Tubería de acero para calderas de acero al carbono SA671 C100
Introducción
ASTM A671 C100 es un tubo de placa de acero al carbono soldado-por fusión-eléctrica-de alta resistencia que se utiliza principalmente paraservicio de alta-presión y temperatura elevadaen calderas y recipientes a presión. Es parte delASTM A671especificación, que cubre tubos de acero cilíndricos-fabricados a medida, formados a partir de placas y soldados mediante un proceso de arco automático.
La "C" en C100 indica que la tubería está fabricada dematerial de la placa(a diferencia de la bobina), y el "100" indica sulímite elástico mínimo especificado de 100 ksi (690 MPa)a temperatura ambiente. Este grado está diseñado para aplicaciones que requieren resistencia y confiabilidad superiores en entornos exigentes.
Características clave
Material:Acero al carbono de alta-resistencia.
Proceso de fabricación:Eléctrica-Fusión-Soldada (EFW) a partir de placas de acero. Los tipos de soldadura comunes incluyen junta a tope soldada doble-(Clase 1 a 12, según el grado de radiografía).
Propiedad clave: Muy alto rendimiento y resistencia a la tracción.
Temperatura de servicio típica:Hasta aproximadamente650 grados F (343 grados). Para temperaturas más altas, se deben consultar los valores de tensión permitidos del código de construcción aplicable (por ejemplo, ASME BPVC).
Aplicación principal:Tuberías críticas de alta-presión en calderas de generación de energía, plantas petroquímicas y recipientes a presión industriales pesados.
Estándares:ASTM A671, a menudo ordenado para cumplir con los requisitos de ASME BPVC.
Composición química (ASTM A671 C100, %)
| Elemento | Porcentaje máximo (%) | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.22 | Controlado por soldabilidad y resistencia. |
| Manganeso (Mn) | 1.35 | Mejora la resistencia y la templabilidad. |
| Fósforo (P) | 0.035 | Impureza, mantenida baja para mayor dureza. |
| Azufre (S) | 0.035 | Impureza, mantenida baja para soldabilidad. |
| Silicio (Si) | 0.15 - 0.40 | Desoxidante, mejora la resistencia. |
| Cromo (Cr) | 0.25 | Puede estar presente como elemento residual. |
| Níquel (Ni) | 0.25 | Puede estar presente como elemento residual. |
| Molibdeno (Mo) | 0.08 | Puede estar presente como elemento residual. |
*Nota: El acero está fabricado con prácticas de grano fino-y está completamente matado. El material de la placa normalmente cumple con ASTM A515, A516 o especificaciones similares. Se aplican tolerancias de análisis del producto.*
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Valor (Imperial) | Valor (métrica) | Condición de prueba |
|---|---|---|---|
| Límite elástico (mín.) | 100 ksi | 690MPa | Temperatura ambiente |
| Resistencia a la tracción (mín.) | 115 ksi | 795MPa | Temperatura ambiente |
| Alargamiento (mín., %) | 16 | 16 | En calibre de 2 pulgadas (50 mm) de longitud |
| Dureza al impacto (KV) | 20 pies-lb promedio (27 J) | 20 pies-lb promedio (27 J) | A la temperatura de prueba especificada (a menudo-20 grados F / -29 gradoso superior) |
*Nota sobre la prueba de impacto: la prueba de impacto con muesca Charpy V-esopcionalpor C100 a menos que se especifique en la orden de compra. La temperatura de prueba requerida depende de la temperatura de servicio de diseño y del código aplicable. Para aplicaciones de baja-temperatura, los grados-de menor resistencia, como C60/C70, pueden ser más adecuados.*
Tratamiento térmico
Se debe aliviar la tensión de la costura de soldadura de la tubería terminada-después de la soldadura, a menos que la soldadura se realice mediante un proceso y con un tratamiento térmico de precalentamiento/post-soldadura que dé como resultado una estructura "tal como-soldada" con propiedades que cumplan con los requisitos de la especificación. También se puede especificar la normalización o el templado de todo el cuerpo.
Examen no-destructivo (NDE)
La ECM es unarequisito críticopara tuberías A671. La especificación define varias "Clases" basadas en la extensión de la radiografía de la costura de soldadura longitudinal:
Clase 12:Radiografía 100% de longitud de soldadura.
Clase 22:Radiografía puntual (aproximadamente. 2% de la longitud de la soldadura).
Clase 32:No se requiere radiografía (para aplicaciones no-críticas).
La clase requerida la especifica el comprador según el código de diseño.
Aplicaciones típicas
Líneas principales de vapor y líneas de recalentamiento en calienteen centrales eléctricas de combustibles fósiles de alta-presión.
Colectores y colectores de calderasque requieren contención de alta presión.
Tuberías de proceso de alta-presiónen plantas petroquímicas y de fertilizantes.
Recipientes a presión de pared-pesaday carcasas de reactores.
Tuberías de plantas de energía geotérmica.
Comparación con otros grados
| Característica | SA671 C100 | SA671 CC60/70 | SA333 Gr.6 |
|---|---|---|---|
| Nivel de fuerza | muy alto(100 ksi YS) | Medio-Alto(60/70 ksi YS) | Moderado(35 ksi YS) |
| Propósito principal | Servicio de alta-presión y alta-temperatura | Servicio general de calderas/recipientes a presión | Dureza a baja-temperatura |
| Propiedad clave | Resistencia a la tracción/elástico | Soldabilidad y resistencia general | Dureza al impacto en-45 grados F (-43 grados) |
| Rango de temperatura típico | Temperaturas elevadas (hasta ~650 grados F) | Temperaturas elevadas | Bajo-cero al ambiente |
| Prueba de impacto | Opcional (a menos que se especifique) | No requerido por las especificaciones básicas | Obligatorio(a baja temperatura de diseño) |
| Costo | Mayor (debido a una mayor aleación/procesamiento) | Moderado | Moderado (costo añadido por las pruebas de impacto) |
Estándares y Certificación
Estándar primario: ASTM A671- Especificación estándar para tuberías de acero-de fusión-eléctricas para servicio de alta-presión a temperaturas moderadas.
Código de Construcción:Utilizado casi exclusivamente de acuerdo con elCódigo ASME de calderas y recipientes a presión (BPVC), Sección I (Calderas eléctricas) o Sección VIII (Recipientes a presión).
Proceso de dar un título:Se suministra con un completoCertificado de prueba de fábrica (MTC)conforme a EN 10204 Tipo 3.2, incluidos certificados de laminador de placas, análisis químicos, pruebas mecánicas, informes NDE y registros de tratamientos térmicos. La trazabilidad total es esencial.
Nota crítica:SA671 C100 representa un material especializado de alto-rendimiento. Su selección, calificación del procedimiento de soldadura y fabricación deben cumplir estrictamente con la sección ASME BPVC aplicable e implicar una revisión de ingeniería detallada debido a su alta resistencia y las consideraciones de soldadura asociadas (precalentamiento, tratamiento térmico posterior a la soldadura, etc.).
