Descripción general
DIN 17175 era la norma nacional alemana para tubos sin costura de aceros-resistentes al calor. Especificó tubos de acero al carbono y de baja-aleación para calderas-de servicio de temperatura elevada -, sobrecalentadores, recalentadores, intercambiadores de calor y tuberías de proceso de alta-temperatura - donde la resistencia a la fluencia y la incrustación a temperatura, en lugar de la resistencia a temperatura ambiente-solamente, gobierna el diseño. La norma todavía se cita hoy en los programas de mantenimiento y reemplazo de plantas más antiguas, razón por la cual los equipos de adquisiciones continúan buscando 'tubería DIN 17175 CS SMLS' a pesar de que la norma en sí ha sido retirada formalmente.
Estado actual: retirado pero aún en servicio
DIN 17175 se publicó en las ediciones de 1979 y 1986 y ha sido retirada como norma nacional alemana, reemplazada por la serie europea EN 10216 - específicamente EN 10216-2 para tubos sin costura de aceros aleados y no aleados con propiedades especificadas a temperaturas elevadas. De ello se desprenden tres consecuencias prácticas:
La construcción de la nueva planta está diseñada según los grados EN 10216-2, como P235GH, P265GH, 16Mo3, 13CrMo4-5 y 10CrMo9-10.
Las plantas heredadas construidas según DIN 17175 a menudo todavía especifican St 35.8 o 13CrMo4-5 para los tubos de reemplazo, porque los archivos de diseño originales y los registros de equipos a presión hacen referencia a esas designaciones.
Las fábricas aún pueden suministrar designaciones DIN 17175 como producción no-estándar, con certificados convertidos de DIN 50049 3.1.B al formato EN 10204 3.1 actual.
Designaciones de grados y equivalentes EN
Los nombres de grado DIN 17175 mezclan el sistema St (Stahl, acero) con taquigrafía de aleación. El número después de St indica aproximadamente diez veces la resistencia mínima a la tracción en kg/mm2, y los grados de aleación indican sus elementos de aleación clave en porcentaje.
| Antigua denominación DIN 17175 | Grado equivalente EN 10216-2 | Temperatura máxima de servicio | Tipo de aleación |
|---|---|---|---|
| Calle 35,8 | P235GH | 450 C | Acero carbono |
| Calle 45,8 | P265GH | 450 C | Acero carbono |
| 15Mo3 | 16Mo3 | 500 C | 0,3% acero Mo |
| 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 | 550 C | 1% Cr - 0.5% mes |
| 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 | 580 C | 2,25 % Cr - 1 % mes |
| 14MoV6-3 | 14MoV6-3 | 530 C | 0,5% Cr - 0.5% Mes - V |
| 12CrMo19-5 | - | 600 C | 5% Cr - 0.5% mes |
12CrMo19-5 no tiene equivalente directo EN 10216-2; Cuando se debe reemplazar este grado heredado con alto contenido de cromo, la sustitución se diseña caso por caso en función de la temperatura de funcionamiento y los grados EN o ASTM disponibles.
Composición química (% máximo)
| Calificación | C | Si | Minnesota | P | S | cr | Mes | Otro |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Calle 35,8 | 0.17 | 0.35 | 0.40-1.20 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| Calle 45,8 | 0.21 | 0.35 | 0.40-1.20 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| 15Mo3 | 0.18 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | - | 0.25-0.35 | - |
| 13CrMo4-5 | 0.15 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.70-1.15 | 0.45-0.65 | - |
| 10CrMo9-10 | 0.15 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 2.00-2.50 | 0.90-1.20 | - |
| 14MoV6-3 | 0.17 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.30-0.60 | 0.50-0.70 | V 0.22-0.32 |
| 12CrMo19-5 | 0.15 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
Todos los grados DIN 17175 son aceros calmados de grano fino-con adición controlada de aluminio, un detalle importante para la soldabilidad y las propiedades estables en condiciones normalizadas.
