ASTM A178 zavarene cijevi kotla Tehnička specifikacija
Pregled
ASTM A178je standardna specifikacija zaelektrični-otpor-zavarene cijevi za kotao i pregrijač od ugljičnog čelika. Ove cijevi su dizajnirane posebno za rad na visokim{1}}temperaturama u kotlovima, pregrijačima, izmjenjivačima topline i sličnim aplikacijama pod pritiskom gdje je pouzdanost pod termičkim opterećenjem kritična.
Razredi i klasifikacije materijala
| Ocjena | Tip | Oznaka | Primarna aplikacija |
|---|---|---|---|
| Ocjena A | ERW | Minimum ugljeničnog čelika | Opći servis, niskotemperaturni kotlovi |
| Razred C | ERW | Ugljični{0}}mangan čelik | Umjerena temperatura i pritisak |
| Ocena D | ERW (specijalni)* | Ugljični{0}}silicijum čelik | Primjene sa visoko-jačom temperaturom |
Napomena: Cijevi razreda D mogu se isporučiti kao ERW ili bešavne po izboru proizvođača.
Mehanička svojstva
| Nekretnina | Ocjena A | Razred C | Ocena D |
|---|---|---|---|
| Vlačna čvrstoća, min | 47.000 psi (325 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) |
| Jačina tečenja, min | 26.000 psi (180 MPa) | 37.000 psi (255 MPa) | 37.000 psi (255 MPa) |
| Izduženje, min | 35% u 2" | 30% u 2" | 30% u 2" |
Napomena: Mehanička svojstva vrijede i za uzdužne i poprečne uzorke.
Hemijski sastav (maksimalni % osim ako nije specificiran raspon)
| Element | Ocjena A | Razred C | Ocena D |
|---|---|---|---|
| Karbon | 0.18 | 0.35 | 0.27-0.34 |
| Mangan | 0.30-0.80 | 0.80-1.20 | 0.80-1.20 |
| Fosfor | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Sumpor | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Silicijum | - | - | 0.10-0.30 |
| Preostali elementi* | - | 0,50 max svaki | 0,50 max svaki |
Ostaci: Cu, Ni, Cr, Mo, V (ukupno manje od ili jednako 1,00% za razrede C i D)
Specifičnosti procesa proizvodnje
Specijalizovana ERW proizvodnja:
Precizna priprema trake- Bliža hemija i kontrola dimenzija od standardne cijevi
Clean Edge Preparation- Kritičan za -zavare visokog integriteta u tankozidnim-cijevima
Visoko{0}}zavarivanje- Obično 300-450 kHz za preciznu kontrolu topline
Uklanjanje zavara- Potpuno unutrašnje/vanjsko uklanjanje za glatke površine
Dimenzioniranje i ravnanje- Ekstremna preciznost za postavljanje snopa cijevi-
Toplinska obrada- Često se naprezanje oslobađa ili normalizira radi stabilnosti dimenzija
Ispitivanje bez razaranja- Obavezna-inspekcija u cijeloj dužini
Naglasak na kvaliteti:
Čistoća- Minimizirane inkluzije i površinski defekti
Konzistencija zavarivanja- Savršen integritet obodnog zavara
Dimenzionalna preciznost- Uske tolerancije za sklop izmjenjivača topline
Standardne veličine i dimenzije
| Parametar | Standardni opseg | Ključne karakteristike |
|---|---|---|
| Vanjski prečnik | 0,75" do 5" (19,1 do 127 mm) | Najčešće: 1" do 2,5" |
| Wall Thickness | 0,035" do 0,320" (0,9 do 8,1 mm) | Tankozidni{0}} dizajn optimiziran za prijenos topline |
| Dužina | Tipično do 65 stopa (20 m). | Duge dužine minimiziraju spojeve u snopovima cijevi |
| Završi | Hladno vučeni ili -zavareni | Glatka površina za smanjenje onečišćenja |
Tolerancije (prema ASTM A178)
| Dimenzija | Tolerancija |
|---|---|
| Vanjski prečnik | ±0,004" za D manje od ili jednako 1" ±0,5% OD za D > 1" |
