Tubi in acciaio per caldaie ASTM A209 T1 T1a T1b: guida completa alle specifiche

ASTM A209/A209Mè la specifica standard per i tubi senza saldatura per caldaie e surriscaldatori in acciaio al carbonio-lega di molibdeno-, adottata ufficialmente sia da ASTM International che da ASME (designata comeASME SA209). Questo standard copre tre classi primarie -T1, T1a e T1b- ciascuno progettato per servizi ad alta-temperatura e alta{{2}pressione nella produzione di energia e nei sistemi di riscaldamento industriale. L'elemento legante di molibdeno fornisce una maggiore resistenza allo scorrimento viscoso e un'elevata resistenza alle-temperature, rendendo questi tubi adatti per tubi di caldaie, tubi di surriscaldatore, tubi di postriscaldamento e altre apparecchiature di trasferimento di calore-a temperatura elevata.

 

1. Ambito e panoramica

ASTM A209/A209M copre tubi in acciaio legato al carbonio-molibdeno senza saldatura con spessore minimo delle pareti-destinati a caldaie e surriscaldatori. La specifica è doppia-unità: le unità pollice-libbra (A209) e le unità metriche SI (A209M) sono considerate separatamente come standard e ciascun sistema deve essere utilizzato in modo indipendente. Si applicano le unità pollici-libbra a meno che nell'ordine di acquisto non sia specificata la designazione "M".

Parametro	Specifica
Designazione standard	ASTM A209/A209M; ASME SA209
Tipo materiale	Acciaio legato al carbonio-molibdeno senza saldatura
Gradi coperti	T1, T1a, T1b
Gamma di diametri esterni	Da 1/2 pollice a 5 pollici [da 12,7 mm a 127 mm]
Spessore minimo della parete	da 0,035 pollici a 0,500 pollici [da 0,9 mm a 12,7 mm]
Forma del tubo	Girare
Processo di produzione	- Finitura a caldo-o Finitura a freddo-senza soluzione di continuità

I prodotti forniti secondo la presente specifica devono inoltre essere conformi ai requisiti generali dellaASTM A1016/A1016M(Specifiche standard per i requisiti generali per tubi di acciaio legato ferritico, acciaio legato austenitico e acciaio inossidabile). In caso di conflitto, prevalgono i requisiti ASTM A209/A209M.

 

2. Requisiti relativi alla composizione chimica

Tutti e tre i gradi condividono gli stessi intervalli di manganese, fosforo, zolfo, silicio e molibdeno, differenziandosi principalmente per il contenuto di carbonio. L'acciaio deve essere completamente calmato (disossidato) per garantire l'omogeneità e ridurre la porosità dei gas.

Elemento	Grado T1 (%)	Grado T1a (%)	Grado T1b (%)
Carbonio (C)	0.10 – 0.20	0.15 – 0.25	0,14 massimo
Manganese (Mn)	0.30 – 0.80	0.30 – 0.80	0.30 – 0.80
Fosforo (P), max	0.025	0.025	0.025
Zolfo (S), max	0.025	0.025	0.025
Silicio (Si)	0.10 – 0.50	0.10 – 0.50	0.10 – 0.50
Molibdeno (Mo)	0.44 – 0.65	0.44 – 0.65	0.44 – 0.65

Analisi del prodotto:Il produttore deve eseguire un'analisi su un campione di ciascuna batteria. Se il test originale fallisce, è necessario ripetere il test su due billette o tubi aggiuntivi; entrambi devono soddisfare i requisiti delle specifiche.

 

3. Proprietà meccaniche

Le proprietà meccaniche dei tubi ASTM A209 vengono verificate mediante prove di trazione e prove di durezza. I valori si applicano ai tubi trattati termicamente-.

3.1 Requisiti di trazione

Proprietà	Grado T1	Grado T1a	Grado T1b
Resistenza alla trazione, min	55 ksi [380 MPa]	53 ksi [365 MPa]	60 ksi [415 MPa]
Resistenza allo snervamento, min	30 ksi [205 MPa]	28 ksi [195 MPa]	32 ksi [220 MPa]
Allungamento in 2 pollici / 50 mm, min	30%	30%	30%

Nota: per uno spessore della parete inferiore a 8 mm [5/16 pollici], l'allungamento minimo diminuisce di 1,50 punti percentuali per ogni riduzione di 0,8 mm [1/32 pollici] nello spessore della parete.

