ASTM SA179/A179 Froid sans soudure-Étiré à faible teneur en carbone-Chaleur en acier au carbone-Tubes d'échangeur et de condenseur
Aperçu
ASTM SA179/A179est la spécification pourtubes sans soudure en acier-étiré à froid à faible-acier au carbonespécialement conçu pouréchangeurs de chaleur, condenseurs et équipements de transfert de chaleur similaires. Ces tubes se caractérisent par leur finition de surface lisse, leurs dimensions précises et leur excellente conductivité thermique, ce qui les rend idéaux pour les applications de transfert de chaleur efficaces.
Remarque importante :
SA179est la désignation du code ASME des chaudières et des appareils sous pression
A179est la désignation ASTM
Les deux font référence à la même spécification matérielle
Caractéristiques clés
Caractéristiques uniques des tubes SA179 :
Processus d'étirage à froid :Fournit une finition de surface lisse et des dimensions précises
Acier à faible teneur en carbone :Excellente conductivité thermique
Construction sans couture :Aucun joint de soudure susceptible d'entraver le transfert de chaleur ou de créer des points de défaillance
Application spécialisée :Spécifique pour les échangeurs de chaleur et les condenseurs
Qualité des surfaces :Supérieur aux tuyaux à usage général-en termes de résistance à l'encrassement
Spécifications matérielles
Composition chimique (%) :
| Élément | Exigence | But |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.06-0.18 | Faible teneur en carbone pour une bonne soudabilité et conductivité thermique |
| Manganèse (Mn) | 0.27-0.63 | Résistance sans compromettre les propriétés thermiques |
| Phosphore (P) | 0,035 maximum | Contrôle des impuretés |
| Soufre (S) | 0,035 maximum | Contrôle des impuretés |
| Silicium (Si) | Non spécifié | Généralement faible pour une conductivité thermique maximale |
Points clés :
Gamme à faible teneur en carbone :Spécifiquement contrôlé pour des propriétés optimales
Aucune exigence de silicium :Contrairement à l'A106 qui nécessite un minimum de silicium
Acier généralement tué :Mais pas explicitement requis par la spécification
Propriétés mécaniques
| Propriété | Exigence | Remarques |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Supérieur ou égal à 47 000 psi (325 MPa) | Minimum seulement, aucun maximum spécifié |
| Limite d'élasticité | Supérieur ou égal à 26 000 psi (180 MPa) | A 0,5% d'extension sous charge |
| Élongation | Supérieur ou égal à 35 % en 2 pouces | Pour épaisseur de paroi supérieure ou égale à 0,015" |
| Dureté | Généralement 72-85 HRB | Non spécifié mais gamme typique |
Note:Les propriétés mécaniques sont pourcomme-fini à froid-étirécondition. Un recuit peut être effectué pour répondre aux exigences.
Processus de fabrication
Production spécialisée :
Laminage à chaud :Production initiale de tubes sans soudure (généralement selon A106 ou similaire)
Etirage à froid :Plusieurs passages dans les matrices pour obtenir :
Dimensions précises
Finition de surface lisse
Propriétés mécaniques améliorées
Traitement thermique (facultatif) :
Soulagement du stress :Pour la stabilité dimensionnelle
Recuit :Pour répondre aux propriétés mécaniques si nécessaire
Finition:
Lissage
Coupe à longueur
Nettoyage et inspection
Avantages de l'étirage à froid :
Finition superficielle :Ra 32-63 μin (0,8-1,6 μm) typique
Précision dimensionnelle :Tolérances serrées
Résistance améliorée :Par écrouissage
Meilleure ovalité :Plus rond que les tubes-finis à chaud
Gamme de tailles et dimensions
Tailles standards :
| Paramètre | Gamme | Le plus courant |
|---|---|---|
| Diamètre extérieur | 3/16" à 3" (4,76 à 76,2 mm) | 5/8" à 1-1/4" |
| Épaisseur de paroi | 0,015" à 0,165" (0,38 à 4,19 mm) | 0,035" à 0,109" |
| Longueur | Jusqu'à 65 pieds (20 m) | 20 à 40 pieds typique |
Tailles de tubes courantes pour les échangeurs de chaleur :
Mur de 3/4" DE × 0,035"(BWG 18)
Mur de 3/4" DE × 0,049"(GTB 16)
Mur de 1" OD × 0,049"(GTB 16)
Mur de 1" OD × 0,065"(BWG 14)
BWG (calibre de fil de Birmingham)est couramment utilisé pour spécifier l’épaisseur de paroi des tubes d’échangeur de chaleur.
