Tuyau en acier ASTM A213
Tuyau en acier ASTM A213
Introduction
ASTM A213 est une spécification standard pour les chaudières en acier allié ferritique et austénitique sans soudure, surchauffeur, et tubes échangeurs de chaleur. Ces tuyaux sont conçus pour un service à haute température et sont largement utilisés dans les centrales électriques., industries pétrochimiques, et raffineries. La spécification couvre différentes qualités, chacun étant adapté à des applications spécifiques et à des exigences de performances.
Qualités clés et composition chimique
ASTM A213 comprend plusieurs qualités, principalement classé en ferritique (T) et austénitique (TP) nuances d'acier. Voici quelques notes couramment utilisées:
- Nuances ferritiques: T2, T5, T9, T11, T12, T22, T91
- Nuances austénitiques: TP304, TP304H, TP316, TP316H, TP321, TP347
Tolérance sur le diamètre extérieur du tube en acier ASTM A213:
| Laminé à chaud | Diamètre extérieur, mm | Tolérance, mm |
|---|---|---|
| DO≤101,6 | +0.4/-0.8 | |
| 101.6＜OD≤190,5 | +0.4/-1.2 | |
| 190.5＜OD≤228,6 | +0.4/-1.6 | |
| Étiré à froid | Diamètre extérieur, mm | Tolérance, mm |
| DE ＜25.4 | ±0,10 | |
| 25.4≤OD≤38,1 | ±0,15 | |
| 38.1＜DE＜50,8 | ±0,20 | |
| 50.8≤OD<63,5 | ±0,25 | |
| 63.5≤OD<76,2 | ±0,30 | |
| 76.2≤OD≤101,6 | ±0,38 | |
| 101.6＜OD≤190,5 | +0.38/-0.64 | |
| 190.5＜OD≤228,6 | +0.38/-1.14 |
Épaisseur de paroi & Tolérance du tube en acier ASTM A213 :
| Laminé à chaud | Diamètre extérieur, mm | Tolérance, % |
|---|---|---|
| DO≤101,6, WT≤2,4 | +40/-0 | |
| DO≤101,6, 2.4＜WT≤3,8 | +35/-0 | |
| DO≤101,6, 3.8＜WT≤4,6 | +33/-0 | |
| DO≤101,6, POIDS>4.6 | +28/-0 | |
| DE>101.6, 2.4＜WT≤3,8 | +35/-0 | |
| DE>101.6, 3.8＜WT≤4,6 | +33/-0 | |
| DE>101.6, POIDS>4.6 | +28/-0 | |
| Étiré à froid | Diamètre extérieur, mm | Tolérance, % |
| DO≤38,1 | +20/-0 | |
| DE>38.1 | +22/-0 |
Composition chimique
Vous trouverez ci-dessous les compositions chimiques de certaines qualités ASTM A213..
Nuances ferritiques
Niveau T2
- Carbone (C): 0.10%
- Manganèse (Mn): 0.30 – 0.61%
- Phosphore (P.): ≤ 0.025%
- Soufre (S): ≤ 0.025%
- Silicium (Et): 0.10 – 0.50%
- Chrome (Cr): 0.50 – 0.81%
- Molybdène (Mo): 0.44 – 0.65%
Catégorie T91
- Carbone (C): 0.08 – 0.12%
- Manganèse (Mn): 0.30 – 0.60%
- Phosphore (P.): ≤ 0.020%
- Soufre (S): ≤ 0.010%
- Silicium (Et): 0.20 – 0.50%
- Chrome (Cr): 8.00 – 9.50%
- Molybdène (Mo): 0.85 – 1.05%
- Vanadium (V): 0.18 – 0.25%
- Azote (N): 0.03 – 0.07%
- Niobium (Nb): 0.06 – 0.10%
Nuances austénitiques
Nuance TP304
- Carbone (C): ≤ 0.08%
- Manganèse (Mn): ≤ 2.00%
- Phosphore (P.): ≤ 0.045%
- Soufre (S): ≤ 0.030%
- Silicium (Et): ≤ 1.00%
- Chrome (Cr): 18.00 – 20.00%
- Nickel (Dans): 8.00 – 11.00%
Nuance TP316
- Carbone (C): ≤ 0.08%
- Manganèse (Mn): ≤ 2.00%
- Phosphore (P.): ≤ 0.045%
- Soufre (S): ≤ 0.030%
- Silicium (Et): ≤ 1.00%
- Chrome (Cr): 16.00 – 18.00%
- Nickel (Dans): 10.00 – 14.00%
- Molybdène (Mo): 2.00 – 3.00%
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques des tuyaux ASTM A213 dépendent de la qualité et du traitement thermique appliqué. Voici les propriétés typiques de certaines qualités courantes:
