Преглед
ASTM A213/A213M е световно признат стандарт, публикуван от ASTM International, който определя изискванията за безшевни тръби от феритна и аустенитна сплав-стомана, предназначени за използване при високи-температури и високо-налягане в котли, прегреватели и топлообменници.
Тази спецификация е от съществено значение в индустриите, където устойчивостта при повишена температура, устойчивостта на окисление, устойчивостта на пълзене и устойчивостта на корозия са критични, като например:
Производство на електроенергия (въглищни, газови, ядрени и-комбинирани централи)
Нефтохимическа и химическа обработка
Рафиниране
Добив на нефт и газ
Високо{0}}ефективни системи за възстановяване на топлината
„M“ в A213M обозначава метричната версия на стандарта. Последното издание от 2025 г. е ASTM A213/A213M-23.
Основни характеристики на ASTM A213
Видове материали
ASTM A213 обхваща две основни категории тръби от легирана стомана:
|
Тип |
Описание |
|
Феритни легирани стомани |
Магнитни стомани на основата на хром-молибден (Cr-Mo) (напр. T5, T9, T11, T22, T91) |
|
Аустенитни неръждаеми стомани |
Не-магнитни стомани на основата на хром-никел (напр. TP304, TP316, TP321, TP347) |
Тези материали са проектирани да поддържат здравина и да издържат на окисляване, натрупване и пълзене при температури над 1000 градуса F (540 градуса).
Производствен процес
Само безшевни: Тръбите се произвеждат без заваръчен шев, осигурявайки структурна цялост при циклични термични и механични натоварвания.
Горещо{0}}завършено или студено{1}}теглено:
Горещо завършено-: За по-големи диаметри и по-дебели стени
Студено{0}}изтеглено: За подобрена точност на размерите, покритие на повърхността и здравина
Топлинна обработка:
Феритни степени: Трябва да се нормализират и темперират (или да се откалят за аустенитни степени)
Аустенитни класове: Трябва да се закалят с разтвор и бързо да се охладят (закалят), за да се предотврати сенсибилизация и утаяване на карбид
Общи степени и класификации
ASTM A213 дефинира множество степени, всяка обозначена с префикс, указващ типа:
Феритни легирани стомани (серия T-)
T5: 5% Cr - 0.5% Mo
T9: 9% Cr - 1% Mo
T11: 1,25% Cr - 0.5% Mo
T22: 2,25% Cr - 1% Mo
T91: 9% Cr - 1% Mo - V - Nb (висока-якост,-устойчив на пълзене)
Аустенитни неръждаеми стомани (серия TP-)
TP304/TP304H: 18% Cr - 8% Ni (H=високо въглерод за устойчивост на пълзене)
TP316/TP316H: 16% Cr - 12% Ni - 2% Mo (подобрена устойчивост на корозия)
TP321: 18% Cr - 10% Ni + Ti (стабилизиран срещу сенсибилизация)
TP347: 18% Cr - 10% Ni + Nb (стабилизиран, отлична устойчивост на термична умора)
Забележка: Суфиксът „H“ (напр. TP304H) показва вариант с високо-въглерод, оптимизиран за якост на пълзене при дългосрочна-работа при високи-температури.
Химичен състав
За всяка степен са определени строги ограничения, за да се гарантира производителност. Пример за TP304H:
C: 0.04–0.10%
Cr: 18,0–20,0%
Ni: 8,0–11,0%
Mn: по-малко или равно на 2,0%
Si: по-малко или равно на 0,75%
P, S: По-малко или равно на 0,045%
За T22 (2.25Cr-1Mo):
C: 0.05–0.15%
Cr: 1,90–2,60%
Mo: 0,90–1,10%
Mn: 0,30–0,60%
Механични свойства (типични минимуми)
Варирайте според степента. Примери:
|
Степен |
Якост на опън (мин.) |
Степен на провлачване (мин.) |
Удължение (мин.) |
|
T5 |
60 000 psi (415 MPa) |
30 000 psi (205 MPa) |
20% в 2 инча. |
|
T22 |
65 000 psi (450 MPa) |
45 000 psi (310 MPa) |
22% в 2 инча. |
|
TP304H |
75 000 psi (515 MPa) |
30 000 psi (205 MPa) |
40% в 2 инча. |
|
TP316H |
75 000 psi (515 MPa) |
30 000 psi (205 MPa) |
40% в 2 инча. |
Размери и допустими отклонения
Външен диаметър (OD): Обикновено 1/4 инча до 5 инча (6 mm до 127 mm)
Дебелина на стената: Тънка до средна, оптимизирана за пренос на топлина и задържане на налягането
Допустими отклонения:
OD: ±0,005 in (±0,13 mm)
Стена: ±10%
Изправеност: Макс. 1/8 инча на крак (1 mm/m)
Състояние на повърхността
Повърхността трябва да е чиста, гладка и без котлен камък, пукнатини, шевове, припокривания и окисляване.
