ASTM A192 / SA192 - Tubes de chaudière sans soudure en acier au carbone pour service haute-pression
ASTM A192 (SA192)est la spécification principale pourtubes en acier au carbone sans soudure d'épaisseur minimale-paroi-utilisé danschaudières à tubes-eau à haute pression-, surchauffeurs et échangeurs de chaleur.
Caractéristiques clés
| Fonctionnalité | Description |
|---|---|
| Matériel | Acier à faible-carbone(Acier tué) |
| Fabrication | Transparent (SMLS)-Fini à chaud-ou étiré à froid- |
| Épaisseur de paroi | Mur minimumconception (plus proche des dimensions nominales que le tuyau standard) |
| Utilisation principale | Tubes de chaudière haute-pressionoù la pression interne est la contrainte dominante |
Exigences chimiques
| Élément | Composition (%) |
|---|---|
| Carbone (C) | 0.06 - 0.18 |
| Manganèse (Mn) | 0.27 - 0.63 |
| Phosphore (P), maximum | 0.035 |
| Soufre (S), max | 0.035 |
| Silicium (Si) | Supérieur ou égal à 0,25 (acier désoxydé/mort) |
| Point clé | Acier à faible teneur en carbone + tuéassureexcellente soudabilitéetpliage à froidpropriétés |
Propriétés mécaniques
| Propriété | Exigence |
|---|---|
| Résistance à la traction, min | 325 MPa (47 000 psi) |
| Limite d'élasticité, min | 180 MPa (26 000 psi) |
| Allongement (en 50 mm), min | Supérieur ou égal à 35%(le minimum varie en fonction de l'épaisseur de la paroi) |
| Note: | Les propriétés s'appliquent à la fois aux tubes-finis à chaud et-étirés à froid. |
Fabrication & Dimensions
Méthodes de production :
À chaud-terminé- Le plus courant, aucun écrouissage ultérieur
Étiré à froid-- Pour des tolérances dimensionnelles plus étroites
Gamme de tailles typique :
| Paramètre | Gamme |
|---|---|
| Diamètre extérieur | ½" à 7" (12,7 mm à 177,8 mm) |
| Épaisseur de paroi | Mur minimumselon les exigences de l'ASME Section I |
| Longueur | Jusqu'à 12 m standard, plus long disponible |
Tolérance d'épaisseur de paroi :
+20% / -0%de paroi nominale (paroi minimale garantie)
Plus serré que le tuyau standard pour le confinement de la pression
Traitement thermique
Tubes-finis à chaud :Généralement sous forme-laminée (pas de traitement thermique supplémentaire)
Tubes étirés à froid : Doit être déstressé-ou recuitaprès le dernier tirage à froid
Normalisationautorisé lorsque spécifié
Exigences en matière de tests et d'inspection
| Test | Exigence |
|---|---|
| Essai hydrostatique | Obligatoire- Pression calculée selon la formule ci-dessous |
| Test d'aplatissement | Requis (tests de ductilité et de qualité de soudure) |
| Essai de torchage | Requis (capacité des tests à être étendu) |
| Essai de dureté | Facultatif |
| Test non destructif | En option (courants de Foucault ou ultrasons) |
| Inspection visuelle | Obligatoire - Défauts de surface |
Formule de pression d'essai hydrostatique :
texte
P=2St/D Où : S=60 % de la limite d'élasticité minimale spécifiée t=épaisseur de paroi D=diamètre extérieur
Pression d'essai minimale :70 bars (1 000 psi) pendant 5 secondes minimum
Applications principales
1. Applications de chaudière :
Tubes muraux d'eau(enceinte du four)
Tubes de banc de chaudière(section convective)
Tubes économiseurs
Descendants et élévateurs
2. Autres applications :
Tubes de surchauffeur-à basse température(section vapeur saturée)
Échangeurs de chaleurpour un service non-corrosif
Appareils à pression(quand spécifié)
Conditions de service typiques :
| Paramètre | Gamme typique |
|---|---|
| Pression | Jusqu'à180 barres(2600 livres par pouce carré) |
| Température | Jusqu'à400 degrés(750 degrés F) |
| Moyen | Eau, vapeur-mélange d'eau, vapeur saturée |
Pourquoi l'A192 est préféré pour les chaudières
Avantages :
Optimisé pour la pression :La conception minimale-des murs permet d'économiser du poids et des coûts
Excellente soudabilité :L'équivalent à faible teneur en carbone (CE < 0,42) permet un soudage facile
Bonne ductilité :Un allongement élevé permet un pliage à froid sans fissuration
Fiabilité éprouvée :Longue histoire dans l'industrie de la production d'électricité
Rentable :L'acier le plus économique pour le service d'eau-à haute pression
Adéquation du matériau :
Idéal pour-parois du four refroidies à l'eauoù les températures sont modérées
Convient pourchaudières à pression sous-critique(en dessous de 221 bars / 3208 psi)
Pas poursurchauffeur à haute-températureprofilés (utiliser des aciers alliés A213)
