대류 튜브 번들 재료를 올바르게 선택하는 방법

대류 튜브 번들 재료를 올바르게 선택하려면 보일러의 작동 조건, 작동 환경, 경제성 및 제조 공정 요구 사항을 종합적으로 고려해야 합니다. 다음은 대류 튜브 번들 재료 선택의 핵심 단계와 요소입니다.

1. 작동 조건 이해
온도: 대류 튜브 번들은 일반적으로 중간-고온 연도 가스 환경(약 300-800°C, 보일러 유형 및 튜브 번들 위치에 따라 다름)에 있습니다. 해당 온도 범위를 견딜 수 있는 재료를 선택하여 고온 크리프 또는 강도 저하를 방지해야 합니다.
압력: 튜브 내 작동 유체(예: 물 또는 증기)의 압력(저압, 중압 또는 초고압)에 따라 재료의 강도 요구 사항이 결정됩니다. 고압 보일러는 더 높은 강도의 재료를 사용해야 합니다.
순환 방식: 자연 순환, 강제 순환 또는 직류 보일러는 재료의 피로 저항 성능에 대한 요구 사항이 다릅니다.

2. 연도 가스 환경 고려
부식성: 연도 가스에 황화물, 염화물 또는 산화물이 포함되어 고온 부식 또는 저온 이슬점 부식을 유발할 수 있습니다. 저합금강 또는 스테인리스강과 같이 내식성이 있는 재료를 선택해야 합니다.
마모: 석탄 연소 보일러의 비산재는 특히 고속 연도 가스 영역에서 튜브 번들 마모를 유발할 수 있습니다. 경도가 높거나 표면 강화 처리가 가능한 재료를 선택해야 합니다.
재 축적: 특정 연료(예: 고회분 석탄)는 재 축적을 쉽게 유발하여 열전달 효율에 영향을 미칩니다. 재료 표면 특성(예: 매끄러움) 또는 추가 보호 조치(예: 핀 설계)를 고려해야 합니다.

3. 일반적인 재료 선택
보일러 유형 및 작동 조건에 따라 다음은 일반적인 대류 튜브 번들 재료입니다.

탄소강(예: 20# 강, SA-106B):
저압, 저온 보일러(예: 산업용 소형 보일러)에 적합합니다.
장점: 저렴한 비용, 우수한 가공 성능.
단점: 내열성 및 내식성이 제한적이며 연도 가스 온도가 400°C 미만인 경우에 적합합니다.

저합금강(예: 15CrMo, 12Cr1MoV, SA-213 T11/T22):
중압, 고압 보일러, 연도 가스 온도가 400-600°C인 경우에 적합합니다.
장점: 우수한 고온 강도 및 내산화성, 높은 비용 효율성.
단점: 고온 부식에 민감하며 연도 가스 성분을 제어해야 합니다.

고합금강/스테인리스강(예: SA-213 TP304, TP321, TP347):
초고압, 초임계 보일러 또는 높은 부식성 환경(예: 폐기물 소각 보일러)에 적합합니다.
장점: 우수한 내고온 부식성 및 내산화성, 연도 가스 온도가 600°C 이상인 경우에 적합합니다.
단점: 높은 비용, 어려운 가공.

내마모성 및 내식성 복합 재료:
높은 마모 영역에서는 표면 용접(예: 니켈 기반 합금) 또는 세라믹 코팅 스프레이와 같은 복합 튜브를 사용할 수 있습니다.
장점: 사용 수명 연장, 유지 보수 감소.
단점: 높은 제조 비용.

4. 경제성과 성능의 균형
초기 비용: 탄소강 비용이 가장 낮고, 합금강 및 스테인리스강 비용이 점진적으로 증가합니다. 예산 및 예상 수명에 따라 선택해야 합니다.
운영 유지 보수 비용: 내식성, 내마모성 재료는 가동 중지 및 점검 빈도를 줄여 장기 유지 보수 비용을 줄일 수 있습니다.
수명 예상: 고압 또는 고온 보일러는 장기적인 안전한 작동을 보장하기 위해 고성능 재료를 우선적으로 선택해야 하며, 저압 보일러는 경제적인 재료를 적절히 선택할 수 있습니다.

5. 제조 및 가공 성능 고려
용접성: 대류 튜브 번들은 헤더 또는 튜브 시트에 용접해야 하며, 재료의 용접 성능(예: 용접 강도, 균열 경향)이 중요합니다. 저합금강 및 탄소강은 용접성이 좋고, 고합금강은 특수 용접 공정이 필요합니다.
벤딩 성능: 대류 튜브 번들은 종종 구부러져 형성되어야 하며, 재료는 구부러짐 균열을 방지하기 위해 우수한 가소성 및 인성을 가져야 합니다.
열처리 요구 사항: 특정 합금강은 성능을 개선하기 위해 열처리(예: 노멀라이징, 템퍼링)가 필요하며, 제조 공정의 복잡성을 평가해야 합니다.

6. 참조 표준 및 사양
관련 산업 표준을 따르십시오. 예:
중국: GB/T 5310(고압 보일러용 이음매 없는 강관), GB/T 3087(저중압 보일러용 이음매 없는 강관).
국제: ASME SA-213(보일러용 이음매 없는 페라이트 및 오스테나이트 합금 강관), ASTM A106(고온용 이음매 없는 탄소강관).
보일러 설계 매개변수에 따라 표준에서 권장하는 재료를 참조하고 재료가 인증 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.

7. 실제 적용 경험 결합
연료 유형: 석탄, 석유, 천연 가스 또는 바이오매스 보일러의 연도 가스 성분은 크게 다릅니다. 예를 들어, 석유 보일러는 황 부식에 더 강한 재료가 필요합니다.
작동 조건 변화: 보일러의 빈번한 시동 및 정지(열 피로 저항 필요) 또는 작동 부하 변동(크리프 저항 필요)을 고려하십시오.
과거 데이터: 동일한 유형의 보일러의 작동 기록을 참조하여 일반적인 재료의 성능 및 고장 모드를 이해하고 선택을 최적화하십시오.

8. 추가 보호 조치
재료 자체가 요구 사항을 완전히 충족하기 어려운 경우 다음 방법을 통해 성능을 향상시킬 수 있습니다.
표면 처리: 내마모성 및 내식성 코팅 스프레이, 질화 또는 롤링 강화와 같습니다.
구조 최적화: 마모 방지 슬리브, 핀 또는 난류 요소를 추가하여 마모 및 재 축적을 줄입니다.
작동 최적화: 연도 가스 유속을 제어하거나 정기적으로 재를 불어 재료의 부식 및 마모를 줄입니다.