回収プロジェクトに適しています
• プロジェクト要件に応じた寸法検査および圧力試験が可能
• 指定された表面処理、端部加工、および梱包で供給可能

HRSGにおけるセレーテッドフィンチューブの仕組み

HRSGは、高温排ガスから熱エネルギーを回収し、そのエネルギーを水または蒸気に伝達します。排ガスはフィンチューブバンクを通過し、水または蒸気はチューブ内を流れます。

セレーテッドフィンは、排ガスにさらされる伝熱表面を拡大します。チューブの比較的狭い外側表面だけに頼るのではなく、フィンは熱交換のための実質的に大きな面積を提供します。

伝熱プロセスは次のように要約できます。

高温排ガス → セレーテッドフィン → フィンとチューブの接続 → チューブ壁 → 内部流体

セレーションはガス境界層を中断させ、フィン表面周辺のさらなる混合を促進します。これにより、排ガス側伝熱が向上し、設計者はフィンの高さ、厚さ、ピッチ、およびチューブ配置の選択によって圧力損失を制御できます。

HRSGでは、この設計は、水側係数と比較して排ガス側伝熱係数が比較的低い場合に特に役立ちます。

典型的なHRSG用途

ASTM A179セレーテッドフィンチューブは、一般的に以下の用途で検討されます。

1. HRSGエコノマイザー

エコノマイザーは、水がHRSGの高温セクションに入る前に、排ガスからボイラー給水に熱を伝達します。

セレーテッドフィンチューブは、利用可能な排ガス側伝熱面積を増加させ、エコノマイザーがコンパクトなチューブバンク配置内でより多くの残留排熱を回収できるようにします。

2. 給水予熱器

適切な温度範囲では、セレーテッドフィンチューブを使用して、回収された排ガスまたはプロセス熱を利用して給水を予熱できます。

3. 廃熱回収セクション

高温排ガスが利用可能であるが、運転温度が低炭素鋼チューブ材料に適している熱回収機器に組み込むことができます。

4. ガス・水熱回収

外部表面積の増加が必要なガス・液体熱伝達用途に適した設計です。

5. 工業用HRSGおよびWHR機器

• 複合サイクル発電所
• 工業用コジェネレーションシステム
• ガスタービン廃熱回収
• プロセス熱回収
• 製油所および石油化学廃熱システム
• 工業用ボイラーおよび熱回収ボイラー
• 排ガス熱回収機器

材料選定は、常に実際のチューブ壁温度、ガス組成、圧力、腐食環境、および適用可能な設計コードに基づいて行う必要があります。ASTM A179は低炭素熱交換器チューブ材料であり、HRSGの高温セクションで使用される合金鋼グレードに自動的に置き換えるべきではありません。

ASTM A179ベースチューブ仕様

ASTM A179/A179Mは、熱交換器、凝縮器、および類似の伝熱機器用のシームレス、冷間引抜、低炭素鋼チューブを指定しています。現在のASTMリストでは、A179/A179M-24が有効な版として識別されています。

冷間引抜は良好な寸法管理と表面品質を提供するので、製造ルートは重要です。ASTM A179は、最終冷間引抜パスの後、1200°F（650°C）以上

で熱処理を行うことも要求しています。

一般的なサイズ範囲ASTM A179自体は、チューブの外径が設計温度、設計圧力、腐食条件、適用可能なボイラー/圧力容器コード、およびHRSGメーカーのエンジニアリング要件

の範囲を許可しています。

HRSGおよび熱回収機器で使用されるセレーテッドフィンチューブの場合、実用的なプロジェクトサイズは、通常、必要な伝熱量、ガス速度、圧力損失、チューブバンク配置、および製造要件に従って選択されます。

プレーン、フィンなし、面取り、またはプロジェクト固有

上記の範囲は、ASTM A179によって課される制限ではなく、一般的なエンジニアリング供給範囲です。最終的な寸法は、HRSGの熱的および機械的設計に基づいて確認する必要があります。

セレーテッドフィン設計

セレーテッドフィンは、フィンストリップに沿って繰り返しの中断またはカットが施されています。完全に連続したらせん状フィンと比較して、セグメント化された形状は、フィン周辺のガス混合を改善し、熱膨張挙動を容易にします。

• 全長
• フィンピッチ
• フィン高さ
• フィンピッチ
• セレーション幅
• セレーション深さ
• セレーション周波数
• フィンとチューブの取り付け
• ベアチューブ端部

チューブバンク配置

最適な構成は、HRSGの排ガス流量、ガス温度、許容圧力損失、ファウリング傾向、伝熱目標、および利用可能な設置スペースによって異なります。したがって、精密な熱性能を必要とするプロジェクトでは、フィンの寸法は、一般的な標準サイズではなく、設計温度、設計圧力、腐食条件、適用可能なボイラー/圧力容器コード、およびHRSGメーカーのエンジニアリング要件

。

ASTM A179化学組成

指定なし

ASTM規格は、このグレードの炭素、マンガン、リン、および硫黄の要件を具体的に特定しています。

低炭素組成は良好な製造性をサポートし、材料を冷間引抜熱交換器チューブに適したものにします。

ASTM A179の機械的特性

≤72 HRB

これらの値はASTM A179チューブで一般的に報告されています。最終的な受け入れは、適用可能な購入仕様および規格の最新版に従うものとします。

比較的高い伸びの要件は、チューブ成形および製造作業に有益です。機械的特性は、ASTM A179内の適用性制限、特に非常に小さいチューブや非常に薄い壁の制限の対象となります。