3.2 Requisiti di durezza

Metodo di prova della durezza	Grado T1	Grado T1a	Grado T1b
Durezza Brinell (HBW), max - tubi Maggiore o uguale a 0,200 pollici [5,1 mm] di parete	146	153	137
Durezza Rockwell (HRB), max - tubi < 0,200 pollici [5,1 mm] parete	80	81	77

 

4. Specifiche dimensionali e tolleranze

Parametro	Intervallo/tolleranza
Diametro esterno (OD)	Da 1/2 pollice a 5 pollici [da 12,7 mm a 127 mm]
Tolleranza DE (inferiore o uguale a 2 pollici/50,8 mm)	±0,005 pollici. 0.13 mm]
OD Tolerance (>2 pollici/50,8 mm)	±0,010 pollici. 0.25 mm]
Spessore minimo della parete (WT)	da 0,035 pollici a 0,500 pollici [da 0,9 mm a 12,7 mm]
Tolleranza sullo spessore della parete	±10% del peso nominale
Lunghezza	Lunghezze singole casuali, doppie casuali o tagliate su richiesta del cliente
Tolleranza sulla lunghezza di taglio	+1/8 pollici, -0 pollici [+3.2 mm, -0 mm]
Rettilineità	1/8 pollici per 5 piedi [3 mm per 1,5 m]

 

5. Produzione e trattamento termico

5.1 Produzione e processo dell'acciaio

• L'acciaio dovrà essere completamente calmato (disossidato).
• I tubi saranno fabbricati mediante il processo senza saldatura.
• Sono disponibili due condizioni di finitura:finito a caldo-Ofinito a freddo-, come specificato nell'ordinanza.

5.2 Requisiti del trattamento termico

• Tubi-finiti a caldo:Deve essere trattato termicamente a una temperatura di 1200 gradi F [650 gradi] o superiore.
• Tubi finiti-a freddo:Dopo la finitura finale a freddo, sarà trattato termicamente a 1200 gradi F [650 gradi] o superiore. In alternativa, i tubi possono essere forniti incompletamente-ricotto, ricotto isotermico, Onormalizzato e temperatocondizione.
• Se fornito nella condizione normalizzata e temperata, la temperatura minima di rinvenimento sarà di 1200 gradi F [650 gradi].

 

6. Requisiti di test e ispezione

ASTM A209 impone una serie completa di test per verificare la qualità del materiale, l'integrità meccanica e la conformità dimensionale.

6.1 Test obbligatori

• Analisi della composizione chimica:Un test per colata (colata) per verificare la conformità alla Tabella 1.
• Prova di trazione: One test per lot (≤50 tubes); two tests per lot (>50 tubi). Condotto secondo ASTM A370.
• Prova di appiattimento:Un test su campioni da ciascuna estremità di una provetta finita per lotto. Verifica la duttilità senza fessurarsi.
• Prova di svasatura:Un test su campioni da ciascuna estremità di un tubo finito per lotto (tubo diverso dal test di appiattimento). Valuta la svasatura.
• Prova di durezza:Test Brinell o Rockwell su campioni di due provette per lotto.
• Prova idrostatica o prova elettrica non distruttiva (NDET):Necessario per il 100% dei tubi. I test idrostatici pressurizzano i tubi senza perdite; NDET utilizza metodi a correnti parassite o ad ultrasuoni per rilevare i difetti.
• Controllo dimensionale:Verifica del diametro esterno, dello spessore della parete, della lunghezza e della rettilineità.
• Ispezione della qualità della superficie:Ispezione visiva al 100% per crepe, giri, giunture e altri difetti superficiali.

6.2 Test supplementari facoltativi

• Analisi del prodotto (analisi chimica del tubo finito)
• Test di impatto (intaglio Charpy a V-)
• Ulteriori metodi NDT (ultrasuoni, correnti parassite)
• Misura della rugosità superficiale
• Ispezione-di terze parti

6.3 Definizione del lotto (campionamento)

Per l'appiattimento, la svasatura e l'analisi del prodotto - un "lotto" è costituito da tubi della stessa dimensione nominale e dello stesso spessore di parete prodotti dallo stesso calore dell'acciaio. Per il trattamento termico in forno continuo, le dimensioni dei lotti vanno da 50 a 125 tubi a seconda del diametro del tubo e dello spessore della parete.

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7. Prestazioni di formatura e fabbricazione

I tubi ASTM A209 sono progettati per resistere alle operazioni standard di fabbricazione delle caldaie:

• Tubi della caldaia:Resisterà alla dilatazione e alla bordatura senza presentare crepe o difetti una volta inserito nella caldaia.
• Tubi del surriscaldatore:Resisterà a tutte le operazioni di forgiatura, saldatura e piegatura necessarie per l'applicazione senza sviluppare difetti.

 

8. Applicazioni

I tubi senza saldatura ASTM A209 T1, T1a e T1b vengono utilizzati principalmente in ambienti ad alta-temperatura e alta-pressione:

• Generazione di energia:Tubi di caldaie, tubi del surriscaldatore e tubi del riscaldatore in centrali elettriche alimentate a carbone, gas e petrolio-
• Forni Industriali:Sistemi di recupero del calore e tubazioni per forni petrolchimici
• Scambiatori di calore:Trasferimento di fluidi ad alta-temperatura nelle industrie chimiche e di processo
• Attrezzatura per riscaldatore e condensatore

 

9. Marcatura, imballaggio e certificazione

9.1 Marcatura del prodotto

Oltre ai requisiti di marcatura di ASTM A1016/A1016M, ogni tubo deve essere contrassegnato con la condizione di finitura (finitura a caldo-o a freddo-finitura), designazione standard, grado, dimensione e numero di colata. Potrebbe essere incluso anche il logo del produttore.