Nuances ferritiques
Niveau T2
- Résistance à la traction: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Élongation: ≥ 30%
Catégorie T91
- Résistance à la traction: ≥ 585 MPa (85,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Élongation: ≥ 20%
Nuances austénitiques
Nuance TP304
- Résistance à la traction: ≥ 515 MPa (75,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Élongation: ≥ 35%
Nuance TP316
- Résistance à la traction: ≥ 515 MPa (75,000 psi)
- Limite d'élasticité: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Élongation: ≥ 35%
Composition chimique de l'acier allié ASTM A213(%, maximum)
| Nuance d'acier | Composition chimique% | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Et | Mn | P., S-Max | Cr | Mo | Ni Max | V | Max. | W | B | Nb | N | |
| T2 | 0.10~0,20 | 0.10~0,30 | 0.30~0,61 | 0.025 | 0.50~0,81 | 0.44~0,65 | – | – | – | – | – | – | – |
| T11 | 0.05~0,15 | 0.50~1,00 | 0.30~0,60 | 0.025 | 1.00~1,50 | 0.44~0,65 | – | – | – | – | – | – | – |
| T12 | 0.05~0,15 | Max. 0.5 | 0.30~0,61 | 0.025 | 0.80~1,25 | 0.44~0,65 | – | – | – | – | – | – | – |
| T22 | 0.05~0,15 | Max. 0.5 | 0.30~0,60 | 0.025 | 1.90~2,60 | 0.87~1.13 | – | – | – | – | – | – | – |
| T91 | 0.07~0,14 | 0.20~0,50 | 0.30~0,60 | 0.02 | 8.0~9,5 | 0.85~1,05 | 0.4 | 0.18~0,25 | 0.015 | – | – | 0.06~0,10 | 0.03~0,07 |
| T92 | 0.07~0,13 | Max. 0.5 | 0.30~0,60 | 0.02 | 8.5~9,5 | 0.30~0,60 | 0.4 | 0.15~0,25 | 0.015 | 1.50~2h00 | 0.001~0,006 | 0.04~0,09 | 0.03~0,07 |
Propriétés mécaniques de l'acier allié ASTM A213:
| Nuance d'acier | Propriétés mécaniques | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| T. S | Oui. P. | Élongation | Dureté | ||
| T2 | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | 163HBW(85DGRH) | |
| T11 | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | 163HBW(85DGRH) | |
| T12 | ≥ 415 MPa | ≥ 220 MPa | ≥ 30% | 163HBW(85DGRH) | |
| T22 | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | 163HBW(85DGRH) | |
| T91 | ≥ 585 MPa | ≥ 415 MPa | ≥ 20% | 250HBW(25DGRH) | |
| T92 | ≥ 620 MPa | ≥ 440 MPa | ≥ 20% | 250HBW(25DGRH) | |
Processus de fabrication
Fabrication de tuyaux sans soudure
Les tubes sans soudure selon ASTM A213 sont fabriqués en une série d'étapes:
- Chauffage des billettes: Les billettes d'acier sont chauffées pour devenir malléables.
- Perçant: La billette chauffée est percée pour former un tube creux.
- Roulement: Le tube creux est roulé pour atteindre les dimensions souhaitées.
- Dimensionnement: Le tube est ensuite traité pour répondre à des tolérances dimensionnelles précises.
- Etirage à froid (Facultatif): Le tube peut subir un étirage à froid pour une meilleure précision dimensionnelle et une meilleure finition de surface.
Traitement thermique
Le traitement thermique est crucial pour obtenir les propriétés mécaniques requises:
- Recuit: Chauffage du tube à haute température suivi d'un refroidissement lent pour ramollir le matériau.