製造プロセス

ASTM A179セレーテッドフィンチューブの典型的な製造ルートは次のとおりです。

鋼ビレット → 穿孔 → 熱間圧延 → 冷間引抜 → 熱処理 → 直線矯正 → 切断 → 寸法検査 → フィン準備 → フィン取り付け → セレーション形成/フィン形成 → 完成フィンチューブ検査 → 試験 → マーキングと梱包

ASTM A179ベースチューブは、シームレスプロセスと冷間引抜によって製造されます。

• フィンチューブ製造では、以下の点に特別な注意が払われます。
• チューブODと肉厚
• 全長
• フィン高さ
• フィンピッチ
• 直線度
• フィン取り付け
• フィンとチューブの接触
• セレーションの一貫性
• ベアチューブ端部の長さ

全体のチューブ長

検査と試験品質管理には、ベースチューブ検査と設計温度、設計圧力、腐食条件、適用可能なボイラー/圧力容器コード、およびHRSGメーカーのエンジニアリング要件

の両方が含まれる場合があります。

1. 化学分析

熱分析および、要求に応じて製品分析により、ベースチューブが指定されたASTM A179化学組成に適合していることを確認します。

2. 引張試験

引張試験により、チューブ材料の引張強度、降伏強度、および伸びを確認します。

3. 硬度試験

硬度試験により、指定された機械的特性要件への準拠を確認します。

4. 潰し試験

潰し試験により、チューブの延性と変形に対する耐性を評価します。ASTM A179は、必要なチューブ検査の中に潰し試験を挙げています。

5. 拡管試験

拡管試験により、チューブが許容できない亀裂や欠陥なしに制御された拡張を受ける能力を評価します。

6. フランジ試験

該当する場合、購入要件および適用可能な規格に従ってフランジ試験が実施される場合があります。

7. 水圧試験

水圧試験により、完成チューブの圧力完全性をチェックします。ASTM A179は、指定されたチューブ試験の中に水圧試験を挙げています。

8.渦電流/非破壊検査

購入者または適用可能なプロジェクト規格によって、渦電流検査またはその他の適切なNDE方法が、チューブの不連続性を検出するために指定される場合があります。

9. 寸法検査

• 完成チューブは以下の項目について検査されます。
• チューブOD
• 肉厚
• 全長
• フィン高さ
• フィンピッチ
• フィン厚さ
• フィン密度
• ベアエンド長
• 直線度

フィン取り付け

10. 目視検査

チューブとフィンの表面に、亀裂、過度の酸化、変形、フィンの損傷、取り付け不良、その他の目に見える欠陥がないか検査します。

ASTM A179は、完成チューブにスケールがないことを要求しており、わずかな酸化はスケールとは見なされません。

HRSG用ASTM A179セレーテッドフィンチューブの利点

伝熱面積の増加

フィンは、排ガス熱伝達に利用可能な外部表面積を大幅に増加させます。

コンパクトな熱回収機器

所定のガス流エンベロープ内に、より多くの伝熱表面を設置でき、必要に応じて機器サイズを縮小するのに役立ちます。

改善された排ガス側伝熱

セレーションは境界層を中断させ、フィン表面周辺のガス混合を促進します。

良好な製造特性

低炭素ASTM A179チューブは良好な延性を持ち、熱交換器製造に適しています。

費用対効果の高い材料

炭素鋼が技術的に適切な温度範囲では、A179は高合金チューブよりも経済的な代替手段を提供できます。

柔軟なエンジニアリング設計

フィン高さ、ピッチ、厚さ、チューブ間隔、およびベアエンド寸法は、HRSGの熱設計に合わせてカスタマイズできます。

なぜ当社のASTM A179セレーテッドフィンチューブを選ぶのか当社は、画一的な構成に頼るのではなく、顧客固有の熱、寸法、材料、および検査要件

に従ってセレーテッドフィンチューブを製造しています。

• 当社の供給能力には以下が含まれます。
• ASTM A179 / ASME SA179ベースチューブ
• カスタマイズされたチューブODと肉厚
• カスタマイズされたフィン高さとピッチ
• セレーテッドまたはセグメント化されたフィン構成
• カスタマイズされたチューブ長
• 指定されたベアチューブ端部
• 材料および寸法のトレーサビリティ
• 機械的特性検査
• 要求に応じた水圧およびNDE試験
• ミルテスト証明書および検査書類

長距離輸送に適した輸出梱包HRSGプロジェクトの場合、顧客は必要なガス温度、ガス流量、水/蒸気条件、設計圧力、許容圧力損失、チューブバンク寸法、および必要な熱量

を提供でき、これにより、フィンチューブ構成を実際の用途に合わせて選択できます。

重要な材料選定に関する注意ASTM A179は低炭素熱交換器チューブ材料

であり、クロムモリブデン合金鋼グレードではありません。したがって、最も高温のHRSG圧力部品よりも、適切な低温熱回収用途に適しています。

高温エコノマイザー、過熱器、再熱器、または高温金属温度のその他のセクションには、エンジニアリング設計に応じて、ASTM/ASME T11、T12、T22、T91、またはステンレス鋼グレードなどの合金グレードが必要になる場合があります。最終的なチューブ材料は、常に設計温度、設計圧力、腐食条件、適用可能なボイラー/圧力容器コード、およびHRSGメーカーのエンジニアリング要件