| Wall Thickness | +20%, -0% nominalnog zida (standardno) ±10% dostupno (bliža tolerancija) |
| Dužina | +1/8", -0" za dužine rezanja |
| Van{0}}iz-okruženja | Manje ili jednako 1% OD (čvršće od opće cijevi) |
| Pravost | 0,010" po stopi maksimalno odstupanje |
Zahtjevi za obavezno testiranje
| Test | Requirement | Frekvencija | Svrha |
|---|---|---|---|
| Hidrostatički test | Pritisak=2S × t/D S=50% minimalne granice razvlačenja Trajanje veće ili jednako 10 sekundi |
Svaka cijev | Provjera nepropusnosti |
| Test spljoštenja | Poravnajte do 3x debljine zida bez pucanja | Dva po lotu | Duktilnost i kvalitet zavara |
| Test obrnutog spljoštenja | Specifično za ERW cijevi, otvara se zavar za inspekciju | Jedan po lotu | Detekcija unutrašnjih defekata zavara |
| Nedestruktivni električni test | Vrtložna struja ili druga odobrena metoda | Puna dužina | Detekcija kvara u cijeloj cijevi |
| Test zatezanja | Jedan po toploti, po debljini zida | Obavezno | Provjera mehaničkih svojstava |
| Test tvrdoće | Opciono, po dogovoru | Kako je navedeno | Dodatna provera kvaliteta |
| Flaring Test | Za cijevi < 3" OD, specifično proširenje bez kvara | Dva po lotu | Formabilnost za proširenja cijevi |
Stanje površine i završne obrade
| Stanje | Opis | Razmatranje aplikacije |
|---|---|---|
| Kao-Zavareni | Lagana mlinska vaga, vidljiv šav | Ekonomična klasa, za čišćenje u servisu |
| Kiselo | Kiselina{0}}očišćena, sjajna završna obrada | Očistite površinu za bolji prijenos topline |
| Cold Drawn | Glatka, sjajna završna obrada sa malim tolerancijama | Precizne aplikacije, poboljšan izgled |
| Grit Blasted | Čist, mat finiš | Poboljšano vezivanje premaza/ljepila |
| Galvanized | Pocinkovano{0}}(rijetko za kotlovske cijevi) | Posebne primjene korozije |
Primarne aplikacije
Kotlovski sistemi:
Waterwall Tubes- Zidovi ograde peći u kotlovima
Cijevi za banku bojlera- Sekcije za konvektivni prijenos topline
Cijevi pregrijača- Povišena temperatura pare (Grade C/D)
Cijevi ekonomajzera- Predgrijavanje napojne vode
Reheater Tubes- Ponovno zagrijavanje pare srednjeg pritiska
Izmjenjivači topline:
Shell & Tube izmjenjivači topline- Proces grijanja/hlađenja
Predgrejači vazduha- Zagrijavanje zraka za izgaranje
Kondenzatori- Sistemi za kondenzaciju pare
Jedinice za rekuperaciju otpadne toplote- Aplikacije energetske efikasnosti
Ostale aplikacije:
Sootblower Tubes- Sistemi za čišćenje kotlova
Burner Cijevi- Isporuka goriva/vazduha u sistemima za sagorevanje
Rafinerijski grijači- Procesni grijači i peći
Kogeneracijski sistemi- Kombinirane jedinice za grijanje i energiju
Razmatranje temperature i pritiska
| Ocjena | Maksimalna temperatura | Razmatranja pritiska |
|---|---|---|
| Ocjena A | Manje ili jednako 800 stepeni F (427 stepeni) | Nizak do umjeren pritisak |
| Razred C | Manje ili jednako 850 stepeni F (454 stepena) | Umjeren pritisak, opći servis |
| Ocena D | Manje ili jednako 900 stepeni F (482 stepena) | Mogućnost veće temperature |
Napomena: Stvarne dozvoljene vrijednosti naprezanja date u ASME kodu za kotlove i posude pod pritiskom, odjeljak II, dio D
Poređenje sa drugim standardima
| Parametar | ASTM A178 | ASTM A53 | ASTM A214 |
|---|---|---|---|
