ASTM A213 / SA213 - Naadloze legering-Stalen ketel, oververhitter en warmtewisselaar-Buizen
ASTM A213 (SA213)is de uitgebreide specificatie die betrekking heeft opnaadloze buizen van ferritisch en austenitisch gelegeerd-staalvoorhoge-temperatuur en corrosieve werkingin ketels, oververhitters, warmtewisselaars en condensors.
Belangrijkste kenmerken
| Functie | Beschrijving |
|---|---|
| Materiaal | Gelegeerd staal(Ferritische en austenitische kwaliteiten) |
| Productie | Alleen naadloos (SMLS).- Warm-afgewerkt of koud-getrokken |
| Temperatuurbereik | Tot 700 graden (1300 graden F)afhankelijk van de rang |
| Primair gebruik | Hoge- temperatuur/corrosieve werkingwaar koolstofstaal ontoereikend is |
Gemeenschappelijke kwaliteiten en toepassingen
Ferritische kwaliteiten (chroom-molybdeen):
| Cijfer | Legeringstype | Sleutelelementen | Maximale temperatuur* | Primaire toepassing |
|---|---|---|---|---|
| T2 | ½Cr-½Mo | 0,5% Cr, 0,5% Mo | 500 graden | Oververhitter van laag-legering |
| T5 | 5Cr-½Mo | 5% Cr, 0,5% Mo | 600 graden | Hoge-oxidatieweerstand bij hoge temperaturen |
| T11 | 1¼Cr-½Mo | 1,25% Cr, 0,5% Mo | 525 graden | Algemene oververhitterbuizen |
| T12 | 1Cr-½Mo | 1% Cr, 0,5% Mo | 510 graden | gelijk aan T11 |
| T22 | 2¼Cr-1Mo | 2,25% Cr, 1% Mo | 575 graden | Industriestandaardoververhitter |
| T91 | 9Cr-1Mo-V | 9% Cr, 1% Mo, V, Nb | 650 graden | Geavanceerde hoge- temperatuur |
Austenitische kwaliteiten (roestvrij staal):
| Cijfer | AISI-equivalent | Sleutelelementen | Maximale temperatuur* | Primaire toepassing |
|---|---|---|---|---|
| TP304 | 304 | 18Cr-8Ni | 700 graden | Algemene corrosieweerstand |
| TP304H | 304H | 18Cr-8Ni (hoog koolstofgehalte) | 700 graden | Sterkte bij hoge- temperaturen |
| TP316 | 316 | 16Cr-10Ni-2Mo | 700 graden | Chloride corrosiebestendigheid |
| TP321 | 321 | 18Cr-10Ni-Ti | 700 graden | Intergranulaire corrosiebescherming |
| TP347 | 347 | 18Cr-10Ni-Nb | 700 graden | Sterkte bij hoge- temperaturen, stoomoxidatie |
*Geschatte maximale metaaltemperatuur voor langdurig gebruik-
Chemische vereisten (voorbeelden)
Ferritische kwaliteit T22:
| Element | Samenstelling (%) |
|---|---|
| Koolstof (C) | 0.05 - 0.15 |
| Mangaan (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fosfor (P), max | 0.025 |
| Zwavel (S), max | 0.025 |
| Silicium (Si), max | 0.50 |
| Chroom (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molybdeen (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Austenitische kwaliteit TP304H:
| Element | Samenstelling (%) |
|---|---|
| Koolstof (C) | 0.04 - 0.10 |
| Mangaan (Mn), max | 2.00 |
| Fosfor (P), max | 0.045 |
| Zwavel (S), max | 0.030 |
| Silicium (Si), max | 1.00 |
| Chroom (Cr) | 18.0 - 20.0 |
| Nikkel (Ni) | 8.0 - 11.0 |
Mechanische eigenschappen
Ferritische kwaliteiten (voorbeeld - T22):
| Eigendom | Vereiste |
|---|---|
| Treksterkte, min | 415 MPa (60.000 psi) |
| Opbrengststerkte, min | 205 MPa (30.000 psi) |
| Verlenging (in 50 mm), min | 30% |
Austenitische kwaliteiten (voorbeeld - TP304H):
| Eigendom | Vereiste |
|---|---|
| Treksterkte, min | 515 MPa (75.000 psi) |
| Opbrengststerkte, min | 205 MPa (30.000 psi) |
| Verlenging (in 50 mm), min | 35% |
