Оребренные металлические трубы: что это и для чего они нужны?

Основные преимущества ребристых труб

• значительное повышение тепловой эффективности по сравнению с оребрением, полученным накаткой (наибольший эффект — при испарительно-конденсационном теплообмене);
• снижение металлоемкости и габаритов теплообменных аппаратов в 1,3…3,0 раза
• простота управления геометрическими параметрами оребрения;
• возможность получения оребрения на тонкостенных трубах;
• возможность получения теплообменных поверхностей в виде ребер и шипов;
• высокая производительность, безотходность, простой инструмент;
• экологическая чистота процесса, отсутствие смазочных жидкостей;
• возможность реализации технологии как на обычных токарных cтанках, так и на специальной установке высокой производительности.

Приобрести оребренные трубы можно на сайте https://ural-zko.ru/product/orebrennye-truby/ .

В настоящее время ведутся работы по получению внутреннего и двустороннего оребрения на трубах

Основные технические характеристики
Характеристики	Значения
Диаметр трубной заготовки, мм/td>	6 — 30
Длина оребренной трубы, м	до 6
Исходная толщина стенки трубной заготовки, мм	от 1,0
Материал оребренной трубы	медь, латунь, медно-никелевые сплавы, алюминий, титан, низкоуглеродистые и нержавеющие стали
Минимальная остаточная толщина стенки оребренной трубы, мм	0,3
Высота ребер, мм	для меди до 4 мм, но не более толщины стенки исходной трубы
Шаг оребрения, мм	0,2 — 2
Ширина межреберного зазора, мм	0,01 — 1,5
Увеличение площади поверхности теплообмена, раз	на меди до 12

Производство и характеристики оребренных труб

Способ производства изделий зависит от их назначения и связанных с ним технических характеристик.

В основном применяется полностью автоматизированное спиральное оребрение, при котором приваренная непрерывным швом спираль проходит вокруг внутренней трубы. Оно может проводиться тремя способами:

1. Накатным.
2. Навиванием из алюминия.
3. Навиванием с приваркой.

Дальнейшая обработка не требуется, изделие обладает такими особенностями:

• выросшим наполовину коэффициентом теплопередачи;
• повышенной устойчивостью к нагрузкам;
• сохранением заданных характеристик при повышении давления, температурных перепадах и прочих резких изменениях условий эксплуатации;
• повышением производительности оборудования, которое было им оснащено.

Покрытие предварительно обезжиренной оребренной трубы окисью магния и последующий отжиг позволяют придать ей термостойкое покрытие. Такие изделия обладают:

• возросшим более чем в полтора раза коэффициентом теплопередачи;
• повышенной стойкостью в отношении различных коррозий;
• возросшей производительностью;
• большим сроком эксплуатации;
• выросшей стойкостью к перепадам давления и температуры;
• возможностью использования в агрессивных средах.

Способ производства труб, форма ребер и метод их крепления отражаются на технических характеристиках изделий и определяют сферу применения

Нюансы выбора труб с ребрами

Как выбрать оребренные трубы? При подборе для определенных целей следует учитывать:

• материал изготовления;
• технические характеристики;

Из каких материалов изготавливаются оребренные трубы

Трубы для теплообменника бывают:

• монометаллическими, изготовленными их одного материала;
• биметаллическими, которые изготавливаются из различных сплавов.

Биметаллическая труба обладает рядом преимуществ, так как сплавы металлов дополняют друг друга различными свойствами.

Изготовление производится из следующих видов сплавов:

• углеродистых (Ст20 или Ст3);
• низколегированных (например, 09Г2С);
• хромомолибденовых (например, 12ХМ);
• хромомолибденованадиевых (например, 08Х14МФ);
• аустенитных (например, 12Х18Н10Т).

Монометаллические трубы из латуни, меди, чугуна и иных материалов изготавливаются исключительно по предварительному заказу. Например, чугунные оребренные трубы часто используются при сооружении систем отопления на промышленных предприятиях, так как отличаются более высоким показателем прочности.

Чугунные трубы с оребрением

Изготовление ребер жесткости производится:

• из низколегированной или углеродистой стали. Стальные трубы отличаются прочностью и длительным периодом использования;
• меди. Медные трубы с оребрением способны выдерживать более высокую температуру, но их стоимость не оправдывает полученного результата;
• алюминия и иных цветных металлов. Алюминиевые трубы отличаются малым весом и преимущественно применяются в промышленных целях.

Оребренные трубы, изготовленные из разных материалов

Разновидности труб и технические характеристики

Производители изготавливают следующие наиболее распространенные виды труб:

• спирально оребренные;
• плоскоовальные;
• термостойкие.

При этом оребрение может наноситься следующими методами:

накаткой. На основную (несущую) трубу надевается, как правило, алюминиевая труба заведомо большего диаметра. Далее на специальном оборудовании производится деформация внешней трубы и изготовление ребер выдавливанием;

Трубы, изготовленные способом выдавливания

навивкой. На несущую трубу «навивается» стальная, алюминиевая, медная и так далее в зависимости от заказа, лента и приваривается.

Оребренная труба, изготовленная путем навивки

Труба, изготовленная по технологии накатки, выдерживает температуру до 350ºС, а изготовленная по технологии навивки может быть использована для транспортировки среды с температурой свыше 350ºС.

Спирально оребренные трубы после нанесения ребер считаются полностью изготовленными, так как никакая дополнительная обработка не требуется. Выбор спирально оребренных труб производится по следующим техническим характеристикам:

1. диаметр – 2 – 24 мм;
2. толщина трубных стенок – 2 – 14 мм;
3. длина – 1,5 – 24 м;
4. толщина ребер – 0,8 – 2,6 мм;
5. высота ребер – 8 – 26 мм;
6. шаг изготовления ребер – 3,6 – 26 мм.

Основные технические параметры труб с оребрением

Термостойкие трубы проходят дополнительную обработку – покрываются специальным теплостойким покрытием, что позволяет увеличить показатель теплоотдачи еще на 30%  – 45%.

Технические характеристики термостойких труб аналогичные параметрам спирально оребренных, но за счет дополнительного покрытия удалось достичь не только повышенного коэффициента теплоотдачи, но и:

• более высокой стойкости к образованию коррозийного налета;
• более длительного (на 5 – 7 лет) периода использования;
• возможности использования труб в агрессивных средах с различными окружающими условиями.

Оребренные трубы не требуют специального ухода и могут эксплуатироваться при любых условиях.

Оребрённые трубы

Современные комплектующие для теплообменной аппаратуры

Трубы с оребрением — новый вид продукции, освоенный АО «ИЭМЗ «Купол» в рамках программы диверсификации производства. Процесс производства оребренной трубы является автоматизированным и осуществляется с помощью непрерывной приварки высокочастотной сваркой лент по спирали. Используемая технология позволяет добиться абсолютно надежного сварного шва, в результате чего ребро прочно закреплено на трубе. В зависимости от параметров теплообменивающихся сред и условий эксплуатации применяют трубы и ленту различных марок.

Применение новой технологии на нашем предприятии позволяет получать оребренную трубу, отвечающую мировым требованиям качества, стоимости, безопасности и энергоэффективности, которая может использоваться для широкой линейки конечной продукции.

Оребрённую трубу используют в составе теплообменников широкого спектра применения:

• в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности для конденсаторов, охлаждаемых воздухом, газоохладителей и газонагревателей;
• в машиностроительной промышленности для маслоохладителей промежуточных холодильников, компрессоров и турбинных компрессоров;

в конвекционных и атомных станциях для газоохладителей, промежуточных холодильниках, охладительно-сушильных башен, паровых воздухоподогревателей;

в кондиционерной технике для конденсаторов и кондиционерных установок.