| Primarna upotreba | Kotlovi, pregrijači | Cijev opće namjene | Kondenzator, cijevi izmjenjivača topline |
| Fokus kvaliteta zavarivanja | Najviša (kritična usluga) | Standard | Visoko |
| Temperatura Rating | Više (manje ili jednako 900 stepeni F) | Niže (manje ili jednako 400 stepeni F) | Umjereno |
| Dimenzionalne tolerancije | Čvršće | Standard | Čvršće |
| Testing Rigor | Najobimniji | Basic | Srednji |
| Troškovi | Više | Niže | Srednji |
Prednosti ASTM A178 ERW cijevi
Performanse pri visokim temperaturama- Posebno dizajniran za termičke usluge
Odličan integritet zavara- Rigorozno testiranje osigurava pouzdanost
Dobar prijenos topline- Glatke površine i postojani zidovi
Long Length Availability- Smanjuje spojeve u snopovima cijevi
Dokazana pouzdanost- Duga istorija u kritičnim aplikacijama kotlova
Troškovi u odnosu na bešavne- Ekonomičnije nego besprijekorno za mnoge aplikacije
Ograničenja i razmatranja dizajna
Ograničenja veličine- Maksimalni OD obično 5" (veće veličine često bešavne)
Nije za tešku koroziju- Standardne ocjene nisu za visoko korozivna okruženja
Razmatranja zone zavarivanja- Malo drugačija svojstva u HAZ-u
Temperatura Cycling- Može zahtijevati posebnu pažnju za teške termalne cikluse
Nije za direktan udar plamena- U nekim dizajnima može biti specificirano bešavno
Smjernice za instalaciju i proizvodnju
Proširivanje cijevi:
Omjer ekspanzije- Obično 3-8% debljine stijenke cijevi
Podmazivanje- Potreban za sprječavanje draženja
Sekvenca- Proširite od centra prema van u listovima cijevi
Verifikacija- Izvucite-testove preporučene za kritične aplikacije
zavarivanje:
Procedure- Mora biti kvalifikovan za primjenu cijevi kotla
Filler Metal- Tipično odgovarajući sastav sa deoksidansima
Čišćenje- Kritično za uklanjanje oksida i zagađivača
Termička obrada nakon-varenja- Možda će biti potrebno u zavisnosti od aplikacije
Savijanje:
Minimalni radijus savijanja- Obično 3x OD za hladno savijanje
Upotreba trna- Preporučuje se za sprječavanje spljoštenja
Springback Allowance- Razmislite o dizajnu alata
Inspekcija- Provjerite ovalnost i stanjivanje zidova nakon savijanja
Osiguranje kvaliteta i dokumentacija
Potrebni certifikati:
Certifikat o ispitivanju mlina- Uključujući hemijsku analizu i mehanička ispitivanja
Sljedivost toplotnog broja- Neophodan za usklađenost koda kotla
NDE Reports- Za izvršeno ispitivanje bez razaranja
Zapisi o hidrostatičkim ispitivanjima- Dokumentacija o pritisku i trajanju
Dodatno testiranje (opciono/specifično za projekat):
Ultrazvučno testiranje- Osjetljiviji od vrtložne struje za određene defekte
Pozitivna identifikacija materijala- Provjeri hemiju dolaznog materijala
Testiranje tvrdoće- Posebno za aplikacije razreda C/D
Ispitivanje mikrostrukture- Za aplikacije na kritično visokim{1}}temperaturama
Režimi kvarova i prevencija
| Failure Mode | Uobičajeni uzroci | Mere prevencije |
|---|---|---|
| Stres korozija pucanja | Hloridi, kaustici, zaostala naprezanja | Odgovarajuća hemija vode, oslobađanje od stresa |
| Zamor od korozije | Ciklični stres u korozivnom okruženju | Dizajn za odgovarajuću drenažu, zaštitu od korozije |
| Creep | Dugotrajno-izlaganje visokoj temperaturi | Pravilan odabir materijala, praćenje temperature |
