Inleiding
Ketelbuizen worden gebruikt in veel industriële processen, zoals chemische verwerking, olieraffinage en energieproductie. Door hun bestendigheid tegen hoge temperaturen en drukken worden deze ketelbuizen gebruikt in omgevingen met dergelijke omstandigheden.
Ketelbuizen vormen de basis van thermische systemen in de industrie, zorgen voor een gemakkelijke convectie van warmte en ondersteunen de integriteit van de ketel. De ketelbuizen kunnen de warmte die in de ketel en het systeem wordt opgewekt, overbrengen en verdelen.
In dit artikel wordt ingegaan op de aard van ketelbuizen, het fabricageproces, de verschillende soorten, materialen en toepassingen in verschillende industrieën. Als ze deze factoren kennen, kunnen fabrikanten weloverwogen beslissingen nemen over het selecteren, onderhouden en optimaliseren van ketelbuizen om betrouwbaarheid en langdurige prestaties te garanderen.
Wat zijn ketelpijpen?
Ketelpijpen zijn gespecialiseerde stalen buizen die water, stoom of hete gassen transporteren in stoomketels, warmtewisselaars, oververhitters en economisers. Ze zijn vooral bedoeld om de efficiënte overdracht van warmte van thermodynamische gassen naar water of stoom te vergemakkelijken en worden gebruikt om energie te produceren of te distribueren door het systeem.
In vergelijking met typische constructie- of loodgietersbuizen moeten boilerbuizen bestand zijn tegen een stootje:
- Hoge temperaturen (meer dan 500 °C).
- Extreme interne druk.
- Hete gassen en stoom kunnen corrosieve omstandigheden veroorzaken.
Ketelbuizen hebben ook eigenschappen die bestand zijn tegen oxidatie en kalkaanslag, die de prestaties en veiligheid kunnen beïnvloeden. Het falen van één enkele buis kan leiden tot uitgebreide stilleggingen, verminderde efficiëntie of zelfs rampzalige ongelukken. Deze buizen worden veel gebruikt in:
- Kerncentrales en energiecentrales.
- Petrochemische fabrieken en olieraffinaderijen.
- De voedselverwerkende en textielindustrie.
- HVAC en maritieme systemen.
Productieproces van Ketelbuizen
De ketelpijpen worden vervaardigd via meerdere gecontroleerde stappen om een uitzonderlijke sterkte, corrosiebestendigheid en maatnauwkeurigheid te bereiken. Er is een kleine wijziging in het proces voor naadloze en gelaste (ERW) buizen, maar de principes blijven grotendeels hetzelfde.
1. Grondstofselectie
De eerste stap in het productieproces van ketelpijpen is het selecteren van het te gebruiken materiaal. Het bedrijf selecteert hoogwaardige grondstoffen zoals roestvrij staal, gelegeerd staal en koolstofstaal.
- Als de ketelpijpen nodig zijn voor toepassingen met een middelhoge druk. Deze ketelpijpen zijn meestal gemaakt van koolstofstaal.
- Ketelbuizen voor toepassingen met hoge druk en hoge temperatuur worden gemaakt van chroom-molybdeen (Cr-Mo) legeringen.
2. Verwarmen en vormen
Om gladde boilerpijpen te maken, knuppels van massief staal worden verhit tot ongeveer 1200-1300 °Cen een holle schaal wordt gevormd door ze door een spindel te steken. Dit proces verwijdert alle lasnaden, wat resulteert in uniforme sterkte.
Bij ERW-buizen (Electric Resistance Welded) worden rollen staal afgerold en tot een cilindrische vorm gevormd. De rillen worden verwarmd met behulp van een hoogfrequente stroom en vervolgens aan elkaar gelast.
3. Dimensionering en verlenging
In de volgende stap gebruikt de fabrikant zeer complexe walserijen of trekbanken om de holle buizen of gelaste schalen te walsen en te verlengen om de juiste afmetingen te verkrijgen. Deze worden de buitendiameter, wanddikte en lengte van de schaal genoemd.
4. Warmtebehandeling
Om de mechanische eigenschappen te verbeteren, is een warmtebehandeling essentieel. Gebruikelijke behandelingen zijn onder andere:
- Normaliseren: Capillair verfijnt de korrelstructuur en verbetert de taaiheid.
