Cele mai bune aliaje de nichel rezistente la coroziune pentru utilizare în schimbătoare de căldură

Schimbătoarele de căldură se găsesc atât în ​​fabricile industriale de prelucrare la scară largă, cât și în aparatele casnice utilizate zi de zi. Ne uităm la aceste sisteme mai detaliat, precum și la cele mai bune aliaje de nichel disponibile pentru utilizarea in schimbătoarele de căldură.

Unele dintre cele mai importante componente în multe aplicații industriale sunt schimbătoarele de căldură. Acestea sunt sisteme care sunt concepute pentru a transfera căldură de la un fluid la altul, fie pentru încălzire, fie pentru răcire. Sunt incredibil de comune, în orice domeniu, de la fabricile mari de procesare până la aparatele utilizate zi de zi, cum ar fi motoarele auto și frigiderele.

Schimbătoarele de căldură permit căldurii dintr-un lichid sau gaz să treacă la un alt lichid sau gaz fără ca cele două substanțe să intre în contact direct. De exemplu, un sistem de încălzire centrală a locuinței folosește schimbul de căldură pentru a funcționa: gazele naturale sunt arse, creând căldură care este absorbită de apa care trece printr-o rețea de tuburi. Acea apă caldă este apoi alimentată la calorifere sau robinete pentru a oferi apă caldă și căldură în case. Acesta este doar un exemplu foarte simplu de schimbător de căldură, dar principiul rămâne în mare parte același, indiferent de scopul sau scara acestuia.

Schimbătoarele de căldură se găsesc în centralele electrice, uzinele de procesare chimică, fabricile de producție petrochimică, sistemele de tratare a deșeurilor și procesarea petrolului și gazelor, de exemplu. Industria nucleară folosește, de asemenea, schimbătoare de căldură pentru a ajuta la răcirea sau încălzirea sistemelor sale.

TIPURI DE SCHIMBĂTOR DE CĂLDURĂ

Există multe tipuri diferite de schimbătoare de căldură de uz industrial, de la simple schimbătoare de căldură cu două conducte, la configurații mai complexe, cum ar fi schimbătoare de căldură cu tub și plăci și schimbătoare de căldură cu plăci sau plăci și manșă.

Schimbătoarele de căldură sunt adesea folosite pentru a ajuta la reciclarea deșeurilor, creând sisteme mai eficiente. Acele coșuri lungi și coșuri de fum care se înalță deasupra centralelor electrice pompează deșeuri care sunt un produs secundar al proceselor industriale. Cu toate acestea, ceea ce nu puteți vedea este că adesea există schimbătoare de căldură în interiorul acestor coșuri. Pe măsură ce fumul fierbinte se ridică, trece printr-un schimbător de căldură care ajută la încălzirea apei, care poate fi trecută înapoi în fabrica însăși. Acesta poate fi apoi folosit pentru a aduce căldura direct înapoi în sistemele de procesare, după cum este necesar, sau deviat pentru a furniza căldură în altă parte, reciclând ceea ce altfel ar fi căldură irosită.

Aceste schimbătoare de căldură trebuie să funcționeze în mod natural în condiții dificile. În mod normal, sunt implicate temperaturi ridicate, precum și contact direct cu diferite fluide și gaze care pot fi destul de corozive. Prin urmare, materialele utilizate pentru a crea țevile care sunt utilizate în schimbătoarele de căldură trebuie să fie foarte rezistente la coroziune, bune la presiune ridicată și capabile să reziste atât la temperaturi extrem de înalte, cât și la cele scăzute.

Nu întotdeauna metalele sunt folosite în schimbătoarele de căldură. În anumite circumstanțe, ceramica poate fi folosită, la fel ca materialele compozite sau materialele plastice. Tuburile ceramice sunt bune pentru utilizări la temperaturi excepțional de ridicate, precum și în anumite condiții corozive. Plasticul este ușor și ieftin, dar destul de slab și nu este capabil să reziste la temperaturi foarte ridicate. Acestea pot fi găsite uneori de exemplu în piscine, unde intervalul de temperatură de schimb de căldură este mai puțin larg.

SELECTAREA MATERIALELOR

Multe metale sunt, de asemenea, folosite în schimbătoarele de căldură, în special pentru aplicații industriale și utilizări mecanice. Există o mulțime de considerente pe care un inginer proiectant trebuie să le ia în considerare atunci când vine vorba de selecția materialului pentru schimbătoarele de căldură și componentele acestora.

Aceasta include luarea în considerare a presiunii la care vor fi supuse componentele, a intervalelor de temperatură de funcționare, a fluidelor din sistem, a ușurinței de întreținere și reparare și a capacității necesare. Desigur, costul este, de asemenea, un factor principal în selecția materialelor pentru proiecte la scară largă.

