ASTM A213 / SA213 - Nahtlose Legierung-Kessel, Überhitzer und Wärmetauscherrohre-Stahl
ASTM A213 (SA213)ist die umfassende Spezifikationsabdeckungnahtlose ferritische und austenitische -StahlrohrefürEinsatz bei hohen-Temperaturen und Korrosionin Kesseln, Überhitzern, Wärmetauschern und Kondensatoren.
Hauptmerkmale
| Besonderheit | Beschreibung |
|---|---|
| Material | Legierter Stahl(Ferritische und austenitische Sorten) |
| Herstellung | Nur nahtlos (SMLS).-Warm-bearbeitet oder kalt-gezogen |
| Temperaturbereich | Bis zu 700 Grad (1300 Grad F)abhängig von der Note |
| Primäre Verwendung | Einsatz bei hohen-Temperaturen/Korrosivitätwo Kohlenstoffstahl unzureichend ist |
Gängige Qualitäten und Anwendungen
Ferritische Sorten (Chrom-Molybdän):
| Grad | Legierungstyp | Schlüsselelemente | Maximale Temperatur* | Primäre Anwendung |
|---|---|---|---|---|
| T2 | ½Cr-½Mo | 0,5 % Cr, 0,5 % Mo | 500 Grad | Überhitzer mit niedriger -Legierung |
| T5 | 5Cr-½Mo | 5 % Cr, 0,5 % Mo | 600 Grad | Hohe -Temperaturoxidationsbeständigkeit |
| T11 | 1¼Cr-½Mo | 1,25 % Cr, 0,5 % Mo | 525 Grad | Allgemeine Überhitzerrohre |
| T12 | 1Cr-½Mo | 1 % Cr, 0,5 % Mo | 510 Grad | Ähnlich wie T11 |
| T22 | 2¼Cr-1Mo | 2,25 % Cr, 1 % Mo | 575 Grad | IndustriestandardÜberhitzer |
| T91 | 9Cr-1Mo-V | 9 % Cr, 1 % Mo, V, Nb | 650 Grad | Erweiterte hohe-Temperatur |
Austenitische Sorten (Edelstähle):
| Grad | AISI-Äquivalent | Schlüsselelemente | Maximale Temperatur* | Primäre Anwendung |
|---|---|---|---|---|
| TP304 | 304 | 18Cr-8Ni | 700 Grad | Allgemeine Korrosionsbeständigkeit |
| TP304H | 304H | 18Cr-8Ni (hoher Kohlenstoffgehalt) | 700 Grad | Hohe-Temperaturfestigkeit |
| TP316 | 316 | 16Cr-10Ni-2Mo | 700 Grad | Chlorid-Korrosionsbeständigkeit |
| TP321 | 321 | 18Cr-10Ni-Ti | 700 Grad | Interkristalliner Korrosionsschutz |
| TP347 | 347 | 18Cr-10Ni-Nb | 700 Grad | Hohe-Temperaturfestigkeit, Dampfoxidation |
*Ungefähre maximale Metalltemperatur für den{{0}langfristigen Betrieb
Chemische Anforderungen (Beispiele)
Ferritischer Grad T22:
| Element | Zusammensetzung (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0.05 - 0.15 |
| Mangan (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Phosphor (P), max | 0.025 |
| Schwefel (S), max | 0.025 |
| Silizium (Si), max | 0.50 |
| Chrom (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molybdän (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Austenitischer Typ TP304H:
| Element | Zusammensetzung (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0.04 - 0.10 |
| Mangan (Mn), max | 2.00 |
| Phosphor (P), max | 0.045 |
| Schwefel (S), max | 0.030 |
| Silizium (Si), max | 1.00 |
| Chrom (Cr) | 18.0 - 20.0 |
| Nickel (Ni) | 8.0 - 11.0 |
Mechanische Eigenschaften
Ferritische Sorten (Beispiel - T22):
| Eigentum | Erfordernis |
|---|---|
| Zugfestigkeit, min | 415 MPa (60.000 psi) |
| Streckgrenze, min | 205 MPa (30.000 psi) |
| Dehnung (in 50 mm), min | 30% |
Austenitische Sorten (Beispiel - TP304H):
| Eigentum | Erfordernis |
|---|---|
| Zugfestigkeit, min | 515 MPa (75.000 psi) |
| Streckgrenze, min | 205 MPa (30.000 psi) |
