ASTM A178 Технічні характеристики зварних котлових труб
Огляд
ASTM A178є стандартною специфікацією дляелектричні-резистивні-зварні труби котлів і пароперегрівачів з вуглецевої сталі. Ці труби розроблено спеціально для роботи при високих-температурах у котлах, пароперегрівачах, теплообмінниках та подібних системах тиску, де надійність за умов термічного навантаження є критичною.
Оцінки та класифікація матеріалів
| Оцінка | Тип | Позначення | Основна програма |
|---|---|---|---|
| клас А | ВПВ | Мінімум вуглецевої сталі | Загальне обслуговування,-низькотемпературні котли |
| клас С | ВПВ | Вуглецева-марганцева сталь | Помірна температура і тиск |
| Оцінка D | ВПВ (спеціальний)* | Вуглецева-кремнієва сталь | Високотемпературні-застосування |
Примітка: Труби класу D можуть постачатися як ERW або безшовні на вибір виробника.
Механічні властивості
| Власність | клас А | клас С | Оцінка D |
|---|---|---|---|
| Міцність на розрив, хв | 47 000 psi (325 МПа) | 60 000 psi (415 МПа) | 60 000 psi (415 МПа) |
| Межа текучості, хв | 26 000 psi (180 МПа) | 37 000 psi (255 МПа) | 37 000 psi (255 МПа) |
| Подовження, хв | 35% в 2" | 30% в 2" | 30% в 2" |
Примітка. Механічні властивості стосуються як поздовжніх, так і поперечних зразків.
Хімічний склад (максимальний %, якщо не вказано діапазон)
| елемент | клас А | клас С | Оцінка D |
|---|---|---|---|
| Карбон | 0.18 | 0.35 | 0.27-0.34 |
| Марганець | 0.30-0.80 | 0.80-1.20 | 0.80-1.20 |
| Фосфор | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Сірка | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Кремній | - | - | 0.10-0.30 |
| Залишкові елементи* | - | 0,50 максимум кожен | 0,50 максимум кожен |
Залишки: Cu, Ni, Cr, Mo, V (загальний вміст менше або дорівнює 1,00% для марок C & D)
Особливості виробничого процесу
Спеціалізоване виробництво ВПВ:
Прецизійна підготовка стрічки- Точніший хімічний склад і контроль розмірів, ніж стандартна труба
Підготовка чистого краю- Критично для високої-цілісності зварних швів у тонкостінних-трубах
Високочастотне-зварювання- Зазвичай 300–450 кГц для точного контролю тепла
Видалення спалаху- Повне внутрішнє/зовнішнє видалення для гладких поверхонь
Підбір розміру та випрямлення- Надзвичайна точність підгонки пучка труб-
Термічна обробка- Часто знімається напруга або нормалізується для стабільності розмірів
Неруйнівний контроль- Обов’язкова повна-перевірка
Акцент на якість:
Чистота- Мінімізація включень і дефектів поверхні
Консистенція шва- Ідеальна цілісність окружного шва
Точність розмірів- Жорсткі допуски для збірки теплообмінника
Стандартні розміри та розміри
| Параметр | Стандартний діапазон | Ключові характеристики |
|---|---|---|
| Зовнішній діаметр | від 0,75" до 5" (19,1 до 127 мм) | Найчастіше: від 1 до 2,5 дюйма |
| Товщина стінки | від 0,035 дюйма до 0,320 дюйма (від 0,9 до 8,1 мм) | Конструкція з тонкими- стінками, оптимізована для теплопередачі |
| Довжина | Типова до 65 футів (20 м). | Велика довжина зводить до мінімуму з’єднання в пучках труб |
| Закінчити | Холоднотягнуті або -зварні | Гладка поверхня для зменшення забруднення |
Допуски (згідно ASTM A178)
| Розмір | Толерантність |
|---|---|
| Зовнішній діаметр | ±0,004" для D Менше або дорівнює 1" ±0,5% від OD для D > 1" |
| Товщина стінки | +20%, -0% від номінальної стіни (стандарт) ±10% доступно (ближчий допуск) |
| Довжина | +1/8", -0" для відрізаної довжини |
| З--округлості | Менше або дорівнює 1% від OD (щільніше, ніж звичайна труба) |
| прямолінійність | Максимальне відхилення 0,010" на фут |
Обов'язкові вимоги до тестування
| Тест | Вимога | Частота | призначення |
|---|---|---|---|
| Гідростатичне випробування | Тиск=2S × t/D S=50% мінімальної межі текучості Тривалість більше або дорівнює 10 секундам |
Кожна трубка | Перевірка герметичності |
| Тест на сплющування | Сплющити до 3x товщини стінки без тріщин | Два на партію | Пластичність і якість зварювання |
| Тест зворотного сплющення | Особливо для труб ERW, відкриває зварний шов для перевірки | Один на партію | Виявлення внутрішніх дефектів зварювання |
| Неруйнівний електричний тест | Вихровий струм або інший затверджений метод | Повний зріст | Виявлення дефектів по всій трубі |
| Випробування на розтяг | Один на опалення, на товщину стінки | Обов'язковий | Перевірка механічних властивостей |
| Тест на твердість | Опціонально, за домовленістю | Як зазначено | Додаткова перевірка якості |
