Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Материалы для теплообменных аппаратов

Материалы для теплообменных аппаратов

Страница 19 из 22
Содержание лекции:
Теплообменные аппараты (теплообменники)

Одним из ответственных мероприятий при проектировании теплообменного аппарата является выбор материала для поверхности теплообмена, корпуса и деталей, арматуры, патрубков, трубопроводов. При выборе материала необходимо учитывать его устойчивость к химическому воздействию теплоносителей и другим видам коррозии, термоустойчивость, изменение механических и химических свойств в заданных условиях эксплуатации, теплопроводность. Однако эти требования не всегда удается выдержать. Например, рекуператоры и регенераторы из керамических материалов могут работать при высоких температурах теплоносителей (до 1350 °С), но имеют низкий коэффициент теплопроводности, громоздки и не могут работать при разности давления между теплоносителями более 120 Н/м2 (~ 12 мм вод. ст.). Следовательно, требования, предъявляемые к материалам, нельзя обобщить в какие-либо определенные нормы, соответствующие классификации теплообменников.

При выборе материала для поверхности теплообмена, проката, отливок и поковок исходными величинами должны быть наибольшая допускаемая температура поверхности, давление, поддерживаемое в аппарате, и физико-химические свойства теплоносителей.

Большинство низкотемпературных теплообменных аппаратов изготавливают из конструкционных малоуглеродистых сталей (содержание углерода 0,25–0,35%), полученных мартеновским способом. Для высокотемпературных рекуператоров, работающих при температуре стенки tс > 400÷500 °С, пароперегревателей и элементов парогенераторов применяются трубы и листовой прокат из жаростойкой и жаропрочной стали.

При низком давлении (близком к атмосферному) рабочих сред сталь для теплообменников не должна окисляться в среде продуктов сгорания при максимальной их температуре. При повышенном и среднем давлении теплоносителей или больших нагрузках материал для теплообменника должен быть жаростойким и жаропрочным, обладать высокой прочностью и высоким пределом ползучести при высоких температурах.

При изготовлении отдельных узлов и крышек теплообменных аппаратов, небольших сосудов и арматуры применяют сталь, чугун и цветные металлы. Наибольшее распространение получил серый чугун СЧ с содержанием углерода от 2,8 до 3,5% . Такой чугун обладает достаточно хорошими литейными качествами и меньше других марок чугуна подвергается коррозии.

Более высокими механическими свойствами и лучшими технологическими качествами обладает высокопрочный чугун ВЧ, он лучше обрабатывается, более устойчив к высоким температурам.

Для изготовления корпусов вентилей, кранов, задвижек малых размеров в основном применяют ковкий чугун КЧ, обладающий большой вязкостью при ударе и большой пластичностью. В некоторых случаях чугун КЧ заменяет стальное литье.

Легированный чугун получается при добавлении некоторого количества легирующих элементов к обычному чугуну. Он достаточно устойчив к слабым растворам кислот, не коррозирует при высоких температурах. Например, высокохромистые чугуны марок Х23, Х28, Х34 не окисляются, не изменяют форму, могут работать в среде фосфорной и соляной кислот, при непосредственном обогреве продуктами сгорания топлива выдерживают температуру до 1000 °С.

Цветные металлы и сплавы широко применяют для изготовления поверхностей теплообмена. Высокая стоимость цветных металлов во многих случаях компенсируется устойчивостью против коррозии и высокой теплопроводностью. Наибольшее распространение получили латунь – сплав меди с цинком, медь, а также бронза – сплав меди с оловом, алюминием и марганцем.

В условиях агрессивного воздействия среды на материал наряду с цветными и легированными металлическими материалами для изготовления теплообменных аппаратов используют неметаллические материалы силикатного, углеродистого и каучукового происхождения, а также пластмассы.

Теплоизоляционные материалы должны иметь небольшую объемную массу, малый коэффициент теплопроводности, не разрушаться при высокой температуре, обладать достаточной механической прочностью. Объемная масса этих материалов изменяется в зависимости от сорта и пористости от 60 кг/м3 (кремнеаэрогел и зонолит) до 800 кг/м3 (керамические материалы).

Для уплотнения в местах соединения отдельных деталей теплообменных аппаратов и трубопроводов применяются прокладки. При выборе материала для прокладки необходимо учитывать параметры среды, протекающей через места соединений (р, t), размеры прокладки, качество торцевых поверхностей (гладкая, шероховатая), между которыми устанавливают прокладки, силу затяжки болтов, внешнее воздействие на прокладку.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика