ECONOMÍA Y VENTAJAS DE UTILIZAR TUBERÍAS DE ACERO INOXIDABLE 39K SOBRE 304
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- Cristina Márquez Franco
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1 ECONOMÍA Y VENTAJAS DE UTILIZAR TUBERÍAS DE ACERO INOIDABLE 39K SOBRE 304
2 NECESIDAD DE LOS INGENIOS AZUCAREROS Hoy en día, los principales requisitos en los ingenios azucareros son reducir el consumo de la energía y utilizar una parte de este beneficio para producir electricidad. Uno de los principales procesos en la producción de azúcar son los sistemas de evaporación, que elimina el agua del jugo de caña. Este sistema utiliza mucha energía e implica transferencia de calor a través de tubos que proporcionan áreas de transferencia de calor que ascienden a decenas de miles de metros cuadrados. El precio de los tubos afecta directamente al factor de coste del equipo, mientras que la calidad de los tubos instalados afecta el consumo de energía.
3 TUBOS PARA INTERCAMBIADORES DE CALOR Después de muchos estudios realizados en plantas procesadoras de azúcar en todo el mundo tanto de caña y remolacha, encontramos una solución que ofrece el mejor rendimiento posible de intercambio de calor con un tubo de grado más adecuado en términos de resistencia a la corrosión, durabilidad y precio. Los principales puntos analizados y tomados en cuenta fueron: Conductividad térmica su efecto sobre la cantidad de energía requerida. Resistencia a la corrosión su efecto sobre la durabilidad del tubo. Resistencia mecánica su efecto sobre la estructura del intercambiador de calor. Acabado superficial su efecto sobre la acumulación calcárea y la limpieza. 39K dio el mejor resultado.
4 CONDUCTIVIDAD TERMICA La tabla abajo muestra la conductividad térmica entre el acero inoxidable 304 y el 39K. Este parámetro debe ser lo más alto posible, para asegurar la menor pérdida de calor. Entre más alto este factor, el menos energía consume el proceso y más bajos son los costes de producción. Material Conductividad térmica AISI W/m C 39K 24 W/m C Con la tubería en 39K hay ganancias del 30% en conductividad térmica, por lo tanto es la mejor opción técnica y financiera.
5 RESISTENCIA A LA CORROSION El impacto principal de la resistencia a la corrosión es el nivel de Cromo, el 39K posee el mismo nivel de Cromo que el 304, el Níquel no trae ningún impacto positivo o significativo para esta aplicación. Grado C% Cr% Ni% Ti% N% Impacto positivo en su costo 39K ~ max 0.01 Impacto negativo en su costo ~19 8~9 Impactos técnicos positivos La ausencia de Níquel en la composición química de 39K significa que este grado es mucho menos afectado por la especulación de su precio en el mercado monetario mundial. Consecuentemente, es posible: Ofrecer un precio inferior a 304 (que contiene al menos 8% de Ni) Ofrecer un período de validez de precios más largo, gracias a la estabilidad del precio del Cromo.
6 RESISTENCIA MECANICA Hemos visto que en términos de características térmicas, el grado 39K es la mejor opción, pero la aplicación en plantas azucareras también requiere mirar a otros factores, que están vinculados a los aspectos mecánicos y químicos, en hechos, los tubos: Se sujetan a las placas mediante expansión (deformación fácil) Pasan a través de placas intermedias (resistencia mecánica) Están sometidos a vibración (fuerza mecánica) El coeficiente de expansión lineal se ha vuelto más importante a medida que el equipo se hace más largo (ver tabla pagina siguiente). Con 39K, no hay flexión a alta temperatura. La ausencia de flexión disminuye el frotamiento de los tubos entre sí y reduce el desgaste prematuro en el área de la placa intermedia. Las propiedades mecánicas de 39K son más favorables que las del acero al carbono. Esto permite calibres más delgados (es decir, peso reducido) y mejora el flujo de calor. Además, muestra una excelente estabilidad dentro de las temperaturas habituales de operación encontradas en el procesamiento de azúcar (hasta 200 C).
7 PROPIEDADES TECNICAS DEL 39K GRADO 39K 304 mm 1.2 TO TO 1.5 Kg/dm Resistencia a la tracción Mpa Resistencia a la fluencia Mpa % m10-6/ C Espesor de pared Densidad Elongación Elongación lineal Operación de expansión Conductividad térmica W/m K VENTAJAS DEL 39K Resistencia a la corrosión: 0= Mala / 100= muy buena Corrosión generalizada =304 Corrosión por estrés
8 COMPARACION ENTRE 39K Y 304 Resistencia a la corrosión por estrés 39K 304 Expansión térmica (0 C to 200 C) Resistencia a la fluencia at 20 C / Rp 0.2% 1 es malo 8 es muy bueno Conductividad térmica
9 ACABADO SUPERFICIAL La acumulaciones calcáreas puede tener varias causas: 1. El acabado superficial de la pared interna del tubo. La rugosidad de la superficie interna del tubo es un factor importante en la limitación de incrustaciones cuando el jugo fluye a través del tubo. De hecho, el flujo de jugo es turbulento en la parte central del tubo y se vuelve laminar o incluso estacionario en la pared del tubo, dando lugar a la acumulación de partículas sólidas. Utilizamos un metal con acabado recocido brillante, cuya rugosidad mínima es de (Ra # 0.4 µm) el cual limita la adherencia de incrustaciones calcáreas y facilita la operación de limpieza durante la temporada de procesamiento del azúcar.