Tolérances dimensionnelles (plus serrées que les tuyaux standard)
Tolérances du diamètre extérieur :
| DE (pouces) | Tolérance |
|---|---|
| Inférieur ou égal à 0,500 | ±0.004" |
| 0.501 - 0.625 | ±0.005" |
| 0.626 - 0.750 | ±0.006" |
| 0.751 - 1.000 | ±0.007" |
| 1.001 - 1.250 | ±0.008" |
| 1.251 - 1.500 | ±0.009" |
| > 1.500 | ±0.010" |
Tolérances d'épaisseur de paroi :
| Épaisseur de paroi | Tolérance |
|---|---|
| Inférieur ou égal à 0,035" | ±10% |
| 0.036" - 0.065" | ±9% |
| > 0.065" | ±8% |
Note:Beaucoup plus serré que les tolérances standard des tuyaux (généralement ±12,5 %)
Autres tolérances :
Longueur:+1/8", -0" pour les longueurs coupées
Rectitude:0,010" par pied maximum
Hors-de-rondeur :Dans la tolérance OD
Exigences de test
Tests obligatoires :
| Test | Exigence | But |
|---|---|---|
| Essai hydrostatique | 1 000 psi ou plus tel que calculé | Etanchéité |
| Test de fusée éclairante | Agrandir l'extrémité jusqu'au diamètre spécifié sans se fissurer | Ductilité pour l'expansion des tubes |
| Test d'aplatissement | Aplatir à la distance spécifiée sans fissurer | Ductilité générale |
| Essai de traction | Un par lot | Vérifier les propriétés mécaniques |
| Essai de dureté | Facultatif, souvent exécuté | Contrôle de qualité supplémentaire |
| Test non destructif | Courants de Foucault ou ultrasons en option | Détection des défauts |
Pression d'essai hydrostatique :
P=2StDP=D2St
Où S = 60 % de la limite d'élasticité minimale spécifiée (15 600 psi)
Pression d'essai minimale =1 000 livres par pouce carré
Exigences du test de fusée éclairante :
| DE (pouces) | Expansion minimale |
|---|---|
| Inférieur ou égal à 1.000 | Augmentation de 20 % de la DO |
| > 1.000 | Augmentation de 15 % de la DO |
Critique pour :Joints de tube-à-plaque tubulaire dans les échangeurs de chaleur
Exigences de finition de surface
Qualité des surfaces :
Surface lisse :Exempt de tartre, de piqûres, de coutures et d'autres défauts préjudiciables
Rugosité typique :Ra 32-63 μin (0,8-1,6 μm)
Inspection visuelle :Examen visuel à 100%
Finitions spéciales :Disponible pour un transfert de chaleur amélioré ou une résistance à l'encrassement
Conditions de surface courantes :
Tel que-dessiné :Finition standard, un lubrifiant léger pour étirage peut être présent
Propre et lumineux :Décapé ou nettoyé chimiquement
Phosphaté :Pour la protection contre la corrosion et la peinture
Revêtements spéciaux :Pour des conditions de service spécifiques
Applications
Applications principales :
Échangeurs de chaleur à calandre et à tubes :
Échangeurs de chaleur de processus
Refroidisseurs et radiateurs
Condenseurs et évaporateurs
Équipement de centrale électrique :
Condenseurs de surface
Chauffe-eau
Échangeurs de chaleur refroidis par air-
Chimie & Pétrochimie :
Vestes de refroidissement des réacteurs
Échangeurs de processus
Unités de récupération de chaleur perdue
CVC et réfrigération :
Tubes refroidisseurs
Serpentins de refroidissement
Récupérateurs de chaleur
Conditions de service typiques :
Température:Jusqu'à 450 degrés F (232 degrés)
Pression:Modéré (généralement < 300 psi)
Médias:Eau, vapeur, huiles, fluides de procédé
Environnement:Service généralement propre avec traitement de l’eau approprié
Pourquoi SA179 est utilisé :
Excellente conductivité thermique :L'acier à faible teneur en carbone offre un transfert de chaleur optimal
Rentable :Plus économique que les aciers alliés ou inoxydables
Bonne fabricabilité :Facile à étendre, plier et souder
Résistance à la corrosion adéquate :Pour de nombreux services d'eau et de procédés
Fiabilité éprouvée :Longue histoire de service réussi
Comparaison avec des normes similaires
SA179 contre A106 :
| Paramètre | SA179 | A106 Catégorie B |
|---|---|---|
| Utilisation principale | Échangeurs de chaleur, condenseurs | Tuyauterie-haute température |
| Teneur en carbone | 0.06-0.18% | Inférieur ou égal à 0,30% |
| Fabrication | Étiré à froid- | Finition à chaud-ou normalisée |
