أنابيب المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل والفولاذ

ملخص

تعتبر أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل من المكونات الأساسية في أنظمة نقل الحرارة, مصممة خصيصًا لتحمل درجات الحرارة العالية والبيئات المسببة للتآكل. هذه الأنابيب مصنوعة من سبائك النيكل, والتي توفر التوصيل الحراري الممتاز, المقاومة للتآكل, والمتانة. تستخدم أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل على نطاق واسع في صناعات مثل المعالجة الكيميائية, النفط والغاز, البتروكيماويات, وتوليد الطاقة, حيث يكون نقل الحرارة بكفاءة ومقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية.

السمات البارزه

1. توصيل حراري: الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل تتميز بموصلية حرارية ممتازة, تمكين نقل الحرارة بكفاءة داخل نظام المبادل الحراري. تضمن هذه الخاصية الأداء الأمثل وكفاءة الطاقة.
2. المقاومة للتآكل: تشتهر السبائك القائمة على النيكل بمقاومتها الاستثنائية للتآكل, حتى في البيئات شديدة التآكل. يمكن لهذه الأنابيب أن تتحمل التأثيرات الحمضية, قلوية, والوسائط المحتوية على الكلوريد, مما يجعلها مثالية للتطبيقات الصعبة.
3. درجة حرارة عالية قوة: تحتفظ الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل بقوتها الميكانيكية وسلامتها حتى في درجات الحرارة المرتفعة. تعتبر هذه الخاصية حاسمة في أنظمة المبادلات الحرارية التي تعمل في ظل ظروف الحرارة الشديدة.
4. التمدد الحراري المنخفض: تتمتع سبائك النيكل بمعامل تمدد حراري منخفض نسبيًا, التقليل من التغيرات الأبعاد مع تقلبات درجات الحرارة. تساعد هذه الخاصية في الحفاظ على الاستقرار الهيكلي لنظام المبادل الحراري.
5. مجموعة متنوعة من السبائك: تتوفر أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل في مجموعة واسعة من السبائك, بما في ذلك إنكونيل, هاستيلوي, مونيل, سبيكة 20, و اكثر. توفر كل سبيكة خصائص وخصائص فريدة تناسب ظروف التشغيل المختلفة.
6. طول العمر والموثوقية: بسبب مقاومتها للتآكل وقوتها في درجات الحرارة العالية, تتمتع الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل بعمر خدمة طويل وتوفر أداءً موثوقًا. وهذا يقلل من الحاجة إلى الصيانة أو الاستبدال المتكرر, مما يؤدي إلى وفورات في التكاليف للصناعات.

أنواع سبائك النيكل

أستم/إيسي	رقم الأمم المتحدة	في	من	هو
إنكولوي 800	N08800	1.4558	X2NiCrAlTi3220	NCF2B
إنكولوي 800H	N08810
إنكولوي 825	N08825	2.4858	NiCr21Mo	NCF825
إنكونيل 600	N06600	2.4816	LC-NiCr12Fe	NCF1B
هاستيلوي ب	N10001			N12MV
هاستيلوي B2	N10665	2.4617	NiMo28
هاستيلوي سي
هاستيلوي C276	N10276	2.4819	نيمو16Cr15W	شمال غرب 0276
هاستيلوي C4	N06455	2.461
هاستيلوي C22	N06022	2.4602
إنكونيل 625	N06625	2.4856	NiCr22Mo9Nb
إنكونيل 718	N07718	2.4668
مونيل 400	رقم 04400	2.436		شمال غرب 4400
النيكل 200	N02200	2.406

 

