Was sind Kesselrohre und wie werden sie hergestellt?

Einführung

Kesselrohre werden in vielen industriellen Prozessen verwendet, z. B. in der chemischen Verarbeitung, in Ölraffinerien und bei der Energieerzeugung. Aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen und Drücke werden diese Kesselrohre in Umgebungen mit solchen Bedingungen eingesetzt.

Die Kesselrohre bilden die Grundlage der thermischen Systeme in der Industrie, da sie die einfache Konvektion von Wärme ermöglichen und die Integrität des Kessels unterstützen. Die Kesselrohre können die im Kessel und im System erzeugte Wärme übertragen und verteilen.

Dieser Artikel befasst sich mit der Beschaffenheit von Kesselrohren, ihrem Herstellungsprozess, den verschiedenen Arten, Materialien und Anwendungen in unterschiedlichen Branchen. In Kenntnis dieser Faktoren können Hersteller fundierte Entscheidungen zur Auswahl, Wartung und Optimierung von Kesselrohren treffen, um Zuverlässigkeit und langfristige Leistung zu gewährleisten.

Was sind Kesselrohre?

Kesselrohre sind spezielle Stahlrohre, die Wasser, Dampf oder heiße Gase in Dampfkesseln, Wärmetauschern, Überhitzern und Economizern transportieren. Sie dienen in erster Linie der effizienten Übertragung von Wärme aus thermodynamischen Gasen auf Wasser oder Dampf und werden zur Erzeugung oder Verteilung von Energie im gesamten System verwendet.

Im Vergleich zu typischen Bau- oder Sanitärrohren sollten Kesselrohre widerstandsfähig sein:

• Hohe Temperaturen (über 500 °C).
• Extremer innerer Druck.
• Heiße Gase und Dampf können korrosive Bedingungen schaffen.

Kesselrohre sind außerdem so konstruiert, dass sie Oxidation und Ablagerungen widerstehen, die die Leistung und Sicherheit beeinträchtigen können. Der Ausfall eines einzigen Rohrs kann zu umfangreichen Abschaltungen, verminderter Effizienz oder sogar zu katastrophalen Unfällen führen. Diese Rohre werden in großem Umfang eingesetzt:

• Kernkraftwerke und Kraftwerke.
• Petrochemische Anlagen und Ölraffinerien.
• Die Lebensmittel- und Textilindustrie.
• HLK- und Schiffssysteme.

Herstellungsprozess von Kesselrohren

Die Kesselrohre werden in mehreren kontrollierten Schritten hergestellt, um eine außergewöhnliche Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Maßhaltigkeit zu erreichen. Das Verfahren für nahtlose und geschweißte (ERW) Rohre ist leicht modifiziert, die Grundsätze bleiben jedoch weitgehend gleich.

1. Auswahl des Rohmaterials

Der erste Schritt im Herstellungsprozess von Kesselrohren ist die Auswahl des zu verwendenden Materials. Das Unternehmen wählt hochwertige Rohstoffe wie rostfreien Stahl, legierten Stahl und Kohlenstoffstahl aus.

• Wenn die Kesselrohre für Mitteldruckanwendungen benötigt werden. Diese Kesselrohre werden in der Regel aus Kohlenstoffstahl hergestellt.
• Kesselrohre für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen werden aus Chrom-Molybdän-Legierungen (Cr-Mo) hergestellt.

2. Erhitzen und Umformen

Zur Herstellung glatter Kesselrohre, massive Stahlknüppel werden auf etwa 1200-1300 °C erhitztund durch Durchstoßen mit einer Spindel wird ein Hohlkörper geformt. Bei diesem Verfahren werden alle Schweißnähte entfernt, was zu einer gleichmäßigen Festigkeit führt.

Bei ERW-Rohren (Electric Resistance Welded) werden Stahlcoils abgewickelt und in eine zylindrische Form gebracht. Die Wülste werden mit Hilfe von Hochfrequenzstrom erhitzt und dann zusammengeschweißt.

3. Größenbestimmung und Dehnung

Im nächsten Schritt walzt und streckt der Hersteller auf hochkomplexen Walzwerken oder Ziehbänken die Hohlrohre oder geschweißten Schalen, um die richtigen Abmessungen zu erhalten. Diese werden als Außendurchmesser, Wandstärke und Länge des Mantels bezeichnet.

4. Wärmebehandlung

Um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, ist eine Wärmebehandlung unerlässlich. Zu den üblichen Behandlungen gehören:

• Normalisierung: Die Kapillarwirkung verfeinert das Korngefüge und erhöht die Zähigkeit.
• Glühen: Spannungen werden eliminiert und die Duktilität wird verbessert.
• Abschrecken und Anlassen: Verleiht den legierten Stählen eine hohe Verschleißfestigkeit und Festigkeit.