- Gloeien: Spanningen worden geëlimineerd en de vervormbaarheid wordt verbeterd.
- Afschrikken en temperen: Geeft sterke slijtvastheid en sterkte aan gelegeerd staal.
5. Koudtrekken (optioneel)
Wanneer voor boilerpijpen nauwe maattoleranties of een fijnere oppervlakteafwerking vereist zijn, wordt de warmtebehandeling gevolgd door koud trekken. Dit verbetert de treksterkte en de gladheid van het oppervlak van de pijp.
6. Afwerking en inspectie
De buizen worden rechtgetrokken, op maat gemaakt en de uiteinden worden voorbereid. Vervolgens worden er strenge kwaliteitscontroles uitgevoerd:
- Hydrostatische test (om de drukinsluiting te testen).
- Ultrasone of wervelstroomtests (interne gebreken).
- Controlerend, dimensionaal en visueel.
Soorten ketelpijpen
Er zijn twee grote classificaties van ketelpijpen, gebaseerd op hun gebruik en het fabricageproces.
Indeling naar toepassing
- Ketelbuizen
Bij waterpijpketels circuleert er water door de pijpen, waar hete verbrandingsgassen overheen stromen. Ze bestaan meestal uit gelegeerd staal om een druk te weerstaan die hoger is dan 9,8 MPa en hoge temperaturen hoger dan 500 °C.
Ze worden gebruikt in:
- Energiecentrales
- Stoomgeneratoren
- Hogedrukverwarmingssystemen
- Ketelbuizen
Vuurpijpketels zijn ontworpen om hete gassen door de buizen te laten stromen, met water eromheen om de temperatuur op peil te houden. Ze worden meestal gemaakt van koolstofstaal en zijn geschikt voor toepassingen met lage en middelhoge drukzoals industriële verwarming en miniatuurstoomsystemen.
- Oververhitter en naverwarmer
Deze buizen verhogen de stoomtemperatuur tot boven wat deze zelf kan volhouden, waardoor de efficiëntie van de energieopwekking toeneemt. In ketelbuizen wordt de temperatuur van de gassen boven hun verzadigingspunt gehouden. Ze zijn gemaakt van Cr-Mo gelegeerd staal die worden blootgesteld aan extreem hoge temperaturen en oxidatie.
- Economizer buizen
Deze buizen bevinden zich in het economisergedeelte, waar ze warmte onttrekken aan de rookgassen voordat ze door de ketel gaan, waardoor het brandstofrendement van de eenheid wordt verhoogd. Ze zijn meestal gemaakt van koolstofstaal of roestvrij staalafhankelijk van de samenstelling van de warmte en het gas.
Classificatie naar productie
Naadloos
- Productie: Doorboorde massieve staaf - geen lasnaad.
- Sterkte: Homogene mechanische eigenschappen en bestand tegen hoge druk.
- Gemeenschappelijke normen: ASTM A192, A210, A213, A335.
- Gebruikt: hogedrukketels, oververhitters en energiecentrales.
Gelast
- Productie: Dit wordt gemaakt door het walsen en longitudinaal lassen van stalen strips.
- VoordelenNiet duur, standaardvorm en geschikt voor lagere drukken.
- Gemeenschappelijke normen: ASTM A178, A214 en A226.
- Toepassingen: economisers, lagedrukketels en warmtewisselaars.
Materialen gebruikt in ketelpijpen
1. Koolstofstaal
- Het meest gebruikt, omdat het goedkoop en makkelijk te maken is.
- Toepasbaar in ketels met middelhoge druk (maximaal -450 °C).
- Gangbare normen: ASTM A106, A192, A210.
2. Gelegeerd staal
- De fabrikant gebruikt gelegeerd staal met chroom, molybdeen en vanadium.
- Het materiaal van de ketelpijp is geschikt voor hoge druk en hoge temperatuur.
- Toegepast op oververhitters, herverhitters en hoofdstoompijpen.
- Gewone cijfers: ASTM A213 T11, T22, T91, A335 P11, P22, P91.
3. Roestvrij staal
- Biedt goede bescherming tegen corrosie en oxidatie.
- Toegepast in omstandigheden die blootstaan aan corrosieve gassen, chemicaliën of zeewater.
