ASTM A213/SA213 - aliatge sense soldadura-tubs d'intercanviador de calor, sobreescalfador i calderes-d'acer
ASTM A213 (SA213)és l'especificació completa que cobreixtubs d'acer d'aliatge-ferrític i austenític sense soldaduraperalta{0}}temperatura i servei corrosiuen calderes, sobreescalfadors, intercanviadors de calor i condensadors.
Característiques clau
| Característica | Descripció |
|---|---|
| Material | Acer d'aliatge(Graus ferrítics i austenítics) |
| Fabricació | Només sense costures (SMLS).- Acabat-calent o estirat-en fred |
| Interval de temperatura | Fins a 700 graus (1300 graus F)segons el grau |
| Ús primari | Servei d'alta-temperatura/corrosiuon l'acer al carboni és inadequat |
Graus i aplicacions comuns
Graus ferrítics (crom-molibdè):
| Grau | Tipus d'aliatge | Elements clau | Temp. màxima* | Aplicació primària |
|---|---|---|---|---|
| T2 | ½Cr-½Mo | 0,5% Cr, 0,5% Mo | 500 graus | Sobreescalfador de baix-aliatge |
| T5 | 5Cr-½Mo | 5% Cr, 0,5% Mo | 600 graus | Resistència a l'oxidació -alta temperatura |
| T11 | 1¼Cr-½Mo | 1,25% Cr, 0,5% Mo | 525 graus | Tubs de sobreescalfador generals |
| T12 | 1Cr-½Mo | 1% Cr, 0,5% Mo | 510 graus | Similar a T11 |
| T22 | 2¼Cr-1Mo | 2,25% Cr, 1% Mo | 575 graus | Estàndard de la indústriasuperescalfador |
| T91 | 9Cr-1Mo-V | 9% Cr, 1% Mo, V, Nb | 650 graus | Alta{0}}temperatura avançada |
Qualitats austenítiques (acers inoxidables):
| Grau | Equivalent AISI | Elements clau | Temp. màxima* | Aplicació primària |
|---|---|---|---|---|
| TP304 | 304 | 18Cr-8Ni | 700 graus | Resistència general a la corrosió |
| TP304H | 304H | 18Cr-8Ni (alt en carboni) | 700 graus | Força-de temperatura alta |
| TP316 | 316 | 16Cr-10Ni-2Mo | 700 graus | Resistència a la corrosió del clorur |
| TP321 | 321 | 18Cr-10Ni-Ti | 700 graus | Protecció contra la corrosió intergranular |
| TP347 | 347 | 18Cr-10Ni-Nb | 700 graus | Força-alta a temperatura, oxidació per vapor |
*Temperatura màxima aproximada del metall per a un servei-a llarg termini
Requisits químics (exemples)
Grau ferrític T22:
| Element | Composició (%) |
|---|---|
| Carboni (C) | 0.05 - 0.15 |
| Manganès (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fòsfor (P), màx | 0.025 |
| Sofre (S), màx | 0.025 |
| Silici (Si), màx | 0.50 |
| Crom (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molibdè (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Grau austenític TP304H:
| Element | Composició (%) |
|---|---|
| Carboni (C) | 0.04 - 0.10 |
| Manganès (Mn), màx | 2.00 |
| Fòsfor (P), màx | 0.045 |
| Sofre (S), màx | 0.030 |
| Silici (Si), màx | 1.00 |
| Crom (Cr) | 18.0 - 20.0 |
| Níquel (Ni) | 8.0 - 11.0 |
Propietats mecàniques
Graus ferrítics (exemple - T22):
| Propietat | Requisit |
|---|---|
| Resistència a la tracció, min | 415 MPa (60.000 psi) |
| Límit de rendiment, mín | 205 MPa (30.000 psi) |
| Elongació (en 50 mm), min | 30% |
Qualitats austenítiques (exemple - TP304H):
| Propietat | Requisit |
|---|---|
| Resistència a la tracció, min | 515 MPa (75.000 psi) |
| Límit de rendiment, mín | 205 MPa (30.000 psi) |
| Elongació (en 50 mm), min | 35% |
Fabricació i tractament tèrmic
Mètodes de producció:
Cal{0}}acabat- Per a aplicacions estàndard
Estirat-en fred- Per a toleràncies més properes (s'ha de tractar tèrmicament)
Requisits de tractament tèrmic:
| Tipus de grau | Tractament tèrmic necessari |
|---|---|
| Graus ferrítics | Normalitzat i temperat o recuit |
| Graus austenítics | Solució recuit (més o igual a 1040 graus) i apagat |
| T91/T92 | Normalitzat (1040-1080 graus) i temperat (730-800 graus) |
Toleràncies dimensionals:
Més ajustat que els estàndards de canonada de pressió
És crític per a l'ajustament del tub-a-la làmina de tub
Toleràncies especials disponibles per a tubs de curvatura en U-
Prova i inspecció
| Prova | Requisit |
|---|---|
| Prova hidrostàtica | Obligatori(o prova no destructiva) |
| Prova d'aplanament | Necessari (proves de ductilitat) |
| Prova de flaring | Necessari (extensió de proves) |
| Prova de duresa | Opcional/per a determinades qualificacions |
| Mida del gra | Necessari per als graus austenítics |
| Corrosió intergranular | Opcional per a graus austenítics (ASTM A262) |
| Prova no destructiva | Opcional (corrent de Foucault/ultrasò) |
Pressió de prova hidrostàtica:
text
P=2St/D (mínim 70 bar/1000 psi) On S=60% del límit elàstic mínim especificat
Aplicacions primàries
1. Generació d'energia:
Tubs de sobreescalfador/reescalfador(T22, T91, TP304H, TP347)
Tubs de paret d'aiguaen servei de combustible corrosiu (T11, T22)
Generador de vapor de recuperació de calor (HRSG)tubs
Tubs del condensador(qualitats austenítiques per a aigua salobre/mar)
2. Petroquímica i refinació:
Tubs de calefacció disparats (T5, T9, T11, T22)
Tubs intercanviadors de calorper a corrents de procés corrosius
Tubs reformadors catalítics
Tubs de cracker d'etilè
3. Calderes industrials:
Tubs de caldera de calor residual
Tubs de caldera de recuperació química
Escalfadors de procés-alta temperatura
Pautes de selecció
Selecció basada en -temperatura:
| Interval de temperatura | Graus recomanats |
|---|---|
| < 425°C (800°F) | A192, A210 (acers al carboni) |
| 425-525 graus (800-975 graus F) | T11, T12, T22 |
| 525-600 graus (975-1110 graus F) | T5, T9, T22, TP304H |
| 600-650 graus (1110-1200 graus F) | T91, T92, TP304H, TP347 |
| >650 graus (1200 graus F) | TP304H, TP347, TP310, aliatges avançats |
Selecció basada en-corrosió:
| Tipus de corrosió | Graus recomanats |
|---|---|
| Oxidació (al costat del foc) | T5 (5% Cr), T9 (9% Cr), T22 (2¼% Cr) |
| Sulfuració | T5, T9 (crom més alt) |
| Corrosió per estrès de clorur | TP321, TP347 (qualitats estabilitzades) |
| Corrosió general | TP304, TP316 |
| Oxidació al costat del vapor | TP347 (millor), TP304H |
Consideracions de fabricació
Requisits de soldadura:
| Tipus de grau | Consideracions clau de soldadura |
|---|---|
| Cr ferrític-Mo | Preescalfament obligatori, PWHT requerit, elèctrodes de baix-hidrogen |
| T91/T92 | Preescalfament estricte (200 graus), temperatura interpass controlada, PWHT específic |
| Austenític | Sense preescalfament, però control d'entrada de calor, eviteu la sensibilització |
Expansió del tub:
Els graus ferrítics s'expandeixen fàcilment en làmines de tubs
Els graus austenítics requereixen cura (s'endureix el treball)
T91/T92 requereixen procediments especials
U-Requisits de flexió:
Radi de corba mínim especificat