5. Kaltverformung (fakultativ)

Wenn bei Kesselrohren enge Maßtoleranzen oder feinere Oberflächengüten erforderlich sind, wird nach der Wärmebehandlung ein Kaltziehen durchgeführt. Dadurch werden die Zugfestigkeit und die Glätte der Rohroberfläche verbessert.

6. Endbearbeitung und Inspektion

Die Rohre werden begradigt, kalibriert und ihre Enden vorbereitet. Anschließend werden strenge Qualitätskontrollen durchgeführt, die Folgendes umfassen:

• Hydrostatischer Test (zur Prüfung des Druckbehälters).
• Ultraschall- oder Wirbelstromprüfung (innere Fehler).
• Kontrolle, Dimensionen und Optik.

Arten von Kesselrohren

Es gibt zwei grobe Klassifizierungen von Kesselrohren, die sich nach ihrer Verwendung und dem Herstellungsverfahren richten.

Klassifizierung nach Anwendung

- Rohre für Wasserrohrkessel

Bei Wasserrohrkesseln zirkuliert das Wasser durch die Rohre, und die heißen Verbrennungsgase strömen über sie hinweg. Sie bestehen in der Regel aus legierter Stahl Drücken standhalten, die höher sind als 9,8 MPa und hohe Temperaturen von mehr als 500 °C.

Sie werden verwendet in:

• Kraftwerke
• Dampferzeuger
• Hochdruck-Heizsysteme

- Rohre für Feuerrohrkessel

Feuerrohrkessel sind so konstruiert, dass heiße Gase durch die Rohre geleitet werden, die zur Aufrechterhaltung der Temperatur von Wasser umgeben sind. Sie werden in der Regel hergestellt von Kohlenstoffstahl und sind geeignet für Nieder- und Mitteldruckanwendungenwie z. B. industrielle Heizungs- und Miniaturdampfanlagen.

- Überhitzer- und Zwischenüberhitzerrohre

Diese Rohre erhöhen die Dampftemperatur über das Maß hinaus, das der Dampf aus eigener Kraft erreichen kann, und steigern so die Effizienz der Stromerzeugung. Die Temperatur der Gase wird in den Kesselrohren über ihrem Sättigungspunkt gehalten. Sie sind aus hochfestem Material gefertigt Cr-Mo legierte Stähle die extrem hohen Temperaturen und Oxidation ausgesetzt sind.

- Economizer-Rohre

Diese Rohre befinden sich in der Economizer-Sektion, wo sie den Rauchgasen Wärme entziehen, bevor diese den Kessel durchströmen, und so die Brennstoffeffizienz der Anlage erhöhen. Sie sind in der Regel konstruiert aus Kohlenstoffstahl oder rostfreier Stahlje nach der Zusammensetzung der Wärme und des Gases.

Klassifizierung nach Herstellung

Nahtlos

• Herstellung: Durchbrochener Vollblock - keine Schweißnaht.
• Stärke: Homogene mechanische Eigenschaften und hohe Druckbeständigkeit.
• Gemeinsame Normen: ASTM A192, A210, A213, A335.
• VerwendetKessel: Hochdruckkessel, Überhitzer und Kraftwerke.

Geschweißt

• Produktion: Es wird durch Walzen und Längsschweißen von Stahlbändern hergestellt.
• Vorteile: nicht teuer, Standardform, geeignet für niedrigere Drücke.
• Gemeinsame Normen: ASTM A178, A214, und A226.
• AnwendungenEconomizer, Niederdruckkessel und Wärmetauscher.

Verwendete Materialien für Kesselrohre

1. Kohlenstoffstahl

• Es wird am häufigsten verwendet, da es billig und einfach herzustellen ist.
• Einsetzbar in Mitteldruckkesseln (maximal -450 °C).
• Gemeinsame Normen: ASTM A106, A192, A210.

2. Legierter Stahl

• Der Hersteller verwendet legierten Stahl mit Chrom, Molybdän und Vanadium.
• Das Kesselrohrmaterial ist für Hochdruck- und Hochtemperaturbetrieb geeignet.
• Wird bei Überhitzern, Zwischenüberhitzern und Hauptdampfleitungen eingesetzt.
• Gemeinsame Noten: ASTM A213 T11, T22, T91, A335 P11, P22, P91.

3. Rostfreier Stahl

• Bietet einen guten Korrosions- und Oxidationsschutz.
• Wird in Umgebungen eingesetzt, die korrosiven Gasen, Chemikalien oder Meerwasser ausgesetzt sind.
• Gemeinsame Noten: TP304, TP316, 310S, 321H.