وصف الصف وتطبيقات النيكل وسبائك النيكل

رادي	وصف	التطبيقات
ارتفاع درجة الحرارة. سبائك النيكل	مصممة لتوفير قوة فريدة و/أو خصائص التآكل عند درجات حرارة مرتفعة. خصائص مثل القوة العالية, مقاومة زحف عالية, مقاومة التليين, أو مقاومة فقدان المعدن عند درجات حرارة عالية من الأكسدة, كبريتات, أو الكربنة موجودة.
سبائك النيكل المقاومة للتآكل	هذه السبائك مخصصة للتطبيقات في المعالجة الكيميائية, تكرير البترول, البحرية, تلوث, وصناعات التحكم في النفايات حيث قد لا يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الشائع حماية كافية من التآكل.
سبيكة 330	تم تطوير سبيكة النيكل والحديد والكروم الأوستنيتي لتوفير مقاومة ممتازة للأجواء الكربنة والأكسدة في درجات حرارة مرتفعة.	سبائك النيكل والحديد والكروم تقدم الأفران الصناعية ومكوناتها, مقاومة ممتازة للأكسدة ومعدات المعالجة الكيميائية, كربنة الطاقة في توليد درجات حرارة مرتفعة ومعالجة الخام
سبيكة 400	سبائك النيكل والنحاس ذات قوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل	هندسة بحرية, معدات المعالجة الكيميائية والهيدروكربونية, الصمامات, مضخات, مهاوي, توصيلات, مهمات الربط, المبادلات الحرارية
سبيكة 600	مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية	مكونات الفرن, المعالجة الكيميائية والغذائية, الهندسة النووية
سبيكة 625	النيكل-الكروم-مولي + النيوبيوم لتوفير قوة عالية	المعالجة الكيميائية, هندسة الفضاء الجوي والبحرية, معدات مكافحة التلوث, المفاعلات النووية
سبيكة 800/800H/800HT	سبائك النيكل والحديد والكروم ذات قوة زحف عالية	المعالجة الكيميائية والبتروكيماوية, محطات توليد الطاقة لأنابيب المفاعلات الفائقة وإعادة التسخين, أفران صناعية, معدات المعالجة الحرارية
سبيكة 825	سبيكة نيكل-حديد-كروم أوستنيتي تم تطويرها لمقاومة التآكل في كل من البيئات المؤكسدة والاختزالية.	مكافحة تلوث الهواء, الكيميائية والبتروكيماوية, عملية الغذاء, النووية, إنتاج النفط والغاز البحري, معالجة الخام, تكرير البترول, تخليل الصلب والتخلص من النفايات.
سبيكة C276	سبائك النيكل-مولي-الكروم مع التنغستن	مكافحة التلوث, المعالجة الكيميائية, إنتاج اللب والورق, معالجة النفايات

النيكل سبائك الصلب الأنابيب القوة الميكانيكية

كثافة	استطالة	(0.2%عوض) قوة العائد	نقطة الانصهار	قوة الشد
8.9 جم/سم3	45 %	ميجاباسكال – 148 و بسي – 21500	1446 درجة مئوية (2635 درجة فهرنهايت)	ميجاباسكال – 462 و بسي – 67000

التركيب الكيميائي لأنابيب النيكل

سبيكة	في	مينيسوتا	FE	و	سو	ج	ل
في 205	دقيقة 99.6	الأعلى 0.20	الأعلى 0.2	الأعلى 0.10	الأعلى 0.10	الأعلى 0.05	الأعلى 0.05
في 201	دقيقة 99.2	الأعلى 0.30	الأعلى 0.2	الأعلى 0.10	الأعلى 0.20	الأعلى 0.05	الأعلى 0.10
في 200	دقيقة 99.2	الأعلى 0.30	الأعلى 0.2	الأعلى 0.10	الأعلى 0.20	الأعلى 0.10	الأعلى 0.10
في 205 إل سي	دقيقة 99.6	الأعلى 0.20	الأعلى 0.2	الأعلى 0.10	الأعلى 0.10	الأعلى 0.02	الأعلى 0.05

الخصائص الفيزيائية لأنبوب سبائك النيكل

لوي	المقاومة الكهربائية , عند 20 درجة مئوية	حراري , التوصيل	كثافة سبائك النيكل	الخطي الحراري , معامل التوسيع. , (20-95 درجة مئوية)
	ΜΩ-سم	ث/م ك	جرام/سم³	10-6/ك
في 205/205 إل سي	8.9	75.00	8.89	13.3
في 200/201	9	70.20	8.89	13.3

القوة الميكانيكية لأنابيب الصلب من سبائك النيكل

كثافة	استطالة	(0.2%عوض) قوة العائد	نقطة الانصهار	قوة الشد
8.9 جم/سم3	45 %	ميجاباسكال – 148 و بسي – 21500	1446 درجة مئوية (2635 درجة فهرنهايت)	ميجاباسكال – 462 و بسي – 67000

درجات مكافئة للأنابيب غير الملحومة من سبائك النيكل

سبيكة	مواصفات ASTM	مادة رقم.	الاسم التجاري DN	UNS-رقم.	مواصفات الدين
النيكل 201	أستم B160	2.4068	NR- النيكل 99	N02201	من 17740
Ni99.6		2.4060	ر- النيكل 99.6		من 17740
النيكل 200	أستم B160	2.4066	R- النيكل 99.2	N02200	من 17740
إل سي-Ni99.6		2.4061	NR- النيكل 99.6		من 17740

التطبيقات

تجد أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل الفولاذية تطبيقات في مختلف الصناعات والعمليات, مشتمل:

1. المعالجة الكيميائية: تُستخدم هذه الأنابيب في المصانع الكيميائية لنقل الحرارة في العمليات التي تنطوي على مواد كيميائية مسببة للتآكل ودرجات حرارة عالية.
2. النفط والغاز: يتم استخدام الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل في صناعة النفط والغاز للتبادل الحراري في التكرير, العمليات البتروكيميائية, المنصات البحرية, ومحطات معالجة الغاز.
3. البتروكيماويات: تعتمد أنظمة المبادلات الحرارية في مصانع البتروكيماويات على أنابيب الصلب المصنوعة من سبائك النيكل للتعامل مع السوائل المسببة للتآكل والبيئات ذات درجات الحرارة العالية.
4. توليد الطاقة: تستخدم هذه الأنابيب في محطات توليد الطاقة لنقل الحرارة في الغلايات, المكثفات, وغيرها من تطبيقات المبادلات الحرارية.
5. تحلية المياه: يتم استخدام الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل في محطات تحلية المياه لنقل الحرارة في إنتاج المياه العذبة من مياه البحر.