Productie en warmtebehandeling
Productiemethoden:
Heet-klaar- Voor standaardtoepassingen
Koud-getrokken- Voor nauwere toleranties (moet warmtebehandeld zijn)
Vereisten voor warmtebehandeling:
| Rangtype | Vereiste warmtebehandeling |
|---|---|
| Ferritische kwaliteiten | Genormaliseerd en getemperd of gegloeid |
| Austenitische kwaliteiten | Oplossing gegloeid (groter dan of gelijk aan 1040 graden) en geblust |
| T91/T92 | Genormaliseerd (1040-1080 graden) en gehard (730-800 graden) |
Dimensionale toleranties:
Strakker dan drukleidingnormen
Cruciaal voor de pasvorm van buis-op-buizenplaat
Speciale toleranties beschikbaar voor U-buigbuizen
Testen en inspectie
| Test | Vereiste |
|---|---|
| Hydrostatische test | Verplicht(of niet-destructieve test) |
| Afvlakkingstest | Vereist (test ductiliteit) |
| Affakkeltest | Vereist (test uitbreidbaarheid) |
| Hardheidstest | Optioneel/voor bepaalde kwaliteiten |
| Korrelgrootte | Vereist voor austenitische kwaliteiten |
| Intergranulaire corrosie | Optioneel voor austenitische kwaliteiten (ASTM A262) |
| Niet-destructieve test | Optioneel (wervelstroom/ultrasoon) |
Hydrostatische testdruk:
tekst
P=2St/D (minimaal 70 bar/1000 psi) Waarbij S=60% van de gespecificeerde minimale vloeigrens
Primaire toepassingen
1. Energieopwekking:
Buizen voor oververhitter/opwarmer(T22, T91, TP304H, TP347)
Watermuurbuizenbij corrosieve brandstof (T11, T22)
Stoomgenerator met warmteterugwinning (HRSG)buizen
Condensor buizen(austenitische kwaliteiten voor brak/zeewater)
2. Petrochemie en raffinage:
Gestookte verwarmingsbuizen (T5, T9, T11, T22)
Buizen van warmtewisselaarsvoor corrosieve processtromen
Katalytische reformerbuizen
Ethyleenkrakerbuizen
3. Industriële ketels:
Afvalwarmteketelbuizen
Ketelbuizen voor chemische terugwinning
Procesverwarmers met hoge- temperatuur
Selectierichtlijnen
Op temperatuur-gebaseerde selectie:
| Temperatuurbereik | Aanbevolen cijfers |
|---|---|
| < 425°C (800°F) | A192, A210 (koolstofstaal) |
| 425-525 graden (800-975 graden F) | T11, T12, T22 |
| 525-600 graden (975-1110 graden F) | T5, T9, T22, TP304H |
| 600-650 graden (1110-1200 graden F) | T91, T92, TP304H, TP347 |
| >650 graden (1200 graden F) | TP304H, TP347, TP310, geavanceerde legeringen |
Corrosie-Op basis van selectie:
| Corrosietype | Aanbevolen cijfers |
|---|---|
| Oxidatie (open haard) | T5 (5% Cr), T9 (9% Cr), T22 (2¼% Cr) |
| Sulfidering | T5, T9 (hoger chroom) |
| Chloride-spanningscorrosie | TP321, TP347 (gestabiliseerde kwaliteiten) |
| Algemene corrosie | TP304, TP316 |
| Oxidatie aan de stoomzijde | TP347 (beste), TP304H |
Fabricageoverwegingen
Lasvereisten:
| Rangtype | Belangrijke overwegingen bij het lassen |
|---|---|
| Ferritisch Cr-Ma | Voorverwarmen verplicht, PWHT vereist, lage-waterstofelektroden |
| T91/T92 | Strikte voorverwarming (200 graden), gecontroleerde interpass-temperatuur, specifieke PWHT |
| Austenitisch | Geen voorverwarmen, maar controle van de warmte-inbreng, vermijd sensibilisatie |
Buis uitbreiden:
Ferritische kwaliteiten expanderen gemakkelijk tot buisplaten
Austenitische kwaliteiten vereisen zorg (werkharden)
T91/T92 vereisen speciale procedures
U-Buigvereisten:
