ASTM A192 / SA192 - Tubos de caldera de acero al carbono sin costura para servicio de alta-presión
ASTM A192 (SA192)es la especificación principal paratubos de acero al carbono sin costura de-pared-espesor mínimoutilizado encalderas tubulares-de agua-a alta presión, sobrecalentadores e intercambiadores de calor.
Características clave
| Característica | Descripción |
|---|---|
| Material | Acero bajo-carbono(Acero muerto) |
| Fabricación | Sin costuras (SMLS)-Acabado-en caliente o-estirado en frío |
| Espesor de la pared | Muro mínimodiseño (más cercano a las dimensiones nominales que la tubería estándar) |
| Uso primario | Tubos de caldera de alta-presióndonde la presión interna es el estrés dominante |
Requisitos químicos
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.06 - 0.18 |
| Manganeso (Mn) | 0.27 - 0.63 |
| Fósforo (P), máx. | 0.035 |
| Azufre (S), máx. | 0.035 |
| Silicio (Si) | Mayor o igual a 0,25 (acero desoxidado/calmado) |
| Punto clave | Acero bajo en carbono + acero calmadoaseguraexcelente soldabilidadydoblado en fríopropiedades |
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Requisito |
|---|---|
| Resistencia a la tracción, mín. | 325 MPa (47.000 psi) |
| Límite elástico, mín. | 180 MPa (26.000 psi) |
| Elongación (en 50 mm), mín. | Mayor o igual al 35%(el mínimo varía según el espesor de la pared) |
| Nota: | Las propiedades se aplican tanto a tubos-acabados en caliente como a tubos estirados-en frío. |
Fabricación y dimensiones
Métodos de producción:
Caliente-terminado- Más común, sin trabajo en frío posterior
Estirado en frío-- Para tolerancias dimensionales más cercanas
Rango de tamaño típico:
| Parámetro | Rango |
|---|---|
| Diámetro externo | ½" a 7" (12,7 mm a 177,8 mm) |
| Espesor de la pared | Muro mínimosegún los requisitos de ASME Sección I |
| Longitud | Hasta 12 m estándar, más largo disponible |
Tolerancia del espesor de pared:
+20% / -0%de pared nominal (pared mínima garantizada)
Más hermético que el tubo estándar para contención de presión.
Tratamiento térmico
Tubos-acabados en caliente:Generalmente-enrollado (sin tratamiento térmico adicional)
Tubos-estirados en frío: Debe aliviarse-la tensión o recocerse.después del sorteo final en frío
Normalizandopermitido cuando se especifica
Requisitos de prueba e inspección
| Prueba | Requisito |
|---|---|
| Prueba hidrostática | Obligatorio- Presión calculada según la fórmula siguiente |
| Prueba de aplanamiento | Requerido (prueba la ductilidad y la calidad de la soldadura) |
| Prueba de quema | Requerido (la capacidad de las pruebas se puede ampliar) |
| Prueba de dureza | Opcional |
| Prueba no destructiva | Opcional (corrientes de Foucault o ultrasonidos) |
| Inspección visual | Obligatorio - Defectos superficiales |
Fórmula de presión de prueba hidrostática:
texto
P=2St/D Donde: S=60% del límite elástico mínimo especificado t=espesor de pared D=diámetro exterior
Presión mínima de prueba:70 bar (1000 psi) durante 5 segundos mínimo
Aplicaciones primarias
1. Aplicaciones de calderas:
Tubos de pared de agua(cerramiento del horno)
Tubos para banco de calderas(sección convectiva)
Tubos economizadores
Bajantes y elevadores
2. Otras aplicaciones:
Tubos de sobrecalentador de baja-temperatura(sección de vapor saturado)
Intercambiadores de calorpara servicio no-corrosivo
Recipientes a presión(cuando se especifica)
Condiciones típicas de servicio:
| Parámetro | Rango típico |
|---|---|
| Presión | Arriba a180 barras(2600 psi) |
| Temperatura | Arriba a400 grados(750 grados F) |
| Medio | Agua, vapor-mezcla de agua, vapor saturado |
Por qué se prefiere el A192 para calderas
Ventajas:
Optimizado para presión:El diseño mínimo-de pared ahorra peso y coste
Excelente soldabilidad:El bajo equivalente en carbono (CE < 0,42) permite una soldadura sencilla
Buena ductilidad:El alto alargamiento permite doblarse en frío sin agrietarse.
Fiabilidad comprobada:Larga trayectoria en la industria de generación de energía.