În timp ce metalele precum cuprul, aluminiul, oțelul carbon, oțelul inoxidabil și titanul sunt toate alegeri populare, atunci când vine vorba de condițiile de mediu cele mai corozive și provocatoare, aliajele de nichel sunt adesea folosite datorită rezistenței, rezistenței la coroziune, rezistenței la temperaturi ridicate și longevitate.

Există o serie de aliaje de nichel de înaltă performanță care pot fi utilizate în schimbătoarele de căldură în diferite aplicații industriale. Acestea sunt de obicei furnizate sub formă de țevi sau tuburi într-o gamă de materiale diferite, dintre care amintim cateva mai jos.

ALIAJ INCONEL 625

Aliajul INCONEL 625 este un aliaj de nichel atât de versatil încât apare mereu și din nou pentru toate tipurile de aplicații industriale. Cu rezistența foarte mare, fabricabilitatea excelentă și rezistența remarcabilă la coroziune, nu este surprinzător să descoperiți că își joacă rolul și în producția de schimbătoare de căldură.

Datorită capacității sale de a rezista fluidelor foarte corozive, este adesea folosit în schimbătoarele de căldură pe bază de apă de mare din rafinării, centrale electrice și servicii offshore. Poate fi folosit la temperaturi de serviciu de la criogenic până la 1.800°C, ceea ce este perfect pentru schimbătoarele de căldură din multe medii. Odată cu includerea molibdenului și niobiului în compoziția aliajului

ALIAJ INCONEL C-276

Acest aliaj de nichel există de mult timp – de fapt, de peste 50 de ani. În acel timp, a câștigat o reputație solidă pentru rezistența sa la coroziune. Deoarece are o cantitate controlată de wolfram în amestec, este utilizat în medii puternic corozive, în special cele în procese chimice în care sunt prezente fluide și gaze foarte corozive.

Această rezistență la coroziune îl face o alegere excelentă pentru utilizarea în schimbătoarele de căldură în aceste medii dificile. Materialul a fost utilizat pentru componente în procesarea chimică, prelucrarea alimentelor și procesarea farmaceutică. Există un nivel ridicat de molibden în acest aliaj, iar acest lucru ajută la rezistența împotriva coroziunii mai localizate, cum ar fi pitting.

ALIAJ INCONEL 600

Acest aliaj INCONEL este un amestec controlat de nichel, crom și fier și este un material standard în industria chimică, industria auto și industria aerospațială. Este atât de popular în aceste industrii datorită proprietăților sale variate, inclusiv rezistență bună la coroziune, rezistență bună la temperaturi ridicate, rezistență și durabilitate ridicate și lucrabilitate bună.

Acest echipament polivalent este adesea folosit în medii în care materialele sunt expuse riscului de fisurare prin coroziune, la care este practic imun. De asemenea, are un interval impresionant de temperatură de funcționare de la criogenic la 1.095°C.

ALIAJ INCOLOY 800

Aliajul INCOLOY 800 este un material care este adesea folosit pentru schimbătoarele de căldură în generarea de energie. Este un amestec de fier, nichel și crom care este conceput pentru a avea un conținut scăzut de carbon pentru a preveni carburarea. De asemenea, este rezistent la oxidare și oferă o rezistență ridicată. Prezintă o rezistență bună la ciclul termic, ceea ce înseamnă că este adesea expus la temperaturi extreme, ceea ce îl face perfect pentru utilizarea în schimbătoare de căldură.

În mediile dificile ale prelucrării chimice și petrochimice, în special în prezența acidului azotic și unde este necesară rezistența cloruri, aliajul INCOLOY 800 este un material perfect pentru schimbătoarele de căldură. Este adesea folosit și în aparatele de uz casnic, așa este versatilitatea sa. Este, de asemenea, folosit în procesarea petrolului, unde schimbătoarele de căldură sunt folosite pentru a răci cu aer fluxul de proces.

Variante ale aliajului INCOLOY 800, și anume 800H și 800HT, sunt folosite și pentru schimbătoare de căldură, de exemplu în reactoare nucleare răcite cu gaz unde există temperaturi excepțional de ridicate.

ALIAJ MONEL 400

Aliajul MONEL 400 este un alt aliaj de nichel care există de mult timp, rămânând totuși un material standard de utilizare în anumite aplicații. A fost introdus pe piață în 1905 și utilizarea sa principală este în interiorul turnurilor de distilare a petrolului, pompe și supape.

Lista sa de aplicații este în continuă creștere, iar o utilizare este cea a conductelor schimbătoare de căldură într-o serie de industrii diferite. De exemplu, este utilizat în procesarea chimică, pentru vase de proces și conducte, încălzitoare de apă de alimentare a cazanelor și încălzitoare de dezaerare. Materialul prezintă rezistență și tenacitate ridicate pe o gamă largă de temperaturi de funcționare.