Высокоточное оборудование и комплексные лабораторные испытания

Стан оребрения труб был приобретен и установлен в механосборочном цехе на седьмой площадке ИЭМЗ в 2021 г. Cовременное оборудование, квалификация и опыт обслуживающего персонала обеспечивают стабильно высокие характеристики выпускаемой продукции. Каждая партия изделий полностью отвечает требованиям стандартов и конструкторской документации. Это подтверждается результатами испытаний, которые проводятся управлением главного технолога предприятия. Для производства оребрённой трубы завод в кратчайшие сроки освоил и внедрил специализированные методы испытаний, адаптируя лучший зарубежный и собственный опыт.

Преимущества

• Высокий коэффициент теплопередачи;
• Повышенное сопротивление механическим воздействиям и нагрузкам;
• Снижение общего веса изделия;
• Увеличение ресурса работы оборудования;
• Широкий модельный ряд;
• Длительные сроки и режимы эксплуатации;
• Способность выдерживать повышенное давление и резкие смены эксплуатационных условий, большие нагрузки.

Способы и технология производства: цена всегда отвечает за качество

Изготовление теплообменных труб возможно несколькими способами. Благодаря каждому из них создается определенный продукт с различными характеристиками и техническими свойствами.

• LiveJournal
• Blogger

Чертёж и схема изделия в разрезе На данный момент известны следующие типы оребрения труб:

• накатное;
• спирально-навивное;
• внутреннее;
• продольное;
• спирально-навивное с приваркой;
• меднопроволочное;
• методом вырезания из цельной заготовки.

Накатное оребрение латунных труб для теплообменников

Накатное или экструзионное оребрение еще называют поперечно-винтовой прокаткой. В результате этого процесса получается биметаллическая труба, обладающая высокой теплопроводностью. Среди дополнительных плюсов стоит отметить длительный срок службы и надежную защиту несущей трубы от коррозии.

Технология оребрения труб экструзионным методом заключается в следующем:

1. Внутрь алюминиевой трубы вставляют другую, меньшего диаметра.
2. На прокатном стане верхняя заготовка подвергается выдавливанию, вследствие чего образуется цельнотянутое оребрение.

Несущая деталь в таком изделии может изготавливаться практически из любого материала, тогда как оребренная часть должна быть алюминиевой.

Накатным способом производятся трубы для теплообменников двух вариантов:

• КВСП (на ребра наносят насечки, которые увеличивают степень теплоотдачи);
• ГБМ (стандартный представитель с гладкими ребрами).

Спирально-навивная технология с регистром

• LiveJournal
• Blogger

Медный радиатор с рёбрами для лучшей отдачи тепла Спирально-навивная труба производится на скоростном прокатном стане, который настроен на автоматизированную подачу и вращение основных заготовок. Лента подается со специального устройства. Она навивается по спирали и образует ребро на поверхности несущего элемента.

В результате описанного процесса получается труба KLM. В зависимости от способа крепления ленты существует 4 ее разновидности:

• L-образная ― деформированное основание ребра обеспечивает плотное прилегание к поверхности заготовки;
• LL-образная ― аналогична предыдущей, но накладка осуществляется внахлест, полностью покрывая несущую деталь;
• KL-образная ― повторяет L-образную, но на участке, где лента прилегает к поверхности, наносятся насечки, совпадающие с соответствующими насечками на поверхности трубы;
• G-образная ― лента вводится и надежно закрепляется в походящих по размерам канавках, которые предварительно вырезаются на оребряемой поверхности.

ТВЧ ― вариация спирально-навивной KLM. Разница между ними заключается в том, что профиль при намотке приваривается: к прикорневой части ребра подается ток, который расплавляет металл, а после застывания образуется надежное соединение элементов.

В качестве материала для несущей детали используют сталь. Оребренный металл KLM ― алюминий, медь, углеродистая сталь (при G-образной намотке), для ТВЧ ― только сталь разных марок, включая нержавеющую.