Costo-Efectivo:El acero más económico para servicios de agua a alta-presión
Idoneidad del material:
Ideal paraparedes del horno-enfriadas por aguadonde las temperaturas son moderadas
Adecuado paracalderas de presión sub-crítica(por debajo de 221 bar / 3208 psi)
no parasobrecalentador de alta-temperaturasecciones (use aceros aleados A213)
Comparación con estándares similares
| Estándar | Material | Diferencia clave de A192 |
|---|---|---|
| ASTM A178 | Acero carbono | Soldado por resistencia eléctrica, no sin costuras |
| ASTM A210 | Acero al carbono medio- | Mayor resistencia para los tubos del sobrecalentador. |
| ASTM A213 T11/T22 | Acero aleado | Para servicio a mayor temperatura |
| ASTM A179 | Acero bajo-carbono | Para condensadores/intercambiadores de calor, no para calderas |
| ASTM A106 Gr.B | Acero carbono | TuboPara tuberías externas de caldera, no para tubos de caldera. |
Consideraciones de diseño
1. Diseño de presión:
Espesor de pared calculado porASME Sección I(Calderas eléctricas)
Factor de seguridad:3,5 a 4,0 normalmente
Tolerancia por corrosión:Se agregó espesor de pared adicional para el desperdicio esperado
2. Límites de temperatura:
Temperatura máxima del metal:~400 grados (750 grados F)
Por encima de 400 grados: se produce una reducción significativa de la resistencia.
Por encima de 455 grados: riesgo de grafitización con exposición-a largo plazo
3. Pautas de fabricación:
| Operación | Requisito |
|---|---|
| Doblado en frío | Radio mínimo=2 × OD (más ajustado con procedimientos especiales) |
| Soldadura | Precalentar si el espesor es > 19 mm; Se recomiendan electrodos de bajo contenido de -hidrógeno. |
| En expansión | En placas tubulares - siga los límites del fabricante |
| Doblado después de soldar | No recomendado sin alivio del estrés. |
Integración de estándares industriales
Aceptación del código ASME:
Sección I(Calderas eléctricas): Aceptable para todas las partes de presión de calderas.
Sección II(Especificaciones del material): SA192 es la designación ASME
Sección V(NDE): Referencia para métodos de inspección
Sección IX(Soldadura): Se requiere calificación del procedimiento de soldadura
Equivalentes Internacionales:
| Región | Estándar equivalente |
|---|---|
| Europa | EN 10216-2 P195GH |
| Japón | JIS G3461 STB410 |
| Porcelana | GB 5310 20G |
Modos de falla comunes y prevención
1. Corrosión en la orilla del agua:
Causa:Picaduras de oxígeno, corrosión bajo-depósito
Prevención:Tratamiento adecuado del agua de alimentación, eliminación de oxígeno.
2. Corrosión junto al fuego:
Causa:Ataque de azufre, oxidación.
Prevención:Mantener la atmósfera reductora, limitar la temperatura del metal.
3. Erosión:
Causa:Impacto de cenizas volantes, vapor de hollín
Prevención:Revestimientos protectores, bloques de protección.
4. Fluencia (a temperaturas más altas):
Causa:Sobrecalentamiento más allá de la temperatura de diseño
Prevención:Circulación adecuada, controle la temperatura del metal.
Información de pedido
Especificaciones esenciales:
Cantidad(longitud total o número de tubos)
Dimensiones:DE × Espesor mínimo de pared × Longitud
Proceso de fabricación:Acabado-en caliente o-estirado en frío
Tratamiento térmico:Si es diferente al estándar
Finalizar Finalizar:Preparación lisa, biselada o especial
Requisitos de prueba:Pruebas adicionales más allá del estándar
Proceso de dar un título:MTC con trazabilidad del número de calor
Orden de compra de muestra:
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Tubos ASTM A192, 50,8 mm de diámetro exterior × 4,0 mm de pared mínima × 12000 mm de longitud, acabados en caliente-, extremos lisos, con pruebas hidrostáticas, de aplanamiento y de abocardado, MTC completo con trazabilidad hasta el número de calor.
Mantenimiento e inspección
En-Supervisión de servicios:
Prueba de espesor ultrasónicadurante cortes
Inspección visualpara abultamiento, oxidación, erosión
Análisis de depósitosde muestras de tubos
Prueba hidrostáticadespués de las reparaciones
Criterios de reemplazo:
| Condición | Acción requerida |
|---|---|
| Adelgazamiento de la pared > 20% | Monitorear de cerca |
| Adelgazamiento de la pared > 30% | Programar reemplazo |
| Picaduras localizadas > 50% pared | Reparación/reemplazo inmediato |
| Abultamiento o distorsión | Reemplazo inmediato |
Conclusión:ASTM A192 es latubo de acero al carbono estándar de la industriapara aplicaciones de calderas de alta-presión donde la presión interna es la principal consideración de diseño. Su combinación de soldabilidad, ductilidad y capacidad de contención de presión lo ha convertido en elmaterial de caballo de batallapara calderas acuotubulares-en todo el mundo desde hace más de 80 años.