| Finition de surface | Doux, précis | Finition de moulin standard |
| Tolérances | Plus serré | Tolérances standard des tuyaux |
| Température | Jusqu'à 450 degrés F | Jusqu'à 750 degrés F |
| Coût | Plus haut | Inférieur |
SA179 contre A214 (tubes d'échangeur de chaleur ERW) :
| Paramètre | SA179 (sans couture) | A214 (REG) |
|---|---|---|
| Fabrication | Étiré à froid sans couture- | Résistance électrique soudée |
| Souder | Pas de soudure longitudinale | A une soudure longitudinale |
| Finition de surface | Mieux | Bien |
| Coût | Plus haut | Inférieur |
| Application | Service critique | Service général |
SA179 vs A334 (tubes à basse température-) :
SA179 :Pour le transfert de chaleur à températures modérées
A334:Pour le service à basse-température (applications cryogéniques)
Chimie différenteet exigences en matière de tests
Fabrication et installation
Expansion du tube :
Processus critique pour l’assemblage de l’échangeur de chaleur :
Méthode d'expansion :Expansion de tube mécanique ou hydraulique
Taux d'expansion :Généralement 3 à 8 % de l'épaisseur de la paroi du tube
Séquence:Étendre du centre vers l'extérieur dans la plaque tubulaire
Vérification:Tests d'extraction-souvent effectués
Considérations :Lubrification adéquate, entretien des outils
Soudage des tubes SA179 :
Bonne soudabilité :Faible teneur en carbone (CE généralement < 0,35)
Métal d'apport :ER70S-2 ou charge similaire à faible teneur en carbone
Préchauffer :Généralement non requis pour les parois minces
Traitement thermique après-soudure :Facultatif pour soulager le stress
Méthodes courantes :GTAW (TIG) pour des soudures de qualité
Pliage et formage :
Pliage à froid :Convient aux rayons modérés
Rayon de courbure minimum :Généralement 3 × OD
Utilisation du mandrin :Recommandé pour éviter l'aplatissement
Retour élastique :Tenir compte dans la conception des outils
Certification et traçabilité des matériaux
Documents requis :
Certificat d'essai en usine :Avec analyses chimiques et tests mécaniques
Traçabilité du numéro de chaleur :Indispensable pour les applications du code ASME
Rapports de tests :Essais hydrostatiques, d'évasement, d'aplatissement
Rapport dimensionnel :Souvent prévu pour les tubes de précision
Certification ASME :Le préfixe « SA » indique la conformité au code des chaudières ASME
Exigences de marquage :
Nom ou marque du fabricant
Spécification (SA179 ou A179)
Taille (OD × mur)
Numéro de manche
Longueur (si coupé à une longueur spécifique)
Pression d'essai (si testé hydrostatiquement)
Marquage typique :
texte
ABC CO SA179 0.750 x 0,049 H12345 20'-0"
Interprétation : Fabricant=ABC CO, Spécifications=SA179, Taille=0.750" OD × 0,049" mur, Chaleur=H12345, Longueur=20 pieds
Assurance qualité
Paramètres de qualité critiques :
Qualité des surfaces :Surface lisse et sans défaut-
Précision dimensionnelle :Dans des tolérances serrées
Performances du test de fusée éclairante :Doit se dilater sans se fissurer
Propriétés mécaniques :Répondre aux exigences minimales
Rectitude:Critique pour l’assemblage du faisceau de tubes
Défauts courants à éviter :
Défauts de surface :Rayures, piqûres, coutures
Problèmes dimensionnels :Diamètre extérieur ou épaisseur de paroi hors-conforme aux spécifications
Mauvaise rectitude :Insertion difficile du tube
Test de fusée inadéquat :Indique des problèmes de ductilité
Contamination:Lubrifiant d'étirage résiduel ou calamine
Méthodes de contrôle :
Inspection visuelle :examen à 100%
Contrôles dimensionnels :OD, mur, longueur, rectitude
Test de fusée :Base d'échantillon
Essai hydrostatique :Chaque tube
Tests par courants de Foucault :Facultatif pour la détection des défauts
Informations de commande
Données de spécifications essentielles :
Standard:ASTM A179 ou ASME SA179
Dimensions:OD × épaisseur de paroi × longueur
Quantité:Pieds ou morceaux
Condition finale :Extrémités unies et carrées
Finition superficielle :Comme-dessiné, nettoyé, etc.