| Dehnung (in 50 mm), min | 35% |
Herstellung und Wärmebehandlung
Produktionsmethoden:
Heiß-fertig- Für Standardanwendungen
Kalt-gezogen- Für engere Toleranzen (muss wärmebehandelt werden)
Anforderungen an die Wärmebehandlung:
| Notentyp | Erforderliche Wärmebehandlung |
|---|---|
| Ferritische Sorten | Normalisiert und vergütet oder geglüht |
| Austenitische Sorten | Lösungsgeglüht (größer oder gleich 1040 Grad) und abgeschreckt |
| T91/T92 | Normalisiert (1040-1080 Grad) und gehärtet (730-800 Grad) |
Maßtoleranzen:
Strenger als Druckrohrnormen
Entscheidend für die Passung von Rohr-zu-Rohrboden
Für U-Bogenrohre sind spezielle Toleranzen verfügbar
Prüfung und Inspektion
| Prüfen | Erfordernis |
|---|---|
| Hydrostatischer Test | Obligatorisch(oder zerstörungsfreie Prüfung) |
| Abflachungstest | Erforderlich (testet die Duktilität) |
| Abfackeltest | Erforderlich (testet die Erweiterbarkeit) |
| Härtetest | Optional/für bestimmte Klassenstufen |
| Körnung | Erforderlich für austenitische Sorten |
| Interkristalline Korrosion | Optional für austenitische Sorten (ASTM A262) |
| Zerstörungsfreie Prüfung | Optional (Wirbelstrom/Ultraschall) |
Hydrostatischer Prüfdruck:
Text
P=2St/D (mindestens 70 bar/1000 psi) Wobei S=60 % der angegebenen Mindeststreckgrenze
Primäre Anwendungen
1. Stromerzeugung:
Überhitzer-/Nacherhitzerrohre(T22, T91, TP304H, TP347)
Wasserwandrohreim Einsatz mit korrosiven Kraftstoffen (T11, T22)
Abhitzedampferzeuger (HRSG)Röhren
Kondensatorrohre(austenitische Sorten für Brack-/Meerwasser)
2. Petrochemie und Raffination:
Befeuerte Heizrohre (T5, T9, T11, T22)
Wärmetauscherrohrefür korrosive Prozessströme
Katalytische Reformerrohre
Ethylen-Crackerrohre
3. Industriekessel:
Abhitzekesselrohre
Rohre für Chemikalienrückgewinnungskessel
Hochtemperatur-Prozessheizer
Auswahlrichtlinien
Temperatur-basierte Auswahl:
| Temperaturbereich | Empfohlene Noten |
|---|---|
| < 425°C (800°F) | A192, A210 (Kohlenstoffstähle) |
| 425-525 Grad (800-975 Grad F) | T11, T12, T22 |
| 525–600 Grad (975–1110 Grad F) | T5, T9, T22, TP304H |
| 600–650 Grad (1110–1200 Grad F) | T91, T92, TP304H, TP347 |
| >650 Grad (1200 Grad F) | TP304H, TP347, TP310, fortschrittliche Legierungen |
Korrosion-basierte Auswahl:
| Korrosionstyp | Empfohlene Noten |
|---|---|
| Oxidation (Kamin) | T5 (5 % Cr), T9 (9 % Cr), T22 (2¼ % Cr) |
| Sulfidierung | T5, T9 (höheres Chrom) |
| Chlorid-Spannungskorrosion | TP321, TP347 (stabilisierte Sorten) |
| Allgemeine Korrosion | TP304, TP316 |
| Dampfseitige Oxidation | TP347 (am besten), TP304H |
Überlegungen zur Herstellung
Schweißanforderungen:
| Notentyp | Wichtige Überlegungen zum Schweißen |
|---|---|
| Ferritisches Cr-Mo | Vorheizen obligatorisch, PWHT erforderlich, Elektroden mit niedrigem -Wasserstoffgehalt |
| T91/T92 | Strikte Vorwärmung (200 Grad), kontrollierte Zwischendurchgangstemperatur, spezifischer PWHT |
| Austenitisch | Kein Vorheizen, aber Wärmezufuhrkontrolle, Sensibilisierung vermeiden |
Rohraufweitung:
Ferritische Sorten dehnen sich leicht zu Rohrböden aus
Austenitische Sorten erfordern Pflege (Kaltverfestigung)
T91/T92 erfordern besondere Verfahren
