ASTM A210 / SA210 - Tubes de chaudière et de surchauffeur en acier au carbone sans soudure-
ASTM A210 (SA210)couvretubes en acier au carbone sans soudure-utilisé danschaudières, surchauffeurs et échangeurs de chaleuroù une résistance plus élevée est requise par rapport aux tubes A192.
Caractéristiques clés
| Fonctionnalité | Description |
|---|---|
| Matériel | Moyen-Acier au carbone(deux qualités disponibles) |
| Fabrication | Transparent (SMLS)-Fini à chaud-ou à froid-étiré |
| Notes | A-1(standard),C(force supérieure) |
| Utilisation principale | Tubes de chaudière et de surchauffeurnécessitant une résistance à des températures plus élevées |
Exigences chimiques
Comparaison des notes :
| Élément | Catégorie A-1 (%) | Catégorie C (%) |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.13 - 0.19 | 0.24 - 0.31 |
| Manganèse (Mn) | 0.37 - 0.65 | 0.84 - 1.15 |
| Phosphore (P), maximum | 0.035 | 0.035 |
| Soufre (S), max | 0.035 | 0.035 |
| Silicium (Si), min | 0.10 | 0.10 |
| Équivalent carbone (CE) | ~0.36 | ~0.46 |
Points clés :
Catégorie A-1 :Qualité carbone moyenne-standard pour l'entretien général des chaudières
Catégorie C :Plus de carbone-manganèse pour une résistance accrue (application courante du surchauffeur)
Minimum de siliciumassure une désoxydation adéquate
Propriétés mécaniques
Comparaison des notes :
| Propriété | Catégorie A-1 | Catégorie C |
|---|---|---|
| Résistance à la traction, min | 415 MPa (60 000 psi) | 485 MPa (70 000 psi) |
| Limite d'élasticité, min | 255 MPa (37 000 psi) | 275 MPa (40 000 psi) |
| Allongement (en 50 mm), min | 30% | 30% |
| Dureté typique | ~140 HB | ~170 HB |
Fabrication & Dimensions
Méthodes de production :
À chaud-terminé- Le plus courant pour les applications de chaudières
Étiré à froid-- Pour des tolérances plus étroites (doit être traité thermiquement après étirage à froid)
Traitement thermique :
Tubes-finis à chaud :Généralement tel que-roulé
Tubes étirés à froid : Doit être normalisé ou recuitaprès étirage à froid
Normalisationsouvent spécifié pour le grade C afin d'optimiser les propriétés
Gamme de tailles :
| Paramètre | Gamme typique |
|---|---|
| Diamètre extérieur | ½" à 5" (12,7 mm à 127 mm) |
| Épaisseur de paroi | 0,035" à 0,500" (0,9 mm à 12,7 mm) |
| Longueur | Jusqu'à 12 m standard |
Exigences en matière de tests et d'inspection
| Test | Exigence |
|---|---|
| Essai hydrostatique | Obligatoire- Pression par formule (min 70 bar/1 000 psi) |
| Test d'aplatissement | Obligatoire pour tous les tubes |
| Essai de torchage | Obligatoire pour tous les tubes |
| Essai de dureté | Facultatif |
| Test non destructif | En option (courant de Foucault commun) |
| Essai de pliage | Obligatoire pour les-tubes étirés à froid |
| Essai de traction | Un par manche |
Pression d'essai hydrostatique :
texte
P=2St/D ou 1 400 psi minimum, selon la valeur la plus élevée S=60 % de la limite d'élasticité minimale spécifiée
Applications principales
1. Applications de chaudière :
Tubes de surchauffeur(demande principale pour le grade C)
Tubes de réchauffeur
Tubes de batterie de chaudières à haute-température
Sections de sortie de l'économiseur
2. Conditions de service par grade :
| Grade | Température de service typique | Applications courantes |
|---|---|---|
| A-1 | Jusqu'à425 degrés (800 degrés F) | Groupe de chaudières, tubes économiseurs |
| C | Jusqu'à455 degrés (850 degrés F) | Tubes de surchauffeur primaire et secondaire |
3. Pourquoi la catégorie C pour les surchauffeurs :
Résistance au fluage plus élevéeà des températures élevées
Meilleure résistance à l'oxydationque les aciers à faible-carbone
Rentable-par rapport aux aciers alliés pour températures modérées
Bonne soudabilitémalgré une teneur en carbone plus élevée (avec des procédures appropriées)
Comparaison avec les normes connexes
| Standard | Matériel | Différence clé par rapport à l'A210 |
|---|---|---|
| ASTMA192 | Acier à faible-carbone | Résistance inférieure, pour murs d'eau et groupes de chaudières |
| ASTM A213 T11 | Alliage 1¼Cr-½Mo | Higher temperature capability (>480 degrés) |
| ASTMA178 | Acier au carbone | Soudéconstruction, pas sans couture |
| ASTM A106 Gr.B | Acier au carbone | Pourtuyauterie externe, pas les pièces sous pression de la chaudière |
Considérations de conception
1. Limites de température :
Températures maximales recommandées :
Catégorie A-1 :400-425 degrés (750-800 degrés F)
Catégorie C :425-455 degrés (800-850 degrés F)
Au-dessus de 455 degrés :Risque de graphitisation et d'oxydation rapide
Pour des températures plus élevées :Utiliser des aciers alliés A213 (T11, T22)
2. Conception de pression :
ASME Section Irégit la conception
Contraintes admissiblesde l'ASME Section II, Partie D
Facteur de sécurité:Généralement 4,0 pour les tubes de chaudière