| Širenje defekta zavara | Početne nesavršenosti zavara | Rigorozni NDE, pravilni postupci zavarivanja |
| Erozija | -Protok čestica velike brzine | Kontrola brzine protoka, zaštitni uređaji |
Industrijski standardi i usklađenost sa kodeksom
Ključne reference:
Kod ASME kotlova i posuda pod pritiskom- Odjeljak I (Električni kotlovi), Odjeljak VIII (posude pod pritiskom)
ASME B31.1- Cjevovod napajanja
NBIC- Inspekcijski kod Nacionalnog odbora
ABMA- Smjernice Američkog udruženja proizvođača bojlera
Utiskivanje koda:
S Stamp- Potreban za kotlove Sekcije I
U Stamp- Za posude pod pritiskom Sekcije VIII
NPT pečat- Ovlaštene organizacije za popravke Nacionalnog odbora
Informacije o naručivanju
Kompletna specifikacija treba da uključuje:
Standard & Grade- ASTM A178 stepen C ERW
Dimenzije- OD × Debljina zida × Dužina (npr. 2" × 0,120" × 20 ft)
Tolerancije- Standardno ili posebno
Završi- Kao-zavareni, kiseli, hladno vučeni
Testiranje- Standardni testovi plus svi dodatni zahtjevi
Certifikacija- Zahtjevi certifikata za ispitivanje mlina
Označavanje- Potrebna identifikacija na svakoj epruveti
Pakovanje- Zaštita od oštećenja tokom transporta
Posebni zahtjevi (navedite ako je potrebno):
Termička obrada- Oslobađanje od stresa, normalizacija
Završi pripremu- Kvadrat, skinut iglici, koso
Završna obrada- Posebni zahtjevi za hrapavost
Specijalno čišćenje- Odmašćeno, pasivirano
Preservation- VCI papir, vrećice za sušenje za skladištenje
Održavanje i produženje vijeka trajanja
U-uslužnom pregledu:
Visual- Potražite koroziju, izbočine, pukotine
Ultrasonic Thickness- Pratite stanjivanje zidova
Dye Penetrant- Detekcija površinskih pukotina
Vrtložna struja- Detekcija unutrašnjeg kvara
Uzorkovanje cijevi- Povremeno uklanjanje radi destruktivne analize
Metode popravke:
Tube Plugging- Privremeni popravak izoliranih kvarova
Sleeving- Ubacite manju cijev u oštećeni dio
Welding Repair- Za određene vrste oštećenja (potrebne su kvalifikovane procedure)
Zamjena cijevi- Zamjena u dijelu ili cijeloj{1}} dužini
Razmatranja životne sredine i sigurnosti
Tretman vode- Kritično za sprječavanje kamenca, korozije i formiranja naslaga
Hemikalije za čišćenje- Mora biti kompatibilan s materijalom cijevi
Isparenja za zavarivanje- Potrebna je odgovarajuća ventilacija tokom proizvodnje
Ispitivanje pritiska- Sigurne procedure za hidrostatičko ispitivanje
Kraj-života-- Pravilno odlaganje/recikliranje iskorištenih kotlovskih cijevi
Rezime
ASTM A178 ERW cijevi predstavljaju specijalizirani, visoko-kvalitetni proizvod dizajniran posebno za zahtjevne primjene visokih{2}}primjena u kotlovima i izmjenjivačima topline. Iako su stroži u zahtjevima i testiranju od cijevi opće{4}}opće namjene, nude pouzdane performanse u kritičnim termičkim aplikacijama. Odgovarajući odabir zasnovan na radnoj temperaturi, pritisku i okruženju, u kombinaciji s pridržavanjem primjenjivih kodeksa i praksi održavanja, osigurava siguran i efikasan dugotrajan-rad.
Za primjenu kotlova, uvijek konsultujte ASME Kodeks za kotlove i posude pod pritiskom i uključite kvalifikovane inženjere kotlova u aktivnosti projektovanja, proizvodnje i inspekcije. Specifikacije materijala pružaju minimalne zahtjeve; stvarni uslovi usluge mogu diktirati dodatna razmatranja.