Sovint es requereix tractament tèrmic després de la flexió
Assajos especials per a seccions doblegades
Comparació amb estàndards relacionats
| Estàndard | Material | Diferència clau amb l'A213 |
|---|---|---|
| ASTM A335 | Acer d'aliatge | Pipaper a canonades externes (complement dels tubs A213) |
| ASTM A210 | Acer al carboni | Capacitat de baixa temperatura |
| ASTM A269 | Acer inoxidable | Tubs de servei general, no específics per a calderes |
| ASTM A789/A790 | Dúplex inoxidable | Per a un servei corrosiu, no a alta{0}}temperatura |
Modes de fallada i prevenció
1. Ruptura de fluència:
Causa:Sobreescalfament més enllà dels límits de disseny
Prevenció:Monitorització de la temperatura, selecció de grau adequada
Crític per a:T11, T22 als límits superiors de temperatura
2. Corrosió al foc:
Causa:Sofre, vanadi, metalls alcalins en el combustible
Prevenció:Graus de crom superiors, additius de combustible
Solucions:T5 per moderat, T9/T91 per greu
3. Oxidació al costat del vapor:
Causa:Alta temperatura/pressió del vapor
Prevenció:TP347 per obtenir la millor resistència, recobriments dispersos d'òxid-
Problemàtic per a:TP304H en calderes ultra-supercrítiques
4. Fissures per corrosió per estrès:
Causa:Clorurs + estrès + temperatura
Prevenció:TP321/TP347 per a graus estabilitzats, control de clorurs
Crític en:Plantes costaneres, determinades condicions de procés
Consideracions econòmiques
Comparació de costos (en relació amb T22):
| Grau | Factor de cost aproximat |
|---|---|
| T11/T12 | 0.9-1.0x |
| T22 | 1,0x (línia de base) |
| T5 | 1.2-1.4x |
| T91 | 2.0-2.5x |
| TP304H | 3.0-4.0x |
| TP347 | 4.0-5.0x |
Factors de cost del cicle de vida:
Cost material inicial
Costos de fabricació/soldadura
Freqüència de substitució
Eficiència de la planta(temps més altes=millor eficiència)
Costos d'apagadaper a reparacions
Informació de comanda
Especificacions essencials:
Estàndard:ASTM A213/SA213
Grau:Designació específica d'aliatge (p. ex., T22, TP304H)
Dimensions:OD × Gruix de paret × Longitud
Tractament tèrmic:Especifiqueu si no és estàndard
Mida del gra:Per a graus austenítics (normalment 7 o més gruixuts)
Prova:Requisits addicionals (IGC, hidràulica, etc.)
Preparació final:Llisa, bisellada, especial per a corbes en U-
Especificació de compra de mostra:
text
Tubs ASTM A213 T22, 38,1 mm OD × 5,0 mm paret × 15.000 mm de longitud, extrems llis normalitzats i temperats, amb proves hidrostàtiques, d'aplanament i envasat, MTC complet amb traçabilitat del nombre de calor, provat per ultrasons.
Equivalents internacionals
| Grau | Europa (EN) | Japó (JIS) | Xina (GB) |
|---|---|---|---|
| T11 | 13CrMo4-5 | STBA 24 | 15CrMoG |
| T22 | 10CrMo9-10 | STBA 24 | 12Cr2MoG |
| T91 | X10CrMoVNb9-1 | STBA 29 | 10Cr9Mo1VNb |
| TP304H | X7CrNi18-9 | SUS 304H TB | 07Cr19Ni10 |
| TP347 | X7CrNiNb18-10 | SUS 347 TB | 07Cr18Ni11Nb |
Línia de fons:ASTM A213 és elespecificació definitiva per a tubs de transferència de calor d'acer aliaten entorns exigents d'alta-temperatura i corrosius. La seva àmplia gamma de graus ferrítics i austenítics ofereixsolucions a midaper a pràcticament qualsevol aplicació de caldera, sobreescalfador o intercanviador de calor, equilibrant els requisits de rendiment amb consideracions econòmiques.
