Tubos con aletas de espárragosse han convertido en el elemento de transferencia de calor predeterminado en las secciones de convección de refinerías y petroquímicassecciones de convección. En un banco de convección de un calentador encendido, la alta velocidad de los gases de combustión, las cenizas abrasivas y el desbordamiento de calor radiante destruyen los tubos con aletas convencionales en unos pocos ciclos de mantenimiento.

La sección de convección maneja gases de combustión que salen de la caja radiante a 700–1000 °C, pero la temperatura del metal del propio tubo con espárragos está gobernada por el grado del tubo base; ASME SA213 T9, por ejemplo, está limitado a aproximadamente 593 °C a largo plazo y 650 °C a corto plazo. La velocidad del gas a través del banco puede alcanzar 8–15 m/s, transportando finos de catalizador y partículas de ceniza que actúan como un chorro de arena sobre cualquier superficie expuesta. Una aleta delgada y continua en forma de hélice, ya sea extruida o incrustada, tiene un gran borde sin soporte que se erosiona rápidamente y, una vez que la aleta se erosiona, la superficie de transferencia de calor desaparece.

Un tubo con aletas de espárragos lleva espárragos cilíndricos cortos, de 6 a 12 mm de diámetro y de 10 a 25 mm de altura, soldados mediante soldadura por resistencia de alta frecuencia. En comparación con una aleta continua, el conjunto discreto de espárragos ofrece:

• Tolerancia a la erosión — cada espárrago está soldado sobre su circunferencia completa de raíz, por lo que no hay un borde libre que se levante o se pele; la pérdida de un espárrago no compromete el conjunto.
• Resistencia a la incrustación — la geometría abierta permite que las cenizas caigan en lugar de acumularse entre las aletas.
• Mayor capacidad de temperatura — los espárragos se pueden suministrar en grados 11Cr, 13Cr o 9Cr a juego, muy por encima de los límites de los tubos con aletas de aluminio.
• Resistencia mecánica — la superficie con espárragos rigidiza el tubo y resiste la fatiga por vibración en gases de alta velocidad.

La selección se reduce a tres variables:

1. Grado del tubo base — acero aleado ASME SA213 T9/T11 para servicio de fluencia moderado, TP316L/TP347H para servicio corrosivo, ASTM A106 Gr.B para serpentines de menor temperatura.
2. Material del espárrago — los espárragos 11Cr y 13Cr son los caballos de batalla para los bancos de convección de refinerías en tubos base 9Cr; los espárragos 18Cr se especifican donde se requiere resistencia a la sulfuración, pero su desajuste de expansión térmica contra 9Cr requiere un procedimiento de soldadura disimilar calificado.
3. Geometría del espárrago — el diámetro, la altura y el paso establecen la relación de superficie extendida; la densidad se elige de modo que la velocidad del lado del gas permanezca dentro del límite de erosión mientras se alcanza el coeficiente de transferencia de calor objetivo.

• Grietas en la raíz del espárrago — causadas por parámetros de soldadura deficientes, desajuste de expansión de metales disimilares o ciclos térmicos. El grado del espárrago siempre debe seleccionarse con compatibilidad de expansión térmica con el tubo base, y el procedimiento de soldadura debe calificarse en consecuencia.
• Puente de cenizas — controlado por la selección del paso y la disposición del soplador de hollín.
• Fugas en las juntas — controladas por procedimientos de expansión y soldadura de sellado, más pruebas hidrostáticas a 1.5 veces la presión de diseño.
• Corrosión inesperada — prevenida por la identificación positiva de materiales en cada colada.

Yuhong Holding Group ha producido tubos con aletas y espárragos desde 1990, exportando más del 80% de su producción a proyectos de refinería, petroquímicos y de energía. La soldadura de espárragos se realiza en líneas de soldadura por resistencia de alta frecuencia, seguida de pruebas de tracción de la unión de aletas, examen por corrientes de Foucault según el estándar de producto aplicable y pruebas hidrostáticas de cada tubo.

Los tubos con aletas de espárragos son el único elemento de superficie extendida que combina alta capacidad de temperatura, tolerancia a la erosión y resistencia a la incrustación en un solo componente, la combinación que mantiene un calentador en línea entre paradas. Envíe sus parámetros de servicio a nuestro equipo de ingeniería para obtener una recomendación de material y geometría de espárragos.

Aproximadamente 593 °C para servicio continuo a largo plazo y 650 °C a corto plazo. Una sección de convección puede manejar gases de combustión a 700–1000 °C, pero la pared del tubo en sí debe permanecer dentro del límite del grado base seleccionado.

Grados 13Cr o 9Cr igualados para la expansión térmica. Los espárragos 18Cr se pueden usar donde se requiere resistencia a la sulfuración, pero solo con un procedimiento de soldadura de metales disimilares calificado.

Espárragos de 6 a 12 mm de diámetro y 10 a 25 mm de altura, soldados por resistencia de alta frecuencia en toda la raíz del espárrago, con un paso seleccionado para equilibrar el área de superficie con la velocidad de los gases de combustión.