Внутреннее оребрение алюминиевых труб: высший коэффициент теплоотдачи

Алюминиевая труба с внутренним ребром обеспечивает высокую теплопроводность при экономном расходе материала.

Процесс изготовления заключается в следующем: на внутренней поверхности наружного элемента и сверху полого сердечника выполняются пазы, между которыми размещают ребра.

Продольное оребрение нержавеющих монометаллических труб

Различные типы и виды труб с рёбрами Трубы с продольным оребрением целесообразны при несущем элементе диаметром 8–16 миллиметр. Они производятся из углеродистой, легированной или аустенитной стали путем одновременной приварки ребер по всей окружности.

Оребрение медных заготовок

Медная оребренная труба ― дорогостоящее изделие, но очень эффективное, особенно, если изготавливается методом вырезания ребер из цельной заготовки.

Превосходные свойства меди нашли применение и в более экономичном варианте, когда на несущую деталь по спирали напаивается медная проволока. Оребренная труба для теплообменников очень популярна в строительстве.

Труба экономайзерная чугунная

При производстве промышленных теплообменников ребристые чугунные трубы просто незаменимы. Для промышленных регистров (экономайзеров) чугунные трубы с ребристыми стенками выпускаются либо с круглыми ребрами, либо прямоугольной формы. Внутренний диаметр равняется семидесяти миллиметрам, внешний – 175 мм. Большая разница между величинами внутреннего и внешнего диаметров позволяет получить на поверхности относительно невысокую температуру, при том, что теплоноситель будет очень горяч.

Чугунные трубы чаще всего имеют фланцевое соединение

Экономайзерные чугунные трубы поступают в продажу длиной в два или три метра. Их оснащают двумя глухими пробками и двумя пробками с отверстиями – левосторонней (маркируется как «Л») и правосторонней. Неудобства, сопряженные с транспортировкой тяжелых и слабоустойчивых к механическим повреждениям экономайзерных чугунных конструкций, с лихвой окупаются при их правильной эксплуатации. Используя экономайзерные элементы, рекомендуется:

подвергать смонтированные конструкции минимальному воздействию извне; не допускать превышения температуры теплоносителя. Экономайзерные трубы способны кратковременно выдержать нагрев теплоносителя до полутораста градусов, но желательно не поднимать температуру выше 95º С; применять величину постоянно рабочего давления в шесть-десять атмосфер

Хотя возможно подсоединение к паровым котлам с рабочим давлением до 24 атм; покрыть внешнюю поверхность специальной грунтовкой; производя монтаж, обратить внимание на то, чтобы расстояние от срединной оси регистра до боковой стены было больше 130 мм, а до пола – больше двухсот миллиметров; устанавливая регистры в два ряда и соединяя их между собой при помощи специальной дуги, выдерживают расстояние между срединными осями, равное 250 мм.

Придерживаясь правил эксплуатации, можно добиться наибольшей эффективности функционирования экономайзерных чугунных труб.

Применение

• Предусмотрены они для использования, как в бытовых условиях, так и в различных областях стройиндустрии.
• Оребрение содействует действенной теплопотере и отводу тепла в теплообменниках, для замораживания газов, а ещё жидкостей воздухом, для обогрева здания.
• Как в промышленности, так и в бытовых условиях этот вид нашло самое обширное применение.
• Они уникальным по своим теплопередающим свойствам, технологичности и эксплуатационным качествам теплообменной поверхности, не имеющей аналогов в мире.

Используются в таких областях:

• Теплообменные аппараты всевозможных типов и назначения в обязательном порядке имеют в собственной системе трубы предоставленной категории.
• Оборудование для кондиционирования. Здесь они используются для конденсаторов и в огромных охладительных установках.
• В машиностроительной индустрии. Для морозильных оборудований, турбинных компрессоров, маслоохладителей, а ещё для промежных холодильников.
• На атомных станциях. Паровые воздухонагреватели, газоохладители, сушильные башни, промежные холодильники оборудованы данными трубами.
• Давно не новость, что также в их производстве нуждается нефтехимическая, химическая, нефтеперерабатывающая промышленности. Остужаемые воздухом газоохладители, газонагреватели и конденсаторы нуждаются в производстве этого вида труб.