Comparaison avec des normes similaires
| Standard | Matériel | Différence clé par rapport à l'A192 |
|---|---|---|
| ASTMA178 | Acier au carbone | Résistance électrique soudée, pas transparent |
| ASTMA210 | Moyen-Acier au carbone | Résistance supérieure pour les tubes du surchauffeur |
| ASTM A213 T11/T22 | Acier allié | Pour un service à température plus élevée |
| ASTMA179 | Acier à faible-carbone | Pour condenseurs/échangeurs de chaleur, pas pour chaudières |
| ASTM A106 Gr.B | Acier au carbone | Tuyaupour tuyauterie externe de chaudière, pas pour tubes de chaudière |
Considérations de conception
1. Conception de pression :
Épaisseur de paroi calculée parASME Section I(Chaudières électriques)
Facteur de sécurité:3,5 à 4,0 généralement
Surépaisseur de corrosion :Épaisseur de paroi supplémentaire ajoutée pour le gaspillage attendu
2. Limites de température :
Température maximale du métal :~ 400 degrés (750 degrés F)
Au-dessus de 400 degrés : une réduction significative de la résistance se produit
Au-dessus de 455 degrés : risque de graphitisation en cas d'exposition à long-terme
3. Directives de fabrication :
| Opération | Exigence |
|---|---|
| Pliage à froid | Rayon minimum = 2 × OD (plus serré avec des procédures spéciales) |
| Soudage | Préchauffer si épaisseur > 19 mm ; électrodes à faible-hydrogène recommandées |
| Expansion | Dans les plaques tubulaires - suivez les limites du fabricant |
| Pliage après soudage | Non recommandé sans soulagement du stress |
Intégration des normes de l'industrie
Acceptation du code ASME :
Section I(Chaudières électriques) : Acceptable pour toutes les pièces sous pression de la chaudière
Section II(Spécifications matérielles) : SA192 est la désignation ASME
Section V(NDE) : Référence pour les méthodes d’inspection
Section IX(Soudage) : Qualification en procédure de soudage requise
Équivalents internationaux :
| Région | Norme équivalente |
|---|---|
| Europe | EN 10216-2 P195GH |
| Japon | JIS G3461 STB410 |
| Chine | Go 5310 20G |
Modes de défaillance courants et prévention
1. Corrosion riveraine :
Cause:Piqûres d'oxygène, corrosion sous-dépôt
Prévention:Traitement approprié de l’eau d’alimentation, élimination de l’oxygène
2. Corrosion au coin du feu :
Cause:Attaque de soufre, oxydation
Prévention:Maintenir une atmosphère réductrice, limiter la température du métal
3. Érosion :
Cause:Impact de cendres volantes, vapeur de souffleur de suie
Prévention:Revêtements de protection, blocs de protection
4. Fluage (à des températures plus élevées) :
Cause:Surchauffe au-delà de la température de conception
Prévention:Bonne circulation, surveiller les températures des métaux
Informations de commande
Spécifications essentielles :
Quantité(longueur totale ou nombre de tubes)
Dimensions:OD × Épaisseur de paroi minimale × Longueur
Processus de fabrication :À chaud-fini ou à froid-étiré
Traitement thermique :Si autre que standard
Fin Finition :Préparation unie, biseautée ou spéciale
Exigences de test :Tests supplémentaires au-delà de la norme
Attestation :MTC avec traçabilité du numéro de coulée
Exemple de bon de commande :
texte
Tubes ASTM A192, diamètre extérieur de 50,8 mm × paroi minimale de 4,0 mm × longueur de 12 000 mm, finition à chaud-, extrémités lisses, avec tests hydrostatiques, d'aplatissement et d'évasement, MTC complet avec traçabilité jusqu'au numéro de chauffe.
Entretien et inspection
Dans-Surveillance des services :
Test d'épaisseur par ultrasonspendant les pannes
Inspection visuellepour gonflement, oxydation, érosion
Analyse des dépôtsà partir d'échantillons de tubes
Essais hydrostatiquesaprès réparation
Critères de remplacement :
| Condition | Action requise |
|---|---|
| Amincissement des parois > 20 % | Surveiller de près |
| Amincissement des parois > 30 % | Planifier le remplacement |
| Piqûres localisées > 50 % paroi | Réparation/remplacement immédiat |
| Renflement ou distorsion | Remplacement immédiat |
Conclusion :ASTM A192 est letube en acier au carbone standard de l'industriepour les applications de chaudières à haute-pression où la pression interne est la principale considération de conception. Sa combinaison de soudabilité, de ductilité et de capacité de confinement de la pression en a fait lematériau de bête de sommepour les chaudières à tubes d'eau-dans le monde entier depuis plus de 80 ans.
