ASTM A249 TP310S Tuburi sudate din oțel inoxidabil pentru generarea de energie

Domeniul de aplicare al ASTM A249

ASTM A249 este specificația standard pentru cazanele din oțel austenitic sudate, supraîncălzitorul, schimbătorul de căldură-și tuburile condensatorului. Acesta acoperă țevile fabricate printr-un proces de sudare automată din produs laminat-plat, cu sudarea 100% inspectată dimensional și, pentru majoritatea claselor, tubul furnizat în stare de soluție-recoace. A249 este un standard pentru țevi, nu un standard pentru țevi: diferența contează deoarece țeava este ordonată după diametrul exterior și grosimea peretelui pentru sarcina de transfer de căldură, în timp ce țeava este ordonată după dimensiunea nominală a țevii.

Lista de calități pentru A249 este largă și include TP304, TP304L, TP304H, TP309S, TP309H, TP310S, TP310H, TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti, TP321H, TP321H, TP3374 TP348 și TP348H, printre altele. Fiecare clasă are propriul său tabel de chimie și{19}}tratare termică. Acest articol se concentrează pe TP310S, desemnat UNS S31008, care este, de asemenea, acoperit de ASTM A312 pentru țevi și A240 pentru plăci și foi.

Compoziția chimică a TP310S

Intervalele de analiză de căldură-de mai jos sunt cerute de ASTM A249 pentru TP310S.

Element	Conținut, % în greutate
Carbon, C	0,08 max
Mangan, Mn	2,00 max
Fosfor, P	0,045 max
sulf, S	0,030 max
Siliciu, Si	1,00 max
Crom, Cr	24.0 - 26.0
Nichel, Ni	19.0 - 22.0
Fier, Fe	Echilibru

Conținutul ridicat de crom, aproximativ 25 la sută, conferă lui 310S rezistența remarcabilă la oxidare și sulfurare la temperaturi ridicate, în timp ce conținutul ridicat de nichel menține structura austenitică stabilă și oferă rezistență la atmosfere reducătoare. Sufixul S indică versiunea standard-carbon 0,08 la sută maximă; TP310H, cu carbon 0,04 până la 0,10 procente, este specificat acolo unde guvernează rezistența la fluaj.

Proprietăți mecanice

Conform ASTM A249, tubul TP310S recoapt cu soluție-trebuie să îndeplinească următoarele cerințe-de temperatură a camerei.

Proprietate	Cerinţă
Rezistență la tracțiune	515 MPa min, 75 ksi min
Limita de curgere, compensare de 0,2 %	205 MPa min, 30 ksi min
Alungire în 2 in (50 mm)	35 % min
Duritate	90 HRB max

În starea de recoacere, microstructura este complet austenitică, astfel încât tubul păstrează o ductilitate și duritate bune la temperaturi criogenice, precum și la temperaturi ridicate, deși gradul este rareori selectat pentru funcționarea la temperatură joasă-.

Performanță-înaltă la temperatură

TP310S este proiectat mai degrabă pentru căldură decât pentru coroziune ambientală. Învelișul practic de temperatură este:

Serviciu de oxidare continuă în aer: aproximativ 1035 C, cu expunere intermitentă posibilă până la aproximativ 1100 C în aer uscat.

Proiectarea presiunii: codurile de proiectare precum ASME Secțiunea VIII și B31.3 limitează tensiunile admisibile la aproximativ 816 C pentru 310S; peste aceasta, tubul poate supraviețui, dar nu poate fi proiectat pentru a codifica presiunea.

Fluare: pentru componentele încărcate cu fluent-durată lungă de viață- peste aproximativ 800 C, TP310H de calitate H este preferată în comparație cu TP310S.

Faza sigma: serviciul prelungit în intervalul 650 până la 900 C poate precipita faza sigma și fragiliza materialul; acest lucru trebuie luat în considerare în planificarea duratei de proiectare și a inspecției.