Оребренные трубы: применение, разновидности, производство

Невозможно представить эффективную работу аппаратов воздушного охлаждения без такой детали. Почти каждая металлическая коммуникация может похвастаться отличной теплопередачей. Со временем обычные гладкие трубы были усовершенствованы. Удалось совершить прорыв в производстве терморегулирующего оборудования. От труб зависит вся работа такого аппарата и его эффективность. Оснащенные металлическими ребрами, такие трубы обладают существенно повышенной теплопередачей. Они находят применение и в быту, и в промышленности. Невозможно представить устройство современного теплообменника без такой детали, как оребренные трубы.

• Используются в быту и в тяжелой промышленности;
• Оребрение способствует отводу тепла в теплообменниках для заморозки газов или обогрева строений;
• Теплообменная поверхность, не имеющая аналогов в мире.

Сегодня без таких труб невозможно представить качественный прибор теплообмена. Есть несколько технологий производства и немало способов применения. От того, каким способом была произведена труба, зависят ее основные характеристики. Это определяет возможный спектр применения, поэтому выбирать изделие нужно с умом. Рекомендуется делать полный расчет теплообмена в условиях, предполагающих эксплуатацию трубы.

Производство

Особенности производства:

• Они изготавливаются из всевозможных материалов несколькими методами.
• Каждый метод имеет свою значимость.
• Они имеют разные технические и целевые особенности.

Трубы оребрённые для теплообменников

Наиболее распространённой группой заведено считать спиральное оребрение, где производство их изготовления протекает всецело автоматизировано. В этом случае к наружной стене приваривается ребро из железной полосы. При этом соединение выходит беспрерывным и проходит по спирали кругом всей трубы.

Оребренная труба

После производства готовая труба не нуждается в последующей обработке.

Современные технологии и способ частотной сварки разрешает достичь, безусловно, достоверного сварочного шва в итоге чего ребро безупречно крепко зафиксировано.

Спирально-навивные оребренные трубы

Труба ребристая чугунная

Технический прогресс сделал возможным производство ребристых чугунных конструкций. Это позволило использовать чугунные ребристые трубы отопления. Ведь отопительные системы — буквально идеальная среда для использования ребристых чугунных изделий. Они обладают такими преимуществами:

• высокой стойкостью по отношению к коррозии, вызываемой как воздействием рабочей жидкости изнутри, так и внешней среды;
• легкостью установки;
• высоким коэффициентом теплопередачи;
• компактностью;
• невысокой стоимостью.

Ребристые трубы из чугуна имеют массу преимуществ, одно из них — устойчивость к высоким температурам

Ребристые чугунные изделия не лишены недостатков. Они:

• имеют свойство накапливать между ребрами плохо очищаемую пыль;
• немало весят;
• хрупки при механических воздействиях.

Для регистров специально производят ребристые чугунные трубы в виде полых радиаторов, иногда оснащенных соединительной резьбой или фланцами на краях, чтобы обеспечить состыковку с другими элементами системы отопления.

А чугунные радиаторы для жилых помещений продолжают пользоваться повышенным спросом, так как они выдерживают температуру в полтораста градусов. В конструкции систем отопления часто встраивают чугунную стартовую трубу. Благодаря этому отопительная печь быстрее прогревает окружающее пространство.

Расчет коэффициента теплопередачи

Поскольку у металлов термическое сопротивление невелико, стенку трубы можно считать плоской. Тогда ее коэффициент теплопередачи от одной среды к другой находят по формулам:

для плоской поверхности (рис. 5.10):

для оребренной стенки:

В указанных формулах коэффициент теплопередачи (αпр) и площадь выступов определяются:

где Fр – площадь одного ребра, а n – их количество.