Разтвор-закалените аустенитни тръби имат ярко покритие без-оксиди.
Феритните тръби може да имат лека нагар, освен ако не са ецвани или полирани.
Изисквания за тестване
Хидростатичен тест: Всяка тръба трябва да бъде хидротествана, освен ако не е заменена с NDE.
Неразрушителен електрически тест (NDE): Може да се използва вихров ток или ултразвуков тест.
Тест за сплескване: Изисква се за феритни степени.
Тест за разпалване: Изисква се за аустенитни класове под 3 инча OD.
Тест за твърдост: Изисква се за феритни степени (напр. T91 трябва да отговаря на границите на твърдост).
Изпитване на опън: Изисква се на базата на проба.
Изпитване на удар: Изисква се за някои класове ферит при работа при ниска-температура.
Тест за междукристална корозия: Изисква се за стабилизирани степени (TP321, TP347), ако е посочено.
Приложения
- Тръби за котли: водни стени, тръби за пещи
- Прегреватели и прегреватели: В електроцентрали с изкопаеми горива и комбиниран{0}}цикъл
- Топлообменници: високо{0}}температурни технологични единици
- Парогенератори: Ядрени и промишлени инсталации
- Каталитични и реформиращи агрегати: рафинерии
- Високо{0}}температурни технологични тръбопроводи (тръби)
Сравнение с подобни стандарти
|
Стандартен |
Ключова разлика |
|
ASTM A213 |
Безшевни тръби от сплав и неръждаема стомана за обслужване на високо{0}}температурни котли и топлообменници |
|
ASTM A192 |
Безшевни котелни тръби от въглеродна стомана (по-ниска температура/якост) |
|
ASTM A210 |
Безшевни котлени тръби от-въглеродна стомана |
|
ASTM A249 |
Заварени аустенитни тръби от неръждаема стомана за топлообменници |
|
ASTM A335 |
Безшевна тръба от феритна легирана стомана (по-голям диаметър, тръбопровод за процес) |
|
ASTM A312 |
Безшевна/заварена аустенитна тръба от неръждаема стомана |
Забележка: ASTM A213 е за тръби (по-малък диаметър, по-строги допуски), докато A335/A312 обхваща тръби, използвани в процесни системи.
Сертифициране и проследимост
- Доклад от изпитване на фреза (MTR): Изисква се (EN 10204 3.1 или 3.2)
- Проследимост на топлинното число: Пълна проследимост от суровината до крайния продукт
- Инспекция-от трета страна: Обща за критични приложения (напр. ASME, API, NDT)
- NACE MR0175/ISO 15156: Приложимо за определени класове в кисело обслужване (напр. TP316, дуплексни варианти)
- Съответствие с кода на ASME: Тръбите често се използват в съдове от раздел I и раздел VIII на ASME BPVC
Резюме
ASTM A213/A213M е водещият глобален стандарт за безшевни тръби от сплав и неръждаема стомана, използвани в среда с висока-температура и високо-налягане. Той обхваща широка гама от феритни Cr-Mo стомани и аустенитни неръждаеми стомани, всяка от които е проектирана за устойчивост на пълзене, устойчивост на окисление и дългосрочна-надеждност.
Поради строгите си изисквания за химия, топлинна обработка, механични свойства и изпитване, тръбите ASTM A213 са избраният материал в електроцентрали, рафинерии и химически заводи, където повредата не е опция.
Той е критичен фактор за енергийна ефективност и безопасност в съвременните високо{0}}ефективни топлинни системи.
- Текуща версия: ASTM A213/A213M – 23 (от 2025 г.)
- Издател: ASTM International
- Обхват: безшевни тръби от феритна и аустенитна сплав-стомана за обслужване на котли, прегреватели и-топлообменници.