- Gewone cijfers: TP304, TP316, 310S, 321H.
4. Koper en koperlegeringen
- Dit is niet geschikt onder extreme druk- of temperatuursomstandigheden.
- Ideaal voor warmtewisselaars en lagedruktoepassingen vanwege de hoge thermische geleidbaarheid.
Kwaliteitscontrole en normen
Ketelbuizen moeten worden vervaardigd volgens strenge internationale normen om prestaties, veiligheid en duurzaamheid te garanderen. Deze normen specificeren de chemische samenstelling, dimensionale limieten, mechanische eigenschappen en testprocedures.
| Standaard | Materiaal | Type productie | Toepassingen | Algemene cijfers | ||
| ASTM A178 | Koolstofstaal en koolstofmangaan | ERW ketelbuizen | Deze soorten ketelpijpen worden gebruikt in ketelbuizen en oververhitters. | A, C, D | ||
| ASTM A192 | Koolstofstaal | Naadloze hogedrukketels | Pijpen met deze specificaties worden gebruikt in hogedrukketels en oververhitters. | Enkele rang | ||
| ASTM A210 | Staal met gemiddelde koolstof | Naadloze ketels | Deze worden gebruikt in boilers, oververhitters en ventilatieopeningen.
|
A-1, C | ||
| ASTM A213 | Ferritische/Austenitische legering | Naadloos | Het gebruik heeft in boilers, oververhitters en warmtewisselaars | T11, T22, TP304 | ||
| ASTM A335 | Ferritisch gelegeerd staal | Naadloos | Deze pijpen zijn ontworpen voor hoofdstoomleidingen met hoge temperaturen. | P11, P22, P91 |
Vergelijkbare standaarden zijn EN 10216, DIN 17175, BS 3059 en JIS G3456, die vergelijkbare specificaties bevatten om consistentie in wereldwijde productie en handel te garanderen.
Toepassingen en voordelen
Ketelbuizen worden gebruikt in diverse industrieën en vereisen een maximale efficiëntie in warmte-uitwisseling en duurzaamheid.
Belangrijkste toepassingen
- Energiecentrales: Naar oververhitters en economisers van hogedrukstoomsystemen van waterwanden.
- Olie- & gasraffinaderijen: Procesverwarmers, stoomopwekkingseenheden en ketels voor restwarmte.
- Chemische en petrochemische fabrieken: Stoomspoelen, procesverwarmingssystemen en reactoren.
- Voedingsmiddelen- en drankenindustrie: Steriliseren en koken met stoom.
- Pulp- en papierindustrie: Terugwinningsketels en droogprocessen.
- Maritieme & HVAC-systemen: Om boilers en centrale verwarming aan te drijven.
Voordelen
- Tolerantie voor hoge temperatuur en druk.
- Goede corrosie- en oxidatiebestendigheid.
- Goed onderhoud en lange levensduur.
- Optimale warmteoverdracht voor maximaal energieverbruik.
- Er zijn verschillende materialen en configuraties verkrijgbaar.
- Veiligheid en conform internationale normen.
Conclusie
Moderne industriële systemen kunnen niet compleet zijn zonder ketelbuizen. Ze garanderen een efficiënte warmteoverdracht, veiligheid en optimale prestaties in omstandigheden met hoge druk en hoge temperatuur. Deze buizen ondersteunen de ruggengraat van thermische energiesystemen in elektriciteitscentrales, chemische verwerkingseenheden of beide. Hun stabiliteit, duurzaamheid en corrosiebestendigheid zijn te danken aan zorgvuldig geselecteerde materialen en fabricageprocessen die foutloos vormen, lassen en warmtebehandeling omvatten.
De juiste keuze van het type ketelpijp is van vitaal belang. Of u nu een waterpijp, een vuurpijp of een economiser gebruikt om de bedrijfszekerheid te garanderen, fabrikanten en technici moeten de internationale normen volgen om langdurige prestaties en veiligheid te garanderen. Koolstofstaal, gelegeerd staal en roestvrij staal behoren tot de materialen die worden gebruikt om ketelbuizen te maken. UNIASEN is een hoogwaardige leverancier van Chinese Ketelbuizen. Als u om het even welke behoeften hebt, gelieve neem contact met ons op voor een gratis offerte.