3. Directives de fabrication :
| Opération | Catégorie A-1 | Catégorie C |
|---|---|---|
| Pliage à froid | Rayon minimum = 3 × OD | Rayon minimum = 4 × OD |
| Soudage | Préchauffer si > 19 mm d'épaisseur | Préchauffage toujours recommandé |
| Traitement thermique après-soudage | En option pour les sections épaisses | Recommandépour tous les joints soudés |
| Expansion du tube | Pratique standard | Un contrôle plus minutieux est nécessaire |
4. Considérations relatives au soudage :
Le grade C a un équivalent carbone plus élevé(~0,46 contre ~0,36 pour A-1)
Température de préchauffage :150-200 degrés (300-400 degrés F) pour le grade C
Métal d'apport :Généralement E7018 pour SMAW, ER70S-2 pour GTAW
PWHT :590-650 degrés (1100-1200 degrés F) pour soulager le stress
Applications courantes par secteur
Production d'énergie :
| Composant | Catégorie typique | Raison |
|---|---|---|
| Surchauffeur primaire | Catégorie C | Résistance à des températures plus élevées |
| Surchauffeur secondaire | Grade A-1 ou C | Températures modérées |
| Banque de chaudière (supérieure) | Catégorie A-1 | Au-dessus de la température de saturation |
| Économiseur (extrémité chaude) | Catégorie A-1 | Température de saturation proche |
Chaudières industrielles :
Surchauffeurs de chaudières groupés
Tubes de chaudière à chaleur résiduelle
Tubes de chauffage de processus
Modes de défaillance et prévention
1. Rupture de fluage (surchauffeurs) :
Cause:Surchauffe au-delà de la température de conception
Prévention:Surveiller la température de la vapeur, assurer une bonne répartition du débit
Signes :Fissures longitudinales, « cavitation de fluage »
2. Oxydation au coin du feu :
Cause:Température élevée du métal dans une atmosphère oxydante
Prévention:Limiter la température du métal, maintenir une atmosphère réductrice
Avantage de catégorie C :Meilleure résistance à l'oxydation que A-1
3. Graphitisation :
Cause:Exposition à long-terme au-dessus de 425 degrés
Prévention:Utiliser des aciers alliés (T11/T22) pour des températures plus élevées
Risque:Plus élevé pour le grade C que pour le grade A-1
4. Corrosion riveraine :
Cause:Mauvaise chimie de l'eau, pénétration d'oxygène
Prévention:Traitement approprié de l’eau d’alimentation
Note:Sensibilité similaire aux tubes A192
Informations de commande
Spécifications essentielles :
Standard:ASTMA210/SA210
Grade:A-1 ou C
Dimensions:OD × épaisseur de paroi × longueur
Fabrication:À chaud-fini ou à froid-étiré
Traitement thermique :Si autre que standard
Fin de la préparation :Plaine, biseautée, spéciale
Essai:Exigences supplémentaires au-delà de la norme
Exemple de spécification d'achat :
texte
Tubes ASTM A210 de qualité C, diamètre extérieur de 38,1 mm × paroi de 4,0 mm × longueur de 10 000 mm, finition à chaud, normalisée, extrémités lisses, avec tests hydrostatiques, d'aplatissement et d'évasement, MTC complet avec traçabilité du numéro thermique, testé par courants de Foucault.
Inspection et entretien
Dans-Surveillance des services :
Mesure d'épaisseur par ultrasonspendant les pannes
Technique de réplicationpour l'évaluation des dommages causés par le fluage
Inspection visuellepour oxydation, gonflement, fissures
Analyse des dépôtsdes surfaces internes
Critères de remplacement :
| Condition | Action requise |
|---|---|
| Amincissement des parois > 25 % | Surveiller de près |
| Dommages causés par le fluage détectés | Remplacement du régime |
| Échelle d'oxydation > 0,5 mm | Évaluer l'exposition à la température |
| Renflement > 2 % du diamètre | Remplacement immédiat |
Équivalents internationaux
| Région | Équivalent au grade A-1 | Équivalent au grade C |
|---|---|---|
| Europe | EN 10216-2 P235GH | EN 10216-2 P265GH |
| Japon | JIS G3461 STB410 | JIS G3461 STB510 |
| Chine | Go 5310 20G | Go 5310 20MnG |
| Inde | EST 7788 rue 45.8 | IS 7788 rue 45.8/III |
Considérations relatives aux coûts
Prime de coût typique :
Grade C vs Grade A-1 :5 à 10 % plus élevé
A210 contre A192 :10 à 15 % plus élevé (pour le grade A-1)
A210 Grade C contre A213 T11 :30 à 40 % de moins (lorsque la température le permet)
Guide de sélection économique :
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Température < 400 degrés → Considérez A192 (coût le plus bas) Température 400-455 degrés → A210 Grade C (équilibre optimal) Température > 455 degrés → Acier allié A213 (obligatoire)
Conclusion :ASTM A210, en particulierCatégorie C, est lesolution standard en acier au carbonepour les applications de surchauffeur de chaudière fonctionnant dans lePlage de 400 à 455 degrés (750 à 850 degrés F), offrant un équilibre optimal entre résistance aux températures élevées, résistance à l'oxydation et rentabilité-. Il comble le fossé entre les tubes de chaudière à faible teneur en carbone (A192) et les tubes de surchauffeur en acier allié (A213).
