Les matériaux pour les tubes de condenseur

La condensation est l'une des parties pivotantes d'un groupe électrogène à turbine. Un condenseur convertit un gaz ou une vapeur en liquide et transfère rapidement la chaleur hors du tube. Ses performances affectent directement le fonctionnement de l'unité. Le condenseur fonctionne dans un environnement à haute température qui est essentiellement un processus exothermique. En tant que principal composant de transfert de chaleur du condenseur, le tube de refroidissement est la partie la plus importante du condenseur, la sélection et la sélection de tuyau de refroidissement est la clé de la conception du condenseur. Les matériaux couramment utilisés pour les tubes de condenseur sont l'acier au carbone, le laiton, le cupronickel, le titane et l'acier inoxydable, etc., aujourd'hui, nous allons présenter les détails de ces matériaux.

Tubes en acier au carbone

La ASTM A179 Le tube en acier sans soudure est le matériau principal pour les tubes, les échangeurs de chaleur, les condenseurs et autres services de transfert de chaleur, en particulier pour le puits de coque du condenseur tubulaire et à boîte. Mais le joint de soudure entre la plaque de tube en acier au carbone et le tube est souvent corrodé et fuit, ce qui provoque l'effondrement du fonctionnement du système d'eau de refroidissement et la pollution de l'environnement. L'entartrage de l'eau de refroidissement est également un problème pour les tubes en acier au carbone dans le système de condenseur.

Tube en laiton

Le tube en laiton d'alliage Cu-Zn utilisé dans l'échangeur de chaleur a d'excellentes performances de transfert de chaleur et une bonne résistance à la corrosion. Comparé aux tubes en acier inoxydable, il n'est pas facile de le mettre à l'échelle. Tant que le débit d'eau est augmenté, c'est le matériau de tuyau préféré du condenseur. Mais il a une grande corrosion dans le liquide à haute teneur en sel. Il est très important de savoir comment maintenir le fonctionnement normal du condenseur à tube en laiton, prévenir la corrosion et comment se reconstituer après la corrosion. À l'heure actuelle, de nombreux pays étudient une alternative économique et durable au laiton, et des tuyaux en cuivre blanc, en titane et en acier inoxydable ont été mis en service.

Tubes en cupronickel

Cu-Ni cupronickel a une meilleure stabilité chimique que le laiton et aucune tendance à la corrosion sélective, son mécanisme de résistance à la corrosion consiste à former un film de surface à l'échelle nanométrique dans l'air ou l'eau, ce qui est compact, stable, à haute vitesse d'auto-réparation, pour assurer la corrosion résistance du tuyau. Donc, dans les mêmes conditions de travail, la corrosion du cuivre était nettement plus légère que le laiton, a été principalement utilisée en dur et lorsque la qualité de l'eau n'est pas stable, mais le prix est plus élevé que le laiton, et parce que le potentiel REDOX du cuivre, du nickel , facile à produire de la corrosion du nickel et se produisant facilement dans le cas des piqûres d'oxygène, ce qui limitait l'application extensive du laiton blanc.

Tube en titane

En tant que nouveau matériau du tuyau de refroidissement, le titane a une forte résistance à la corrosion à toutes sortes d'eau. Le tuyau de condenseur en titane présente une résistance significative à la corrosion générale par piqûres, à la corrosion caverneuse et à la corrosion sous contrainte. Il est considéré comme le métal de structure le plus résistant à la corrosion, avec une faible densité et une résistance élevée, et la résistance à la corrosion dans un environnement d'eau bouillante est nettement supérieure à celle de l'alliage Cu-Ni. Cependant, le titane n'est pas à l'abri de la corrosion. On constate que la principale défaillance des tubes en titane est l'endommagement mécanique, suivi de la corrosion galvanique et de la formation de tartre lorsque le tubes en titane sont reliés à des plaques tubulaires métalliques dissemblables. Par conséquent, il est nécessaire d'adopter une soudure tout titane ou une protection cathodique pour éviter la corrosion galvanique. En raison du prix élevé et du coût d'installation des tubes en titane, ils ne sont utilisés que dans les centrales côtières et nucléaires.

tuyau en acier inoxydable

Le tube en acier inoxydable a de bonnes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion et une économie, et constitue la tendance la plus potentielle du tube de condenseur. Le condenseur et le réacteur à enveloppe sont principalement en acier inoxydable austénitique (les principaux types sont AISI 304, 304L, 316, 316L). Le coefficient de transfert de chaleur global du tuyau soudé à la vague en acier inoxydable est augmenté de 25 ~ 30% par rapport à celui du tuyau en cuivre. Les données d'exploitation réelles de plusieurs centrales thermiques montrent que l'eau en circulation du tuyau en acier inoxydable est 20% inférieure à celle du tuyau en cuivre d'origine à condition de maintenir le même degré de vide. Lorsque la quantité d'eau en circulation est constante, le degré de vide augmente de plus de 5%. La résistance et la dureté de surface de l'acier inoxydable sont plus élevées que le tuyau en cuivre, la vapeur à grande vitesse, les gouttelettes d'eau et la saleté des sédiments et le jet d'entrée ne causeront pas de dommages par érosion, conviennent aux rivières et autres eaux de saleté de sable et à une température élevée de vapeur d'échappement de occasions de chauffage de l'eau à circulation. Le condenseur tubulaire en acier inoxydable présente les avantages suivants.

Les tuyaux soudés en acier inoxydable à paroi mince sont beaucoup moins chers que les tuyaux en cuivre et en titane.
Haute résistance et dureté. La résistance et la dureté de surface du tube en acier inoxydable sont supérieures à celles du tube en cuivre et du tube en titane, sa contrainte admissible est 1.6 fois celle du tube en laiton, 1.5 fois celle du tube en titane, donc la vapeur à grande vitesse et les gouttelettes d'eau, ou le la saleté des sédiments et la turbulence d'entrée ne peuvent pas former une érosion significative du tube en acier inoxydable.
Le module d'élasticité est supérieur à celui du tube en cuivre et du tube en titane. La valeur d'amortissement des vibrations est également supérieure à celle du tuyau en cuivre, la résistance à la traction est bonne, le coefficient de dilatation linéaire est inférieur à celui du tuyau en cuivre ordinaire, ce qui peut réduire la contrainte de l'intérieur.
Haute résistance à la corrosion. Dans la zone de refroidissement par air du condenseur, la surface métallique du tube d'échange thermique accumule souvent des gaz non condensables, principalement de l'ammoniac et du dioxyde de carbone, etc., et le tube en cuivre est extrêmement sensible à la corrosion de l'ammoniac, ce qui entraîne l'ammoniac. corrosion. Le tuyau en acier inoxydable a juste une résistance à la corrosion à l'ammoniac plus élevée que le tuyau en cuivre, presque pas de corrosion, une résistance au fluide à grande vitesse et au milieu de l'eau en circulation.
Plus de matériaux disponibles. L'augmentation de la teneur en Mo dans l'acier inoxydable peut améliorer efficacement la corrosion caverneuse et la résistance à la corrosion par piqûres du tube en acier inoxydable dans un milieu contenant C1, et l'augmentation de l'élément N peut non seulement améliorer la résistance de l'acier inoxydable, mais également augmenter la résistance à la corrosion par piqûres et relative stabilité.