4. Kupfer und Kupferlegierungen

• Dies ist nicht geeignet für extreme Druck- oder Temperaturbedingungen.
• Ideal für Wärmetauscher und Niederdruckanwendungen aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit.

Qualitätskontrolle und Normen

Kesselrohre sollten nach den strengen internationalen Normen gebaut werden, um Leistung, Sicherheit und Haltbarkeit zu gewährleisten. Diese Normen legen die chemische Zusammensetzung, Abmessungsgrenzen, mechanische Eigenschaften und Prüfverfahren fest.

Standard	Material	Art der Herstellung	Anwendungen	Gemeinsame Noten
ASTM A178	Kohlenstoffstahl und Kohlenstoff-Mangan	ERW-Kesselrohre	Diese Arten von Kesselrohren werden in Kesselrohren und Überhitzerschornsteinen verwendet.	A, C, D
ASTM A192	Kohlenstoffstahl	Nahtlose Hochdruckkessel	Rohre mit diesen Spezifikationen werden in Hochdruckkesseln und Überhitzern verwendet.	Einzelne Klasse
ASTM A210	Mittelkohlenstoffhaltiger Stahl	Nahtlose Kessel	Diese werden in Heizkesseln, Überhitzern und Entlüftungsöffnungen verwendet.	A-1, C
ASTM A213	Ferritisch/Austenitische Legierung	Nahtlos	Die Verwendung erfolgt in Kesseln, Überhitzern und Wärmetauschern	T11, T22, TP304
ASTM A335	Ferritisch legierter Stahl	Nahtlos	Diese Rohre sind für Hochtemperatur-Hauptdampfleitungen ausgelegt.	P11, P22, P91

Zu den ähnlichen Normen gehören EN 10216, DIN 17175, BS 3059 und JIS G3456, die ähnliche Spezifikationen enthalten, um die Einheitlichkeit der weltweiten Herstellung und des Handels zu gewährleisten.

Anwendungen und Vorteile

Kesselrohre werden in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt und erfordern ein Höchstmaß an Effizienz beim Wärmeaustausch und Haltbarkeit.

Wichtige Anwendungen

• Kraftwerke: Zu Überhitzern und Economizern von Hochdruckdampfsystemen von Wasserwänden.
• Öl- und Gasraffinerien: Prozessheizungen, Dampferzeugungsanlagen und Abhitzekessel.
• Chemische und petrochemische Anlagen: Dampfschlangen, Prozesswärmeanlagen und Reaktoren.
• Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Zum Sterilisieren und Garen mit Dampf.
• Zellstoff- und Papierindustrie: Rückgewinnungskessel und Trocknungsverfahren.
• Schiffs- und HVAC-Systeme: Zum Antrieb von Heizkesseln und Zentralheizungen.

Vorteile

• Toleranz gegenüber hohen Temperaturen und Druck.
• Gute Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit.
• Ordnungsgemäße Wartung und lange Lebensdauer.
• Optimale Wärmeübertragung zur Maximierung des Energieverbrauchs.
• Es sind verschiedene Materialien und Konfigurationen erhältlich.
• Sicherheit und Konformität mit internationalen Normen.

Schlussfolgerung

Moderne Industrieanlagen sind ohne Kesselrohre nicht vollständig. Sie garantieren eine effiziente Wärmeübertragung, Sicherheit und optimale Leistung unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen. Diese Rohre bilden das Rückgrat der thermischen Energiesysteme in Kraftwerken, chemischen Verarbeitungsanlagen oder beidem. Ihre Stabilität, Langlebigkeit und Korrosionsbeständigkeit verdanken sie sorgfältig ausgewählten Werkstoffen und Fertigungsverfahren, die eine einwandfreie Formgebung, Schweißung und Wärmebehandlung umfassen.

Die richtige Auswahl des Kesselrohrtyps ist entscheidend. Unabhängig davon, ob Sie ein Wasserrohr, ein Feuerrohr oder einen Economizer verwenden, um die Betriebszuverlässigkeit zu gewährleisten, sollten sich Hersteller und Ingenieure an internationale Normen halten, um langfristige Leistung und Sicherheit zu gewährleisten. Für die Herstellung von Kesselrohren werden unter anderem Kohlenstoffstahl, legierter Stahl und Edelstahl verwendet. UNIASEN ist ein hochwertiger Lieferant von chinesischen Kesselrohren. Wenn Sie einen Bedarf haben, wenden Sie sich bitte an Kontaktieren Sie uns für ein kostenloses Angebot.