Исходя из того, что следует принять

Предположим, что необходимо рассчитать плотность теплового потока (q, Вт/м2), передаваемого через стенку чугунной трубы с горячей водой (t = 70 ⁰C) окружающему воздуху (t = 20 ⁰С). Температуры внутренней и наружной ее плоскости – t1 и t2 соответственно.

Толщина изделия, коэффициент теплопроводности чугуна и степень черноты поверхности равны: δс = 3мм, λ = 63 Вт/м К, c = 0,9. Конвективный коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней плоскости α1 = 3500 Вт/м2 К, от наружной стенки трубы к воздуху α2 = 6,5 Вт/м2 К.

Для расчета возьмем t2 = 69 ⁰C. Тогда

Используя полученный результат, определяем температуру t2:

Расхождением между принятым и вычисленным показателем, равным 0,77 ⁰C, пренебрегают, так как на точность расчета это существенно не влияет. Определяем значение t1:

Результат: q = 652 Вт/м², t1 = 69,8 °С, t2 = 69,77 °С.

Применение трубной продукции ребристого исполнения из чугуна

Чугунные оребрённые радиаторы из-за значительного веса и невысокого уровня эстетичности применяются в основном при паровом или водяном отоплении производственных цехов, складских помещений, животноводческих комплексов и других объектов значительных площадей. При этом одиночное использование такого оборудования неэффективно, и элементы устанавливают секциями из нескольких радиаторов. Такие из ребристой трубы увеличивают интенсивность обогрева помещения в разы, но при этом требуют значительной площади для установки.

Для обогрева жилья эти устройства также пригодны, но потребуется их дополнительная отделка в виде декоративных кожухов или фальш-стены.

Высокие технические характеристики чугуна обуславливают широкое применение чугунных оребрённых труб в экономайзерах – газы и агрессивные вещества при прохождении по ним не вызывают коррозии материала теплообменника.

Монтаж чугунных ребристых труб

В силу значительности веса, оребрённые регистры отопления предъявляют повышенные требования к основанию. Несущая способность стен (при настенном исполнении радиаторов) и прочность кронштейнов должны быть высокими, а заделка креплений в основание – надёжной. При напольном исполнении устройства агрегата у него внизу должны быть приварены опоры, штатные или самостоятельного изготовления. Если пол – деревянный настил, то в нём устраиваются прорези, чтобы опоры радиатора располагались на несущей плите перекрытия.

Перед установкой оребрённый радиатор очищают от старой краски и грязи, обезжиривают, а затем грунтуют и красят. Покраску лучше выполнить краскопультом, так как из-за конфигурации регистра площадь окраски велика, а оребрение плохо доступно для работы кистью.

В качестве грунтовки подойдёт раствор железного сурика в олифе, а финишный слой – термостойкая краска (эмаль) подходящего цвета или раствор алюминиевой пудры. Окрашиваемый регистр не должен находиться под прямыми лучами солнца – краска потечёт.

Окрашенный радиатор после высыхания краски устанавливается по месту, после чего выполняется дополнительное крепление устройства к стене во избежание случайного опрокидывания при механическом воздействии.

После окончательной установки агрегата производится точечная окраска участков, повреждённых при монтаже.

Расчеканка чугунных труб

Так как наружные канализационные сети выполнены, в основном из чугуна, то нельзя обойтись без проведения зачеканки и расчеканки. Зачеканка проводится при сборке системы, включающей чугунные трубы, для заделки зазоров, возникающих на месте, где производится переход на другую чугунную трубу. Ее производят с помощью:

1. Смоляного уплотнителя и цементного раствора.
2. Слегка увлажненной смеси цемента и асбестового волокна.
3. Заливки серой.

Если раструб освободить не удалось, значит, применялась заливка серой

Ее осторожно выжигают, обязательно надев при этом респиратор. Освободив раструб, его тщательно очищают

В раструб вставляется покрытое специальной смазкой кольцо-уплотнитель, а в него – новая деталь.