Anforderungen an U-Bögen:
Mindestbiegeradius angegeben
Oftmals ist eine Wärmebehandlung nach dem Biegen erforderlich
Sonderprüfung für gebogene Abschnitte
Vergleich mit verwandten Standards
| Standard | Material | Hauptunterschied zu A213 |
|---|---|---|
| ASTM A335 | Legierter Stahl | Rohrfür externe Rohrleitungen (Ergänzung zu A213-Röhren) |
| ASTM A210 | Kohlenstoffstahl | Niedrigere Temperaturfähigkeit |
| ASTM A269 | Edelstahl | Rohre für den allgemeinen Gebrauch, nicht speziell für Heizkessel |
| ASTM A789/A790 | Duplex-Edelstahl | Für korrosiven Einsatz, nicht bei hohen Temperaturen |
Fehlermodi und Prävention
1. Kriechbruch:
Ursache:Überhitzung über die Designgrenzen hinaus
Verhütung:Temperaturüberwachung, richtige Sortenauswahl
Kritisch für:T11, T22 bei oberen Temperaturgrenzen
2. Korrosion am Kamin:
Ursache:Schwefel, Vanadium, Alkalimetalle im Kraftstoff
Verhütung:Höhere Chromgehalte, Kraftstoffzusätze
Lösungen:T5 für mittelschwer, T9/T91 für schwer
3. Dampfseitige Oxidation:
Ursache:Hohe Dampftemperatur/-druck
Verhütung:TP347 für beste Beständigkeit, oxid-dispergierte Beschichtungen
Problematisch für:TP304H in ultra-überkritischen Kesseln
4. Spannungsrisskorrosion:
Ursache:Chloride + Stress + Temperatur
Verhütung:TP321/TP347 für stabilisierte Qualitäten, Chloridkontrolle
Kritisch in:Küstenanlagen, bestimmte Prozessbedingungen
Wirtschaftliche Überlegungen
Kostenvergleich (relativ zu T22):
| Grad | Ungefährer Kostenfaktor |
|---|---|
| T11/T12 | 0.9-1.0x |
| T22 | 1,0x (Basislinie) |
| T5 | 1.2-1.4x |
| T91 | 2.0-2.5x |
| TP304H | 3.0-4.0x |
| TP347 | 4.0-5.0x |
Lebenszykluskostenfaktoren:
Anfängliche Materialkosten
Herstellungs-/Schweißkosten
Austauschhäufigkeit
Anlageneffizienz(höhere Temperaturen=bessere Effizienz)
Ausfallkostenfür Reparaturen
Bestellinformationen
Wesentliche Spezifikationen:
Standard:ASTM A213/SA213
Grad:Spezifische Legierungsbezeichnung (z. B. T22, TP304H)
Abmessungen:Außendurchmesser × Wandstärke × Länge
Wärmebehandlung:Geben Sie an, ob es sich um einen anderen als den Standardwert handelt
Körnung:Für austenitische Sorten (typischerweise 7 oder gröber)
Testen:Zusätzliche Anforderungen (IGC, Wasserkraft usw.)
Abschlussvorbereitung:Glatt, abgeschrägt, speziell für U-Bögen
Musterkaufspezifikation:
Text
ASTM A213 T22-Rohre, 38,1 mm Außendurchmesser × 5,0 mm Wand × 15.000 mm Länge, normalisiert und vergütet, glatte Enden, mit hydrostatischen Tests, Abflachungs- und Bördeltests, vollständiger MTC mit Rückverfolgbarkeit der Schmelzenzahl, ultraschallgetestet.
Internationale Äquivalente
| Grad | 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 304H TB | 07Cr19Ni10 |
| TP347 | X7CrNiNb18-10 | SUS 347 TB | 07Cr18Ni11Nb |
Fazit:ASTM A213 ist dieendgültige Spezifikation für Wärmeübertragungsrohre aus legiertem Stahlin anspruchsvollen Hochtemperatur- und korrosiven Umgebungen. Sein umfassendes Sortiment an ferritischen und austenitischen Güten bietetmaßgeschneiderte Lösungenfür praktisch jede Kessel-, Überhitzer- oder Wärmetauscheranwendung, wobei Leistungsanforderungen mit wirtschaftlichen Überlegungen in Einklang gebracht werden.