Propiedades mecánicas a temperatura ambiente
| Calificación | Límite elástico Rp0,2 min, MPa | Resistencia a la tracción Rm, MPa | Elongación A5 mín, % |
|---|---|---|---|
| Calle 35,8 | 235 | 360-480 | 25 |
| Calle 45,8 | 265 | 410-530 | 22 |
| 15Mo3 | 270 | 440-590 | 22 |
| 13CrMo4-5 | 280 | 440-590 | 22 |
| 10CrMo9-10 | 280 | 440-590 | 22 |
| 14MoV6-3 | 320 | 480-630 | 20 |
| 12CrMo19-5 | 280 | 440-590 | 22 |
Para el diseño por encima de la temperatura ambiente, los valores que rigen son los límites elásticos a temperatura elevada-y los esfuerzos de ruptura por fluencia-a 100 000 horas, que se tabulan por separado en la norma; Se selecciona un tubo de sobrecalentador de 13CrMo4-5 según sus datos de fluencia a 550 C, no según su tensión de tracción a temperatura ambiente.
Fabricación y Tratamiento Térmico
Los tubos se acaban-en caliente mediante la ruta del molino de enchufes Mannesmann a partir de acero de grano fino- completamente apagado, producido en el horno de oxígeno básico o de arco eléctrico. El tratamiento térmico es obligatorio para todos los grados:
Aceros al carbono (St 35.8, St 45.8): normalizados, o normalizados y revenidos, con normalización a 880-950 C.
Aceros aleados: - 15Mo3 normalizado y revenido a 900-960 C y luego 650-720 C; 13CrMo4-5 a 900-960 C y luego 680-750 C; 10CrMo9-10 a 920-980 C luego 680-750 C; 14MoV6-3 a 940-1000 C luego 680-750 C; 12CrMo19-5 a 960-1020 C y luego a 700-780 C.
El tiempo de templado es de un mínimo de 30 minutos por cada 25 mm de espesor de pared. El rango de tamaño típico es de 21,3 mm a 406,4 mm de diámetro exterior, de 2,0 mm a 40,0 mm de pared, en longitudes de 6 a 12 m, con 18 m posibles para tamaños de pared delgada-.
Pruebas y Certificación
| Prueba | Referencia | Requisito clave |
|---|---|---|
| prueba hidrostática | DIN 17175 Sección 6 | Presión p= 20 x S xt/D (bar), donde S=0.8 x Rp0,2, t=espesor de pared (mm), D=diámetro exterior (mm); tiempo de espera de 10 segundos o más |
| prueba de tracción | DIN 50125 | Uno por serie; Muestras transversales para diámetro exterior de 40 mm y más. |
| Prueba de aplanamiento | DIN 50136 | Diámetro exterior de hasta 50 mm, aplanar a la distancia especificada |
| Prueba de tracción del anillo | DIN 50140 | Alternativa para diámetros pequeños |
| Prueba de dureza | DIN 50150 | Opcional, por acuerdo |
| Prueba de ruptura por fluencia | DIN 50118 | Para aceros aleados, previo acuerdo |
| Prueba de impacto de muesca | DIN 50115 | Opcional para servicio de baja-temperatura |
La certificación histórica fue el certificado DIN 50049 3.1.B con resultados químicos, mecánicos, registros de tratamientos térmicos y marcado en cada tubo. Para el suministro actual, esto se emite como un certificado EN 10204 3.1 y la marca incluye la designación DIN 17175, el grado, el tamaño D xs, el número de calor, el símbolo de tratamiento térmico-y la marca del inspector.
Tolerancias dimensionales
| Dimensión | Tolerancia según DIN 17175 |
|---|---|
| Diámetro externo | +-0.5 mm para D hasta 50 mm; +-1.0% para D superior a 50 mm |
| Grosor de la pared | +15% / -10% del nominal |
| Excentricidad | 10% del espesor nominal de la pared como máximo |
| Longitud | Longitud fija +10 mm / 0 mm |
| Rectitud | 0,15% de la longitud total máxima |
| Peso | +-10% del peso teórico por tubo individual |
Aplicaciones y condiciones de servicio
Generación de energía: tubos de calderas, sobrecalentadores y recalentadores.
Industria química: tuberías de proceso de alta-temperatura.
Refinerías: tubos calentadores y tuberías reformadoras.
Calderas industriales: sistemas de vapor de alta-presión.
Intercambiadores de calor: unidades de carcasa-y-tubos para servicio de alta-temperatura.