Exigences de test :Standard ou supplémentaire
Attestation :Exigences du MTC
Conditionnement:Exigences de protection
Exemple de spécification de commande :
texte
ASTM A179 Tubes en acier étirés à froid sans soudure Taille : 0,750" OD × 0,049" paroi (BWG 16) × 20' de longueur Quantité : 5 000 pieds Extrémités : Coupées carrées, ébavurées Surface : Propre et brillante Tests : Tests hydrostatiques et de torchage standard Certification : Certificat de test en usine avec analyse chimique Supplémentaire : Tests par courants de Foucault sur toute la longueur Marquage : Selon ASTM A179 avec numéro de chaleur Emballage : Bundle avec protection d'extrémité, barrière contre l'humidité
Exigences particulières à prendre en compte :
Tests par courants de Foucault :Pour le service critique
Nettoyage spécial :Pour le service d'oxygène ou les systèmes propres
Tolérances de longueur :Plus serré que la norme si nécessaire
Exigences de rectitude :Plus strict pour certaines applications
Niveau de certification :Matériel ASME "SA" pour le travail de code
Normes de l'industrie et conformité aux codes
Code ASME des chaudières et des appareils sous pression :
Section I :Chaudières électriques (échangeurs de chaleur dans les systèmes de chaudières)
Section VIII :Appareils à pression (la plupart des échangeurs de chaleur)
Section II, partie A :Spécifications matérielles (SA179)
Requis pour :Récipients sous pression et échangeurs de chaleur estampillés par un code-
Normes TEMA :
TEMA Classe R :Service de raffinerie
TEMA Classe C :Prestation commerciale
TEMA Classe B :Service chimique
SA179 est communément spécifiépour tous les cours TEMA
Normes des EES :
Institut des échanges thermiques :Normes pour les condenseurs à surface
SA179 est un matériau standardpour tubes de condenseur dans de nombreuses spécifications
Considérations économiques
Facteurs de coût :
| Facteur | Impact sur les coûts | Remarques |
|---|---|---|
| Étirage à froid | Plus haut que chaud-fini | Fabrication de précision |
| Qualité des surfaces | Coût de traitement supplémentaire | Nettoyage, inspection |
| Essai | Des tests supplémentaires ajoutent des coûts | Courants de Foucault, etc. |
| Taille | Un diamètre extérieur plus petit est généralement plus élevé en $/pied | Difficulté de fabrication |
| Quantité | Remises sur volume | Typically >1 000 pieds |
| Exigences particulières | Coût accru | Tolérances plus strictes, etc. |
Comparaison des prix :
SA179 contre A106 :50 à 100 % plus élevé (précision par rapport à la norme)
SA179 contre A214 :30 à 50 % plus élevé (sans soudure ou soudé)
SA179 contre acier inoxydable :30 à 50 % du coût (carbone vs acier inoxydable)
Coût total de possession :
Coût initial :Tuyau supérieur-à usage général
Coût d'installation :Semblable à d'autres tubes de précision
Coût des performances :Inférieur grâce à un meilleur transfert de chaleur
Coût d'entretien :Potentiellement inférieur avec un service approprié
Coût du cycle de vie :Souvent avantageux en raison de la fiabilité
Résumé technique
Tubes en acier à faible teneur en carbone sans soudure ASTM SA179/A179-étirés à froidreprésenter lematériau standard pour les applications d’échangeur de chaleur et de condenseuroù le transfert de chaleur efficace, la fiabilité et la-rentabilité sont primordiales.