9.2 Imballaggio

I tubi vengono generalmente forniti in bundle con reggette in acciaio, protetti con tappi terminali in plastica e imballati in casse di compensato o imballaggi idonei alla navigazione per l'esportazione.

9.3 Certificazione di Qualità

I certificati di prova della fabbrica (MTC) vengono rilasciati in conformità conEN10204/3.1. L'ispezione di terze parti- è accettabile su richiesta.

 

10. Standard di riferimento

• ASTM A209/A209M - Specifiche standard per tubi senza saldatura in carbonio-lega di molibdeno-in acciaio per caldaie e surriscaldatori
• ASME SA209 - Codice ASME per caldaie e recipienti a pressione equivalente
• ASTM A1016/A1016M - Requisiti generali per tubi in acciaio legato ferritico, acciaio legato austenitico e acciaio inossidabile
• Metodi di prova ASTM A370 - e definizioni per prove meccaniche di prodotti in acciaio
• ASTM A999/A999M - Requisiti generali per tubi in leghe e acciaio inossidabile
• IT 10204 - Prodotti metallici - Tipi di documenti di ispezione

 

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Domande frequenti

D1: ASTM A209 è uguale a ASME SA209?

Sì, ASME SA209 è l'adozione del codice ASME per caldaie e recipienti a pressione di ASTM A209. I requisiti tecnici sono identici. I tubi SA209 sono accettati per l'uso in recipienti a pressione con codifica ASME-e nella costruzione di caldaie.

 

Q2: Cosa significa "spessore minimo della parete" nella norma ASTM A209?

ASTM A209 specifica lo spessore minimo della parete anziché lo spessore nominale della parete. Ciò significa che lo spessore effettivo della parete in qualsiasi punto non deve essere inferiore al valore minimo specificato. La tolleranza sullo spessore della parete è ±10% del valore nominale, ma lo spessore minimo specificato deve essere sempre rispettato.

 

Q3: Quale trattamento termico è richiesto per i tubi ASTM A209?

Tutti i tubi ASTM A209 richiedono un trattamento termico. I tubi finiti a caldo-devono essere trattati termicamente a 1200 gradi F [650 gradi] o superiore. I tubi finiti a freddo-devono essere trattati termicamente dopo la finitura finale a freddo alla stessa temperatura minima, oppure forniti completamente-ricotti, ricotti isotermici o normalizzati e temperati. Per i tubi normalizzati e temperati, la temperatura minima di rinvenimento è di 1200 gradi F [650 gradi].

 

Q4: Qual è la temperatura massima di servizio per i tubi ASTM A209 T1?

ASTM A209 non specifica una temperatura massima di servizio. Nella pratica ingegneristica, i tubi T1 sono comunemente utilizzati in servizi a temperature elevate-fino a circa 500 gradi (930 gradi F), a seconda dello stress di progettazione, della pressione e dei calcoli del codice ASME. Il molibdeno fornisce resistenza al creep alle alte temperature. Per i valori nominali esatti di temperatura-pressione, fare riferimento al codice ASME per caldaie e recipienti a pressione o ai codici di progettazione applicabili.

 

Q5: I tubi ASTM A209 sono senza saldatura o saldati?

Coperture ASTM A209solo tubi senza saldatura. La specifica afferma esplicitamente che i tubi devono essere realizzati mediante il processo senza saldatura. Possono essere finiti a caldo-o finiti a freddo-a seconda delle specifiche dell'ordine.

 

Q6: Qual è la differenza tra gli standard A209 e A213?

ASTM A209 riguarda i tubi senza saldatura per caldaie e surriscaldatori in carbonio-molibdeno (0,5% Mo) con un contenuto di leghe inferiore. ASTM A213 copre una gamma più ampia di tubi in acciaio legato ferritico e austenitico per servizi ad alta-temperatura, compresi gradi di lega superiore-come T5, T9, T11, T22 e vari gradi di acciaio inossidabile. A209 è specifico per la famiglia T1-delle leghe inferiori, mentre A213 copre una gamma più ampia di composizioni di leghe.

 

Q7: Cosa significa "acciaio calmato"?

L'acciaio calmato è acciaio che è stato completamente disossidato (tipicamente con alluminio o silicio) prima della fusione per ridurre la porosità del gas e garantire l'omogeneità chimica. ASTM A209 richiede che tutto l'acciaio venga calmato, ottenendo una microstruttura più uniforme adatta per applicazioni su caldaie ad alta-pressione.

 

Q8: I tubi ASTM A209 possono essere saldati?

Sì, i tubi in carbonio-molibdeno ASTM A209 sono saldabili. I limiti controllati di fosforo e zolfo (inferiori o uguali allo 0,025% ciascuno) migliorano la saldabilità e riducono la fragilità. Per le applicazioni con recipienti a pressione è necessario seguire le procedure adeguate di trattamento termico di preriscaldamento e post-saldatura, in base ai codici applicabili.