Vantaggi prestazionali dei tubi in titanio ad aletta bassa
Lo scambiatore di calore realizzato con tubi alettati bassi in titanio ha le caratteristiche di resistenza alla corrosione dell'acqua di mare e alla corrosione acida. La capacità superiore di trasferimento del calore dei tubi in titanio ad alette basse, combinata con il design ad alta densità e ad alette basse, può ridurre le dimensioni degli scambiatori di calore e migliorarne le prestazioni. L’acqua di mare è una fonte inesauribile di acqua di raffreddamento per gli impianti petrolchimici offshore. Quando si seleziona il materiale dello scambiatore di calore, è necessario comprendere la corrosività dell'acqua di mare su di esso. Sotto l'azione dell'acqua di mare, i tubi ad aletta in lega di rame e nichel o i tubi ad aletta in acciaio al carbonio si corrodono gradualmente, mentre i tubi ad aletta bassa in titanio hanno proprietà uniche come elevata resistenza, eccellente resistenza alla corrosione e resistenza di lunga durata all'erosione dell'acqua di mare.
Nelle stesse condizioni di carico termico, i tubi a bassa aletta in titanio possiedono sia le proprietà fisiche superiori dei materiali in titanio sia l'elevata capacità di trasferimento del calore dei tubi alettati. La sua lunghezza è solo la metà di quella del normale tubo nudo. Questa tecnologia può essere applicata alla modifica delle apparecchiature e alle condizioni di produzione di nuove apparecchiature.
Con lo stesso investimento dei tubi ordinari, gli scambiatori di calore realizzati con tubi alettati bassi in titanio hanno dimensioni più piccole, costi di manutenzione inferiori e possono migliorare le condizioni di funzionamento dello scambiatore di calore e prolungarne la durata. A causa della sua passività verso l’acqua di mare, il materiale in titanio può resistere all’erosione, alla corrosione, al ridimensionamento e alla ruggine. Rispetto ai materiali soggetti a corrosione, i tubi alettati in titanio possono prevenire efficacemente le incrostazioni sul lato del tubo. La superficie del metallo titanio formerà una pellicola di ossido resistente (principalmente TiO2). Quando viene danneggiato meccanicamente, può formare una nuova pellicola di ossido in un ambiente ossidante. Questa pellicola resistente e liscia consente al tubo in titanio di aumentare la portata dell'acqua di mare sul lato del tubo, resistendo allo stesso tempo agli urti, alle turbolenze, all'erosione/cavitazione e ai danni fisici, oltre a prevenire la corrosione per vaiolatura da parte degli ioni cloruro e la corrosione interstiziale causata da batteri dell'acqua di mare.
Il rapporto resistenza/peso del materiale in titanio è elevato, il che riduce lo spessore della parete del tubo e consente un notevole risparmio di materie prime. Per ottenere una migliore funzione di scambio termico, il diametro interno del tubo alettato dovrebbe essere più piccolo per consentire il passaggio di una velocità maggiore e di una maggiore quantità di acqua di mare (a condizione che nell'applicazione sia consentita una caduta di pressione maggiore). L'entità della caduta di pressione può essere limitata mediante la progettazione adeguata del diametro interno e della lunghezza del tubo alettato.
Il tubo complessivo ad alette basse ad alta densità ha un'altezza delle alette di 0,5-1,5 mm, con una densità di 19-43 alette per pollice. Rispetto al tubo nudo, la superficie del lato esterno del tubo alettato raffreddato con acqua di mare aumenta di tre volte. Nelle aree in cui i tubi nudi sprecano il potenziale di trasferimento di calore sul lato del tubo, una superficie maggiore può bilanciare lo scambio di calore tra il lato del mantello e il lato del tubo.
Aumentando l'area di trasferimento del calore sul lato del mantello è possibile ridurre della metà la lunghezza del tubo di scambio termico. Altri vantaggi derivanti dall'avere una superficie maggiore sui tubi ad aletta bassa sono:
(1) Ridurre la pressione sul lato mantello dello scambiatore di calore a metà del tubo nudo.
(2) Ridurre le dimensioni dello scambiatore di calore del 50%.
(3) Può ridurre il numero di scambiatori di calore richiesti.
In situazioni in cui la spaziatura delle apparecchiature è molto importante, gli scambiatori di calore più piccoli possono adattarsi a intervalli più piccoli. Piccoli intervalli possono ridurre le dimensioni del layout, facilitando l'ispezione e la manutenzione.
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Ciò significa che abbiamo una forte capacità di produzione di tubi alettati in titanio, un vantaggio di prezzo e un controllo di qualità.