Avantages techniques clés :
Excellent transfert de chaleur :L'acier à faible teneur en carbone offre une conductivité thermique optimale
Dimensions de précision :Le processus d'étirage à froid-garantit des tolérances strictes
Surface lisse :Minimise l’encrassement et améliore le transfert de chaleur
Bonne fabricabilité :Facile à étendre, plier et souder
Fiabilité éprouvée :Des décennies d’histoire de service réussie
Lignes directrices de sélection :
Choisissez SA179 lorsque :
Construire ou réparer des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes
Installation de condenseurs de surface dans les centrales électriques
Besoin d'un transfert de chaleur efficace avec l'acier au carbone
Nécessite des tubes lisses et précis pour se développer en plaques tubulaires
La conformité au code ASME est requise (utilisez SA179)
Solution rentable-par rapport aux tubes en acier inoxydable ou en alliage
Envisagez des alternatives lorsque :
Le service corrosif nécessite de l'acier inoxydable (A213 TP304/316)
High-temperature service (>450 degrés F) nécessite de l'acier allié
Le coût est le facteur principal et les tubes soudés sont acceptables (A214)
Les très hautes pressions nécessitent des parois plus épaisses (A106)
Des revêtements ou traitements spéciaux sont nécessaires
Meilleures pratiques :
Sélection des matériaux :
Vérifier que la composition chimique répond aux exigences
Assurer un traitement thermique approprié si spécifié
Vérifier la qualité de la surface pour l'efficacité du transfert de chaleur
Assurance qualité:
Exiger des certificats d'essai en usine
Vérifier les résultats des tests d'évasement pour l'extensibilité du tube
Vérifier la précision dimensionnelle avant l'installation
Envisagez des tests par courants de Foucault pour les services critiques
Fabrication et installation :
Utiliser des techniques d’expansion de tube appropriées
Suivre les procédures de soudage qualifiées
Assurer une installation propre pour éviter la contamination
Effectuer des tests d'étanchéité après l'assemblage
Fonctionnement et entretien :
Mettre en œuvre un traitement approprié de l’eau
Surveiller l'encrassement et la corrosion
Nettoyer les tubes régulièrement si nécessaire
Inspecter pendant les arrêts
Point de vue de l'industrie :
SA179 reste lematériau de pointe pour les tubes d'échangeur de chaleurdans d'innombrables applications industrielles. Sa combinaison de bonnes propriétés thermiques, de facilité de fabrication et d'un coût raisonnable en fait le choix par défaut pour de nombreuses applications de transfert de chaleur. Bien que de nouveaux matériaux et technologies soient apparus, le SA179 continue d'être spécifié pour la majorité des applications d'échangeurs de chaleur en acier au carbone en raison de ses performances et de sa fiabilité éprouvées.
Tendances futures :
Traitements de surface améliorés :Pour un transfert de chaleur amélioré et une résistance à l'encrassement
Fabrication avancée :Capacités d'étirage à froid plus précises
Documentation numérique :Traçabilité électronique du matériel
Alignement des normes mondiales :Harmonisation avec les normes ISO
Objectif développement durable :Contenu recyclé et production-économe en énergie
Recommandation finale :
Pour les applications d'échangeur de chaleur et de condenseur en acier au carbone,ASTM SA179/A179 offre l'équilibre optimal entre performances, fiabilité et coût. Sa construction sans couture-étirée à froid garantit qualité et cohérence, tandis que sa chimie à faible teneur en carbone offre une excellente conductivité thermique. Lorsqu'ils sont correctement spécifiés, fabriqués et entretenus, les tubes SA179 offrent des années de service fiable dans les applications exigeantes de transfert de chaleur.
Consultez toujours les codes applicables (ASME, TEMA, etc.) et impliquez des ingénieurs qualifiés lors de la conception des échangeurs de chaleur. Une sélection, une fabrication et une maintenance appropriées des matériaux sont essentielles pour un fonctionnement sûr, efficace et fiable à long terme-.