El servicio típico va de 300 C a 600 C, según el grado, a presión de moderada a alta, con vapor, gases calientes y aceites térmicos como medios habituales. Por debajo de aproximadamente 450 C, los grados de carbono desempeñan la mayoría de las funciones; Por encima de eso, los grados de molibdeno y cromo-molibdeno toman el relevo, siendo 10CrMo9-10 la opción común a 550-580 C y 12CrMo19-5 reservado para las aplicaciones heredadas de temperatura más alta.
Migración de DIN 17175 a EN 10216-2
Cuando un proyecto permite la migración, la conversión es sencilla porque EN 10216-2 heredó la mayoría de los niveles de propiedad DIN 17175: St 35.8 se convierte en P235GH, St 45.8 se convierte en P265GH, 15Mo3 se convierte en 16Mo3 y los grados de aleación 13CrMo4-5, 10CrMo9-10 y 14MoV6-3 mantienen sus designaciones. Los beneficios de la migración son la certificación EN 10204 completa, el marcado CE para aplicaciones PED y la aceptación mundial del material en construcciones nuevas. La principal limitación son los archivos de diseño existentes que hacen referencia a las designaciones antiguas; en ese caso, el propietario de la instalación deberá confirmar la equivalencia por escrito con el ingeniero de diseño o con la autoridad encargada de los equipos a presión antes de la sustitución.
Notas de pedido para reemplazos heredados
Indique explícitamente la designación de la norma - DIN 17175 - junto con el grado, tamaño, longitud y cantidad, y si la sustitución de EN 10216-2 es aceptable.
Confirme el certificado requerido (EN 10204 3.1) y cualquier prueba adicional, como prueba de rotura por fluencia o de impacto.
Verifique el requisito de tratamiento térmico-para el grado; Los grados de aleación deben entregarse normalizados y templados.
Para los grados de aleación, confirme los requisitos de tratamiento térmico de precalentamiento y post{0}}soldadura con el fabricante antes de soldar y haga coincidir los metales de aportación con la composición del metal base.
Preguntas frecuentes
¿Sigue siendo la norma DIN 17175 una norma válida?
El nº DIN 17175 fue retirado como norma nacional alemana y reemplazado por EN 10216-2 a partir de 2002. Sigue siendo referenciado en diseños más antiguos y aún se puede producir para necesidades de reemplazo con certificación moderna.
¿Cuál es la diferencia entre St 35.8 y P235GH?
Tienen el mismo nivel de propiedad bajo dos designaciones: St 35.8 es el antiguo nombre DIN 17175 y P235GH es el nombre EN 10216-2 para un acero al carbono con un límite elástico mínimo de 235 MPa y propiedades de temperatura elevada. La mayoría de las fábricas proporcionan la designación EN a menos que se solicite específicamente el nombre heredado.
¿Qué grado DIN 17175 se debe utilizar para un sobrecalentador de 550 C?
13CrMo4-5 es la opción estándar hasta aproximadamente 550 C, siendo preferido 10CrMo9-10 a temperaturas de metal más altas, hasta 580 C. La selección se basa en los datos de ruptura por fluencia de 100.000 horas para la temperatura y presión de funcionamiento reales.
¿Se pueden soldar tubos DIN 17175?
Sí. El acero calmado de grano fino-ofrece una buena soldabilidad. Los grados de carbono se pueden soldar con consumibles de acero al carbono-estándar; Los grados de aleación requieren metales de aportación coincidentes, precalentamiento y, para los grados de cromo-molibdeno, tratamiento térmico posterior a la soldadura.
¿Con qué certificado vienen hoy en día los tubos de repuesto DIN 17175?
El suministro se documenta con un certificado de inspección EN 10204 3.1 que incluye los análisis químicos, los resultados de las pruebas mecánicas y los detalles del tratamiento térmico, reemplazando el histórico formulario DIN 50049 3.1.B.
¿Qué rango de tamaños cubre la norma DIN 17175?
El rango de suministro práctico del estándar es de 21,3 mm a 406,4 mm de diámetro exterior con un espesor de pared de 2,0 mm a 40,0 mm; Es posible realizar tamaños más grandes o más pesados mediante un acuerdo especial con el molino.