În atmosfere de ardere și gaze de ardere-conținutul ridicat de crom rezistă la oxidare și atacul de sulf mult mai bine decât grade 18-8, motiv pentru care 310S este calul de lucru pentru tubulatura cuptorului și suprafețele de recuperare a căldurii.

Aplicații tipice

Tuburi pentru cazan și supraîncălzitor în generarea de energie

Tuburi radiante și de convecție în cuptoare de proces

Tuburi-schimbătoare de căldură și condensatoare pentru recuperarea-de căldură reziduală

Componentele unității de cracare catalitică fluidă în rafinarea petrolului

Echipamente-de procesare termică: incineratoare, duze pentru arzătoare și dispozitive de-tratare termică

Fabricare și sudare

Metal de umplutură: ER310 conform AWS A5.9 este umplutura potrivită pentru 310S, cu niveluri de carbon și crom potrivite pentru designul cu temperatură înaltă{{3}; Materialele de umplutură ER308L sau ER316L nu sunt înlocuitori acceptabili pentru serviciul cu temperaturi ridicate-.

Aport de căldură: mențineți aportul de căldură și temperatura interpass scăzută pentru a limita creșterea cerealelor și susceptibilitatea fazei sigma-în regiunea de sudare.

Tratament termic: tubul este furnizat în stare de soluție-recoace, aproximativ 1040 C minim, urmat de răcire rapidă; tratamentul termic post-sudare nu este necesar pentru 310S.

Formare: îndoirea și bobinarea la rece urmează practica austenitică standard; formarea la cald trebuie să se termine la o temperatură care să evite intervalul de fragilizare de la 650 la 900 C.

Inspecție: sudurile sunt inspectate conform A249, cumpărătorul putând adăuga cerințe de examinare ne-distructive, cum ar fi testarea cu curenți turbionari-sau radiografia.

Întrebări frecvente

Î1. Ce acoperă ASTM A249?
A249 acoperă cazanele sudate din oțel austenitic, supraîncălzirea, schimbătorul de căldură-și tuburile condensatoare, inclusiv familiile TP304, TP310S, TP316 și TP347, cu cerințe dimensionale și de testare pentru serviciul de transfer de căldură-.

Q2. Care este temperatura maximă de serviciu a TP310S?
În aer, 310S rezistă la oxidare în mod continuu până la aproximativ 1035 C și intermitent la aproximativ 1100 C. Pentru proiectarea presiunii, codurile ASME limitează tensiunile admisibile la aproximativ 816 C, iar TP310H este preferat pentru un serviciu de fluaj de lungă durată peste aproximativ 800 C.

Q3. Care este diferența dintre 310S și 310H?
Gradul H, TP310H, controlează carbonul între 0,04 și 0,10% pentru a oferi rezistență la fluaj, în timp ce 310S limitează carbonul la 0,08% maxim. Pentru componentele-portante cu temperatură-înaltă, este specificat TP310H.

Î4. Este TP310S la fel cu EN 1.4845?
EN 1.4845, denumit X8CrNi25-21, este omologul european al 310S cu, în esență, aceleași intervale de crom și nichel; în proiectele europene, cele două denumiri sunt în mod obișnuit încrucișate.

Î5. Tubul sudat TP310S poate fi folosit pentru schimbătoare de căldură?
Da, este utilizat pe scară largă pentru tuburile-schimbătoare de căldură și condensatoare în serviciul de-temperatură și căldură-înaltă, furnizate în stare de soluție-recoacetă cu sudura examinată conform A249 și orice testare ne-distructivă suplimentară convenită cu cumpărătorul.

Î6. De ce este 310S mai scump decât 304?
310S conține aproximativ 25% crom și 20% nichel, mai mult decât dublul conținutului de aliaj de 304, astfel încât suprataxa de aliaj este substanțial mai mare în schimbul unei rezistențe superioare la-la oxidare la temperatură înaltă.