- Normalisation: Chauffer le tube à une température spécifique puis refroidir à l'air pour affiner la structure des grains.
- Trempe et revenu: Chauffage suivi d'un refroidissement rapide (trempe) et réchauffer à une température plus basse (trempe) pour améliorer la ténacité.
Exigences de test
ASTM A213 spécifie plusieurs tests pour garantir la qualité et les performances des tubes:
- Essai de traction: Mesure la résistance à la traction, limite d'élasticité, et allongement.
- Essai de dureté: Garantit que le matériau répond aux niveaux de dureté spécifiés.
- Essai électrique hydrostatique ou non destructif: Garantit que le tube peut résister à la pression interne sans fuite.
- Test d'aplatissement: Assure la capacité du tube à résister à l’aplatissement sans se fissurer.
- Contrôle dimensionnel: Garantit que les tubes répondent aux dimensions et tolérances spécifiées.
Applications
Les tubes ASTM A213 sont utilisés dans des environnements à haute température et haute pression, y compris:
- Production d'énergie: Tubes de chaudière, tubes de surchauffeur, et tubes de réchauffeur dans les centrales électriques.
- Industrie pétrochimique: Tubes d'échangeur de chaleur et tubes de four.
- Raffineries: Tubes dans les unités de craquage catalytique et d'hydrocraquage.
- Ingénierie générale: Tubes nécessitant une résistance aux hautes températures et à la corrosion.
Avantages et limites
Avantages
- Performances à haute température: Convient aux applications impliquant des températures élevées.
- Résistance à la corrosion: Les nuances austénitiques offrent une excellente résistance à la corrosion.
- Force: Haute résistance mécanique adaptée aux applications exigeantes.
- Précision dimensionnelle: Les processus de fabrication garantissent des dimensions précises.
Limites
- Coût: Coût plus élevé par rapport aux tubes soudés en raison du processus de fabrication sans soudure.
- Fabrication complexe: Nécessite un contrôle précis de la composition chimique et du traitement thermique.
- Disponibilité: Des qualités et tailles spécifiques peuvent avoir des délais de livraison plus longs.
Conclusion
Les tubes en acier allié sans soudure ASTM A213 sont essentiels pour les applications nécessitant une haute résistance, résistance à la corrosion, et stabilité à haute température. Leurs propriétés mécaniques supérieures, combiné à des processus de fabrication et de test rigoureux, s’assurer qu’ils répondent aux exigences exigeantes de diverses industries. Comprendre les spécifications détaillées, notes, et les applications des tubes ASTM A213 aident les ingénieurs et les concepteurs à sélectionner les bons matériaux pour leurs projets, assurer la sécurité et l’efficacité dans des environnements difficiles.
ASTM A333 Gr. 10 Tuyau en acier allié à usage industriel, à la fois sans soudure et soudé. Caractéristique Dimensions extérieures: 19.05mm – 114,3 mm d'épaisseur de paroi: 2.0mm – 14 mm Traitement de surface: Trempage d'huile, Vernis, Passivation, Phosphatation, Grenaillage. Application: Tuyaux en acier sans soudure et soudés pour service à basse température.
Les tuyaux en acier allié ASTM A335 sont essentiels pour les applications à haute température et haute pression dans diverses industries. Leurs propriétés mécaniques supérieures, combiné à des processus de fabrication et de test rigoureux, s'assurer qu'ils répondent aux exigences exigeantes de ces applications. Comprendre les spécifications, notes, et les applications des tuyaux ASTM A335 aident les ingénieurs et les concepteurs à sélectionner les bons matériaux pour leurs projets, assurer la sécurité et l’efficacité dans des environnements difficiles.
La spécification ASTM A519 englobe plusieurs qualités de tubes mécaniques en acier au carbone et allié, disponible dans des conditions de finition à chaud ou à froid. L'acier utilisé dans ce tube peut être coulé en lingots ou en torons.. Lorsque différentes qualités d'acier sont coulées séquentiellement, le matériel de transition doit être identifié.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tuyaux en acier ASTM A369, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tuyaux en acier ASTM A250, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tubes en acier ASTM A556, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.