Minimale buigradius gespecificeerd
Warmtebehandeling na het buigen is vaak vereist
Speciale tests voor gebogen secties
Vergelijking met gerelateerde standaarden
| Standaard | Materiaal | Belangrijkste verschil met A213 |
|---|---|---|
| ASTM A335 | Gelegeerd staal | Pijpvoor externe leidingen (companion tot A213-buizen) |
| ASTM A210 | Koolstofstaal | Mogelijkheid tot lagere temperatuur |
| ASTM A269 | Roestvrij staal | Algemene servicebuizen, niet specifiek voor ketels |
| ASTM A789/A790 | Duplex roestvrij | Voor corrosieve toepassingen, niet voor hoge- temperaturen |
Storingsmodi en preventie
1. Kruipbreuk:
Oorzaak:Oververhitting buiten de ontwerplimieten
Preventie:Temperatuurbewaking, juiste sortering
Cruciaal voor:T11, T22 bij bovenste temperatuurgrenzen
2. Corrosie bij het haardvuur:
Oorzaak:Zwavel, vanadium, alkalimetalen in brandstof
Preventie:Hogere chroomkwaliteiten, brandstofadditieven
Oplossingen:T5 voor matig, T9/T91 voor ernstig
3. Steamside-oxidatie:
Oorzaak:Hoge stoomtemperatuur/druk
Preventie:TP347 voor de beste weerstand, oxide-gedispergeerde coatings
Problematisch voor:TP304H in ultra-superkritische ketels
4. Spanningscorrosiescheuren:
Oorzaak:Chloriden + stress + temperatuur
Preventie:TP321/TP347 voor gestabiliseerde kwaliteiten, chloridecontrole
Kritisch bij:Kustinstallaties, bepaalde procesomstandigheden
Economische overwegingen
Kostenvergelijking (ten opzichte van T22):
| Cijfer | Geschatte kostenfactor |
|---|---|
| T11/T12 | 0.9-1.0x |
| T22 | 1,0x (basislijn) |
| T5 | 1.2-1.4x |
| T91 | 2.0-2.5x |
| TP304H | 3.0-4.0x |
| TP347 | 4.0-5.0x |
Levenscycluskostenfactoren:
Initiële materiaalkosten
Fabricage-/laskosten
Vervangingsfrequentie
Efficiëntie van installaties(hogere temperaturen=betere efficiëntie)
Uitval kostenvoor reparaties
Bestelinformatie
Essentiële specificaties:
Standaard:ASTM A213/SA213
Cijfer:Specifieke legeringsaanduiding (bijv. T22, TP304H)
Afmetingen:OD × Wanddikte × Lengte
Warmtebehandeling:Geef aan of dit anders is dan standaard
Korrelgrootte:Voor austenitische kwaliteiten (meestal 7 of grover)
Testen:Aanvullende eisen (IGC, hydro, etc.)
Einde voorbereiding:Gewoon, afgeschuind, speciaal voor U-bochten
Voorbeeldaankoopspecificatie:
tekst
ASTM A213 T22 buizen, 38,1 mm buitendiameter x 5,0 mm wand x 15.000 mm lengte, genormaliseerd en getemperd, gladde uiteinden, met hydrostatische, afvlakkings- en affakkeltests, volledige MTC met traceerbaarheid van hittenummers, ultrasoon getest.
Internationale equivalenten
| Cijfer | Europa (EN) | Japan (JIS) | China (GB) |
|---|---|---|---|
| T11 | 13CrMo4-5 | STBA 24 | 15CrMoG |
| T22 | 10CrMo9-10 | STBA 24 | 12Cr2MoG |
| T91 | X10CrMoVNb9-1 | STBA 29 | 10Cr9Mo1VNb |
| TP304H | X7CrNi18-9 | SUS 304HTB | 07Cr19Ni10 |
| TP347 | X7CrNiNb18-10 | SUS 347 TB | 07Cr18Ni11Nb |
Kortom:ASTM A213 is dedefinitieve specificatie voor warmteoverdrachtsbuizen van gelegeerd staalin veeleisende omgevingen met hoge- en corrosieve temperaturen. Het uitgebreide assortiment ferritische en austenitische kwaliteiten biedtoplossingen op maatvoor vrijwel elke ketel-, oververhitter- of warmtewisselaartoepassing, waarbij prestatie-eisen in evenwicht worden gebracht met economische overwegingen.
