Оребренная труба из жаропрочной стали для изготовления пароперегревателя

Полезная модель относится к области производства оребренных труб, а именно, к заготовкам оребренной трубы из жаропрочной стали для изготовления пароперегревателей низкого и среднего давления в атомной энергетике. Задачей и техническим результатом полезной модели является оребренная труба жаропрочной стали для изготовления пароперегревателя, обеспечивающая снижение затрат на ее изготовление и увеличение скорости теплообмена «газ - перегретый пар». Технический результат достигается тем, что оребренная труба из жаропрочной стали для изготовления пароперегревателей, снабженная оребрением, которое соединено по винтовой линии с трубой, выполненной с наружным диаметром 35-55 мм, и снабженное внешней зубчатой частью в виде множества сегментов П-образной формы шириной 3,8-4,4 мм и высотой 10-15 мм при общей высоте оребрения до 17 мм, толщине оребрения 0,8-1,5 мм, отличающаяся тем, что при расстоянии между витками оребрения 2-5 мм толщина трубы составляет 2-4 мм, а труба выполнена из жаропрочной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, ниобий, кальций, церий, азот, вольфрам, бор, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,12, кремний 0,15-0,20, марганец 0,40-0,60, хром 8,0-9,5, молибден 0,4-0,6, вольфрам 1,0-2,0, ванадий 0,15-0,30, ниобий 0,04-0,09, кальций 0,005-0,05, церий 0,02-0,05, азот 0,03-0,07, бор 0,001-0,006, сера - не более 0,01, фосфор - не более 0,015, железо - остальное. 1 рис.

Полезная модель относится к области производства оребренных труб, а именно, к заготовкам оребренной трубы из жаропрочной стали для изготовления пароперегревателей низкого и среднего давления в атомной энергетике.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является оребренная труба из жаропрочная хромоникелевой стали 304Н (08Х18Н10) для изготовления генератора тепла, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремний, фосфор, серу и железо. Оребрение, которое соединено по винтовой линии с трубой, выполненной с наружным диаметром 26,9-76 мм, имеет внешнюю зубчатую часть в виде множества сегментов П-образной формы высотой 8-25,4 мм при общей высоте оребрения до 32,4 мм. При этом ширина сегментов составляет 3,8-4,4 мм, толщина оребрения 0,8-1,5 мм при расстоянии между витками 6,35-16,76 мм.

(KR 20120018533, B21C 37/26, B21D 53/06, опубликовано 05/03/2012)

Недостатками известного технического решения являются высокая стоимость оребренной трубы, обусловленная использованием для ее изготовления достаточно дорогой хромоникелевой стали, а также неэффективность их использования для изготовления пароперегревателей, работающих при температурах газа до 550°C.

Задачей и техническим результатом полезной модели является оребренная труба жаропрочной стали для изготовления пароперегревателя, обеспечивающая снижение затрат на ее изготовление и увеличение скорости теплообмена «газ - перегретый пар».

Технический результат достигается тем, что оребренная труба из жаропрочной стали для изготовления пароперегревателей, снабженная оребрением, которое соединено по винтовой линии с трубой, выполненной с наружным диаметром 35-55 мм, и снабженное внешней зубчатой частью в виде множества сегментов П-образной формы шириной 3,8-4,4 мм и высотой 10-15 мм при общей высоте оребрения до 17 мм, толщине оребрения 0,8-1,5 мм, отличающаяся тем, что при расстоянии между витками оребрения 2-5 мм толщина трубы составляет 2-4 мм, а труба выполнена из жаропрочной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, ниобий, кальций, церий, азот, вольфрам, бор, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,12, кремний 0,15-0,20, марганец 0,40-0,60, хром 8,0-9,5, молибден 0,4-0,6, вольфрам 1,0-2,0, ванадий 0,15-0,30, ниобий 0,04-0,09, кальций 0,005-0,05, церий 0,02-0,05, азот 0,03-0,07, бор 0,001-0,006, сера - не более 0,01, фосфор - не более 0,015, железо - остальное.

Технический результат также достигается тем, что оребрение выполнено из жаропрочной хромоникелевой стали с содержанием хрома до 18 мас.% и никеля до 13 мас.%.

Получение оребренной трубы 1 по полезной модели ведут по стандартной технологии, включающей изготовление ленты из жаропрочной стали с содержанием хрома до 18 мас.% и никеля до 13 мас.% (типа 08X18H10) шириной 12 мм и толщиной 2 мм и формирование в ней высечкой штампом надрезов длиной 10 мм через 4 мм. Использование для изготовления оребрения хромоникелевой стали позволяет обеспечить качественное соединение сваркой оребрения и трубы. Затем ленту со стороны, противоположной просеченной части, сваркой закрепляют на поверхности трубы с наружным диаметром 38 мм и толщиной стенки 3 мм. Приваривание ленты к трубе ведут по винтовой линии с расстоянием между ближайшими витками 3 оребрения 4 мм. В процессе сварки просеченные участки ленты расходятся и формируют на внешней части оребрения множество сегментов 2 П-образной формы. В качестве материала для изготовления ленты и трубы использовали известную жаропрочную сталь 10Х9В2МФБР, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, ниобий, кальций, церий, азот, вольфрам, бор, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,10, кремний 0,18, марганец 0,45, хром 8,5, молибден 0,49, вольфрам 1,4, ванадий 0,25, ниобий 0,05, кальций 0,009, церий 0,03, азот 0,05, бор 0,004, серу - менее 0,01, фосфор - менее 0,015, железо - остальное.

В результате была получена оребренная труба по полезной модели, у которой оребрение было соединено по винтовой линии с трубой, выполненной с наружным диаметром 38 мм и толщиной стенки 3 мм. Оребрение было выполнено с внешней зубчатой частью в виде множества сегментов П-образной формы шириной 4 мм и высотой 10 мм при общей высоте оребрения до 12 мм, толщине оребрения 2 мм, причем расстояние между витками оребрения составило 4 мм.

Проведенные сравнительные исследования известной оребренной трубы и оребренной трубы по полезной модели в качестве элемента пароперегревателя среднего давления с температурой газа 350°С показали увеличение на 12% скорости теплообмена при использовании оребренной трубы по полезной модели.

Использование жаропрочной стали без никеля и более низким содержанием хрома позволяет уменьшить затраты на изготовление пароперегревателя.

1. Оребренная труба из жаропрочной стали для изготовления пароперегревателей, имеющая оребрение, выполненное в виде ленты, соединенной по винтовой линии с трубой наружного диаметра 35-55 мм, с внешней зубчатой частью оребрения в виде множества сегментов П-образной формы шириной 3,8-4,4 мм и высотой 10-15 мм при общей высоте ленты оребрения до 17 мм и толщине 0,8-1,5 мм, при этом расстояние между витками оребрения составляет 2-5 мм, а толщина стенки трубы - 2-4 мм, причем труба выполнена из жаропрочной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, кальций, церий, азот, бор, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,12, кремний 0,15-0,20, марганец 0,40-0,60, хром 8,0-9,5, молибден 0,4-0,6, вольфрам 1,0-2,0, ванадий 0,15-0,30, ниобий 0,04-0,09, кальций 0,005-0,05, церий 0,02-0,05, азот 0,03-0,07, бор 0,001-0,006, сера не более 0,01, фосфор не более 0,015, железо остальное.

2. Оребренная труба по п.1, отличающаяся тем, что лента оребрения выполнена из жаропрочной хромоникелевой стали, содержащей хром до 18 мас.% и никель до 13 мас.%.