10 ACABADO SUPERFICIAL 2. La superficie de soldadura dentro del tubo: Dependiendo del proceso utilizado, puede haber una acumulación variable del cordón de soldadura y por consiguiente una suavidad variable en la superficie. Para la aplicaciones en intercambiadores de calor utilizamos soldadura láser, lo que garantiza una acumulación muy consistente de 0,1 mm de espesor y una superficie muy lisa. El área de soldadura no presenta heterogeneidad de superficie en relación con el metal base, por lo que las incrustaciones se reducen considerablemente. En soldadura TIG el tamaño alcanza los 4mm En soldadura de alta frecuencia el tamaño llega a 2 mm Soldadura láser da 1 mm Este método también minimiza las restricciones mecánicas en la unión soldada y asegura una buena cohesión de la estructura metalográfica.
11 SOLDADURA DE TUBERIA 39K Soldadura TIG Soldadura láser en material 39K 4 mm Rebaba = 0.15 mm Soldadura por alta frecuencia 1 mm 2 mm Rebaba = 0.1 mm Rebaba = 0.2 mm
12 RANGOS DE TUBERIA ESTANDAR Podemos ofrecer otros diámetros adaptados a sus platos si los agujeros de sus espejos no son estándar. Longitud máxima 17 metros (55.8 ) ESPESOR DE PARED 1.2 mm Diámetro 1.5 mm 18 bwg 1.6 mm 2 mm 16 bwg 14 bwg 30 mm 32 mm 33 mm 35 mm 1 3/ mm 1 1/ mm 1 5/ mm 1 3/ mm mm 4
13 RECOMENDACIONES DE LIMPIEZA Realizar automáticamente la limpieza alcalina de final de temporada. Dependiendo de la limpieza de los tubos después de este tratamiento, puede ser necesario realizar un la limpieza ácida, mediante chorro de alta presión o cepillado mecánico. En caso de limpieza con ácido, recomendamos encarecidamente se observe totalmente las instrucciones de aplicación y control frecuentemente la concentración del inhibidor. El principal enemigo es la presencia de iones férricos que, a través de los tubos de acero al carbono de una instalación; no debe exceder de 1 hora de duración, es esencial un enjuague generoso. Después de la limpieza, se recomienda ventilar los evaporadores dejándolos abiertos. Los tubos no deben dejarse con agua. Entre las estaciones, si no es posible secar la parte inferior de las placas tubulares correctamente, añada una solución de 2 gr/l de nitrato de sodio, con lo que detendrá el proceso de corrosión por privación de oxígeno.
14 VENTAJAS DEL USO DEL 39K Podemos concluir que el 39K muestra cuán bien posicionado se encuentra en los siguientes factores claves en una aplicación de evaporación en el procesamiento de azúcar: Conductividad térmica (30% mejor que 304). Mejor acabado de la superficie. Mejores propiedades mecánicas. Mejor resistencia a la corrosión. Mejor precio del material.
15 EN DESTILERIAS
16 GRADO PARA ACTIVIDADES EN DESTILERIAS El grado histórico para esta aplicación es 316L, pero con el desarrollo del acero inoxidable ferrifico, tenemos un nuevo grado el 44K más adaptado para esta aplicación con respecto a los puntos técnico-financieros: Resistencia a la corrosión (tiempo de vida útil) Conductividad térmica (ahorro de energía) Propiedades físicas (no elongación) Grado C% Cr% Ni% Mo% Impacto positivo en su costo 44K ~ Impacto negativo en su costo 316L ~ ~15 2~2.5 Impactos técnicos positivos Con 44K hay ganancias del 30% en conductividad térmica.
17 COMPARACION 44K CON 316L PARAMETROS UNIDADES GRADOS 316L 44K Soldadura TIG Soldadura Laser Si No mm 1.2 a a 2 Kg/dm Resistencia a la tracción Mpa Resistencia a la fluencia Mpa % m10-6/ C Expansión lineal Conductividad térmica W/m K Parámetros térmicos Corrosión generalizada 0 a Corrosión por picadura 0 a Corrosión por estrés 0 a Fabricación Recocido Espesor de pared Densidad Elongación Elongación lineal Propiedades mecánicas Parámetros de corrosión 0= Mala / 100= muy buena
18 COMPARACION 44K CON 316L Resistencia a la fluencia at 100 C / Rp 0.2% Conductividad térmica Expansión térmica 0 C a 200 C 1 es malo 8 es muy bueno Resistencia a la corrosión por picaduras
19 FACTORES FINANCIEROS La ausencia de Níquel en la composición química de 39K significa que este grado es mucho menos afectado por la especulación de su precio en el mercado monetario mundial. Consecuentemente, es posible: Ofrecer un precio inferior a 304 (que contiene al menos 8% de Ni) Ofrecer un período de validez de precios más largo, gracias a la relativa estabilidad del precio del Cromo.
20 RANGOS DE TUBERIA ESTANDAR Podemos ofrecer otros diámetros adaptados a sus platos si los agujeros de sus espejos no son estándar. ESPESOR DE PARED 1.2 mm 1.5 mm 1.6 mm 2 mm Diámetro 18 bwg 16 bwg 14 bwg 25 mm 30 mm 32 mm 33 mm 35 mm 1 3/ mm 1 1/ mm 1 5/ mm 44.5 mm 1 3/ mm 2
21 Contactos: (MSIS) NW 116 Way, Suite 17 Medley, FL USA Ph Fax Webpage: Rodrigo Sallick Presidente Skype: rodsallick Whatsapp: Mobile: International sales Juan Carlos Calvo Tel:
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