نطاق التصنيع

تتوفر أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل في مجموعة واسعة من الأحجام, الاشكال, والتكوينات لتناسب متطلبات التطبيق المحددة. يشمل نطاق التصنيع عادة:

1. حجم الأنابيب: يتم تصنيع أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل الفولاذية بأحجام مختلفة من الأنابيب الاسمية (مصادر القدرة النووية), تتراوح من 1/8″ إلى 48″ أو حتى أكبر, اعتمادا على متطلبات المشروع المحددة.
2. سمك الحائط: يمكن أن يختلف سمك جدار هذه الأنابيب عن الجداول القياسية (SCH) مثل SCH 5, SCH 10, SCH 40, إلى جداول زمنية أثقل مثل SCH 80, SCH 160, أو سمك مخصص حسب احتياجات التطبيق.
3. طول الأنابيب: تتوفر الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل بأطوال قياسية 20 قدم أو 40 قدم. ويمكن أيضًا تصنيع الأطوال المخصصة وفقًا لمواصفات المشروع.

اختبارات & تقتيش

تخضع أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل إلى إجراءات اختبار وفحص صارمة لضمان جودتها وأدائها. تشمل الاختبارات وعمليات التفتيش الشائعة:

1. تحليل التركيب الكيميائي: يحدد هذا الاختبار التركيب الكيميائي للسبائك, والتأكد من مطابقته للمواصفات المطلوبة.
2. اختبار الخواص الميكانيكية: اختبارات مختلفة, بما في ذلك قوة الشد, قوة الخضوع, والاستطالة, يتم إجراء تقييم الخواص الميكانيكية للأنابيب.
3. اختبار غير مدمر (NDT): طرق الاختبارات غير التدميرية, مثل اختبار الموجات فوق الصوتية (يوتا) والاختبارات الشعاعية (ر.ت), يتم استخدامها للكشف عن أي عيوب داخلية أو سطحية في الأنابيب.
4. التفتيش الأبعاد: يتم فحص الأنابيب لأبعادها, بما في ذلك القطر الخارجي, سمك الحائط, والطول, لضمان الامتثال للمتطلبات المحددة.
5. اختبار مقاومة التآكل: تخضع الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك النيكل لاختبار مقاومة التآكل لتقييم قدرتها على تحمل البيئات المسببة للتآكل.
6. الفحص العيني: يتم إجراء الفحص البصري للكشف عن أي عيوب أو عيوب مرئية في الأنابيب.

تضمن هذه الاختبارات وعمليات التفتيش أن أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من الفولاذ المصنوع من سبائك النيكل تلبي معايير الجودة المطلوبة ومناسبة للتطبيق المقصود..

ختاماً, تعتبر أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل والفولاذ مكونات لا غنى عنها في أنظمة نقل الحرارةالأسئلة الشائعة

1. ما هي مزايا استخدام أنابيب المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل؟?
   توفر أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل التوصيل الحراري الممتاز, المقاومة للتآكل, قوة درجة حرارة عالية, وطول العمر. فهي متعددة الاستخدامات من حيث السبائك المتاحة ومناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
2. ما هي الصناعات التي تستخدم عادة أنابيب المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل?
   تستخدم أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل بشكل شائع في صناعات مثل المعالجة الكيميائية, النفط والغاز, البتروكيماويات, توليد الطاقة, وتحلية المياه.
3. ما هي أنواع السبائك المستخدمة في تصنيع أنابيب المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل?
   يمكن تصنيع أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل من سبائك مثل Inconel, هاستيلوي, مونيل, سبيكة 20, و اكثر. توفر كل سبيكة خصائص فريدة مناسبة لظروف التشغيل المختلفة.
4. ما هو نطاق الأحجام المتوفرة لأنابيب المبادلات الحرارية المصنوعة من سبائك النيكل؟?
   تتوفر أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل في مختلف أحجام الأنابيب الاسمية (مصادر القدرة النووية), تتراوح من 1/8″ إلى 48″ أو أكبر, اعتمادا على متطلبات المشروع.
5. ما هي إجراءات الاختبار والفحص التي يتم إجراؤها على أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل والفولاذ?
   تخضع أنابيب المبادل الحراري المصنوعة من سبائك النيكل إلى اختبارات مثل تحليل التركيب الكيميائي, اختبار الخواص الميكانيكية, اختبار غير مدمر (NDT), التفتيش الأبعاد, اختبار مقاومة التآكل, والفحص البصري لضمان الجودة والأداء.

يتذكر, لأية أسئلة محددة بخصوص مشروعك أو متطلباتك, يوصى دائمًا بالتشاور مع أحد المتخصصين في هذا المجال.