| Тест на спалювання | Для труб < 3" OD, питоме розширення без пошкоджень | Два на партію | Можливість формування для розширення труб |
Стан поверхні та оздоблення
| Хвороба | опис | Розгляд заявки |
|---|---|---|
| Як-зварений | Світла окалина, видно зварний шов | Економ клас, підлягає чищенню в сервісі |
| мариновані | Кислотно-очищене, яскраве покриття | Чиста поверхня для кращої тепловіддачі |
| Cold Drawn | Гладке, блискуче покриття з жорсткими допусками | Точність застосування, покращений зовнішній вигляд |
| Піскострумлений | Чисте, матове покриття | Покращене покриття/адгезивне з’єднання |
| Оцинкований | Оцинковане-покриття (рідко для котлових труб) | Спеціальні засоби проти корозії |
Основні програми
Котельні системи:
Водяні труби- Стінки топки в котлах
Труби котла- Конвективні теплообмінні секції
Труби пароперегрівача- Підвищення температури пари (клас C/D)
Труби економайзера- Попередній підігрів живильної води
Трубки перегрівача- Підігрів парою проміжного тиску
Теплообмінники:
Кожухотрубні теплообмінники- Процес нагріву/охолодження
Підігрівачі повітря- Підігрів повітря для горіння
Конденсатори- Системи конденсації пари
Установки для утилізації відпрацьованого тепла- Енергоефективні програми
Інші програми:
Трубки сажеочисні- Системи очищення котлів
Труби пальника- Подача палива/повітря в системи згоряння
Нагрівачі нафтопереробного заводу- Технологічні нагрівачі та печі
Когенераційні системи- ТЕЦ
Температури та тиску
| Оцінка | Максимальна температура | Розгляд тиску |
|---|---|---|
| клас А | Менше або дорівнює 800 градусам F (427 градусам) | Від низького до середнього тиску |
| клас С | Менше або дорівнює 850 градусам F (454 градусам) | Помірний тиск, загальне обслуговування |
| Оцінка D | Менше або дорівнює 900 градусам F (482 градусам) | Здатність до більш високих температур |
Примітка. Фактичні допустимі значення напруги, наведені в розділі II, частина D Кодексу ASME про котли та резервуари під тиском
Порівняння з іншими стандартами
| Параметр | ASTM A178 | ASTM A53 | ASTM A214 |
|---|---|---|---|
| Основне використання | Котли, пароперегрівачі | Труба загального призначення | Конденсатор, теплообмінні труби |
| Фокус на якість зварювання | Найвищий (важливий сервіс) | Стандартний | Високий |
| Температурний рейтинг | Вища (менше або дорівнює 900 градусам F) | Нижче (менше або дорівнює 400 градусам F) | Помірний |
| Допуски на розміри | Тісніше | Стандартний | Тісніше |
| Строгість тестування | Найбільш обширний | Базовий | Проміжний |
| Вартість | Вища | Нижній | Проміжний |
Переваги труб ASTM A178 ERW
Висока температура- Спеціально розроблено для теплового обслуговування
Відмінна цілісність зварного шва- Ретельне тестування гарантує надійність
Хороший теплообмін- Гладкі поверхні та рівні стіни
Наявність великої довжини- Зменшує з’єднання в пучках труб
Перевірена надійність- Довга історія застосування критичних котлів
Вартість проти безшовності- Більш економічний, ніж безшовний для багатьох застосувань
Обмеження та особливості дизайну
Обмеження розміру- Максимальний зовнішній діаметр зазвичай 5 дюймів (більші розміри часто без швів)
Не для сильної корозії- Стандартні сорти не для висококорозійних середовищ
Розгляд зони зварювання- Дещо інші властивості в HAZ
Температурний цикл- Може знадобитися особлива увага щодо сильного термічного циклу
Не для прямого впливу полум'я- У деяких дизайнах може бути вказано безшовне зображення
Інструкції зі встановлення та виготовлення
Розширення трубки:
Коефіцієнт розширення- Зазвичай 3-8% товщини стінки труби
Змащення- Необхідно, щоб запобігти подразненню
Послідовність- Розгорніть від центру назовні трубні пластини
Перевірка- Pull{1}}тести, рекомендовані для критичних програм
Зварювання:
Процедури- Повинен бути кваліфікований для застосування з котловими трубами
Присадковий метал- Зазвичай композиція відповідає розкислювачам
прибирання- Важливо видалити оксиди та забруднення
Термообробка після-зварювання- Може знадобитися залежно від програми
Згинання:
Мінімальний радіус вигину- Зазвичай 3x OD для холодного згинання
Використання оправки- Рекомендовано для запобігання згладжуванню
Надбавка на пружинне повернення- Враховуйте дизайн інструментів
Огляд- Перевірте овальність і стоншення стінок після згинання
Гарантія якості та документація
Необхідні сертифікати:
Сертифікат випробування млина- Включаючи хімічний аналіз і механічні випробування
Відстеження теплового числа- Важливо для відповідності нормам котла
Звіти NDE- Для проведення неруйнівного контролю
Протоколи гідростатичних випробувань- Документація про тиск і тривалість
Додаткове тестування (необов’язкове/специфічне для проекту):
Ультразвуковий контроль- Більш чутливий, ніж вихровий струм для певних дефектів
Позитивна ідентифікація матеріалу- Перевірте хімічний склад вхідного матеріалу
Випробування на твердість- Особливо для додатків рівня C/D
Дослідження мікроструктури- Для критично високих-температур
Режими відмов і запобігання
| Режим відмови | Загальні причини | Заходи профілактики |
|---|---|---|
| Корозійне розтріскування під напругою | Хлориди, каустики, залишкові напруги | Правильний хімізм води, зняття стресу |
| Корозійна втома | Циклічне напруження в корозійному середовищі | Конструкція для належного дренажу, захисту від корозії |
| повзучість | Тривала -тривала дія високої температури | Правильний вибір матеріалу, контроль температури |
| Поширення дефекту зварного шва | Початкові дефекти зварювання | Ретельний НЕЗ, належні процедури зварювання |
| Ерозія | Високо{0}}швидкісний потік частинок | Контроль швидкості потоку, захисні пристрої |
Відповідність галузевим стандартам і кодексу
Ключові посилання:
Код ASME для котлів і посудин під тиском- Розділ I (Енергетичні котли), Розділ VIII (Посудини під тиском)
ASME B31.1- Електропроводи
NBIC- Національний інспекційний кодекс
АВМА- Рекомендації Американської асоціації виробників бойлерів
Штампування коду:
S Штамп- Необхідно для котлів розділу I
Штамп U- Для посудин під тиском розділу VIII
Штамп NPT- Уповноважені Національною радою ремонтні організації
Інформація про замовлення
Повна специфікація повинна містити:
Стандарт і клас- ASTM A178 клас C ERW
Розміри- OD × Товщина стінки × Довжина (наприклад, 2 дюйма × 0,120 дюйма × 20 футів)
Допуски- Стандартний або спеціальний
Закінчити- Як-зварені, травлені, холоднотягнуті
Тестування- Стандартні тести та будь-які додаткові вимоги
Атестація- Вимоги до сертифіката випробувань на фрезі
Маркування- Обов’язкова ідентифікація на кожній трубці
Упаковка- Захист від пошкоджень під час транспортування
Особливі вимоги (вкажіть, якщо потрібно):
Теплова обробка- Зняття стресу, нормалізація
Кінцева підготовка- Прямоугольні, зняті задирки, фаски
Оздоблення поверхні- Особливі вимоги до шорсткості
Спеціальна чистка- Знежирений, пасивований
збереження- Папір VCI, пакети з осушувачем для зберігання
Технічне обслуговування та продовження терміну служби
У-сервісній перевірці:
Візуальний- Подивіться на корозію, опуклості, тріщини
Ультразвукова товщина- Потоншення стінки монітора
Барвник Пенетрант- Виявлення тріщин на поверхні
Вихровий струм- Виявлення внутрішніх дефектів
Відбір проб з пробірки- Періодичне видалення для деструктивного аналізу
Методи ремонту:
Закупорка труб- Тимчасовий ремонт окремих несправностей
рукави- Вставте меншу трубку всередину пошкодженої ділянки
Зварювальний ремонт- Для певних типів пошкоджень (потрібні кваліфіковані процедури)
Заміна трубки- Частична або повна-заміна
Міркування щодо навколишнього середовища та безпеки
Очищення води- Важливо для запобігання накипу, корозії та утворення відкладень
Чистячі хімікати- Має бути сумісним із матеріалом труби
Зварювальний газ- Під час виготовлення потрібна належна вентиляція
Випробування тиском- Безпечні процедури гідростатичного випробування
Кінець--життя- Належна утилізація/переробка використаних труб котла
Резюме
Труби ASTM A178 ERW представляють собою спеціалізований високо{1}}якісний продукт, розроблений спеціально для вимогливих високих{2}}температур у котлах і теплообмінниках. Незважаючи на те, що вимоги та випробування суворіші, ніж труби загального -призначення, вони забезпечують надійну роботу в критичних термічних умовах. Правильний вибір на основі робочої температури, тиску та навколишнього середовища в поєднанні з дотриманням застосовних норм і правил технічного обслуговування забезпечує безпечну та ефективну довгострокову-роботу.
Щодо використання котлів, завжди зверніться до Кодексу котлів і посудин під тиском ASME і залучайте кваліфікованих інженерів котлів до проектування, виготовлення та перевірки. Специфікації матеріалів містять мінімальні вимоги; фактичні умови експлуатації можуть диктувати додаткові міркування.
