Огляд
ASTM A213/A213M – це всесвітньо визнаний стандарт, опублікований ASTM International, який визначає вимоги до безшовних труб із феритної та аустенітної-сталі, призначених для використання при високій-температурі та високому{4}}тиску в котлах, пароперегрівачах і теплообмінниках.
Ця специфікація має важливе значення в галузях, де міцність при підвищених температурах, стійкість до окислення, стійкість до повзучості та стійкість до корозії є критичними, наприклад:
Виробництво електроенергії (вугільні, газові, атомні-станції та електростанції комбінованого циклу)
Нафтохімічна та хімічна переробка
Рафінування
Видобуток нафти і газу
Високо{0}}ефективні системи рекуперації тепла
Буква «M» у A213M позначає метричну версію стандарту. Останнє видання станом на 2025 рік – ASTM A213/A213M-23.
Основні характеристики ASTM A213
Типи матеріалів
ASTM A213 охоплює дві основні категорії труб із легованої сталі:
|
Тип |
опис |
|
Феритні леговані сталі |
Магнітні сталі на основі хром-молібдену (Cr-Mo) (наприклад, T5, T9, T11, T22, T91) |
|
Аустенітні нержавіючі сталі |
Не-магнітні сталі на основі хром-нікелю (наприклад, TP304, TP316, TP321, TP347) |
Ці матеріали створені для підтримки міцності та стійкості до окислення, накипу та повзучості за температур, що перевищують 1000 градусів F (540 градусів).
Виробничий процес
Лише безшовні: труби виготовляються без зварного шва, що забезпечує структурну цілісність під час циклічного термічного та механічного навантаження.
Гаряча-обробка або холодна-витяжка:
Гаряча-обробка: для більших діаметрів і товщих стінок
Холодне{0}}витягування: для покращеної точності розмірів, обробки поверхні та міцності
Термічна обробка:
Феритні класи: повинні бути нормалізовані та відпущені (або відпалені для аустенітних сортів)
Аустенітні сорти: необхідно піддати розчину відпалу та швидко охолодити (загартувати), щоб запобігти сенсибілізації та випаданню карбіду.
Загальні оцінки та класифікації
ASTM A213 визначає численні класи, кожен з яких позначається префіксом, що вказує на тип:
Феритні леговані сталі (серія T-)
T5: 5% Cr - 0.5% Mo
T9: 9% Cr - 1% Mo
T11: 1,25% Cr - 0.5% Mo
T22: 2,25% Cr - 1% Mo
T91: 9% Cr - 1% Mo - V - Nb (висока-міцність,-стійкість до повзучості)
Аустенітні нержавіючі сталі (серія TP-)
TP304/TP304H: 18% Cr - 8% Ni (H=високий вміст вуглецю для міцності на повзучість)
TP316/TP316H: 16% Cr - 12% Ni - 2% Mo (підвищена стійкість до корозії)
TP321: 18% Cr - 10% Ni + Ti (стабілізований проти сенсибілізації)
TP347: 18% Cr - 10% Ni + Nb (стабілізований, чудова стійкість до термічної втоми)
Примітка. Суфікс «H» (наприклад, TP304H) вказує на високо-вуглецевий варіант, оптимізований для міцності на повзучість у довготривалій-високо-температурній експлуатації.
Хімічний склад
Суворі обмеження встановлюються для кожного сорту, щоб забезпечити продуктивність. Приклад для TP304H:
C: 0.04–0.10%
Cr: 18,0–20,0%
Ni: 8,0–11,0%
Mn: менше або дорівнює 2,0%
Si: менше або дорівнює 0,75%
P, S: менше або дорівнює 0,045%
Для T22 (2.25Cr-1Mo):
C: 0.05–0.15%
Cr: 1,90–2,60%
Пн: 0,90–1,10%
Mn: 0,30–0,60%
Механічні властивості (типові мінімуми)
Змінюватися залежно від сорту. приклади:
|
Оцінка |
Міцність на розрив (хв.) |
Межа текучості (хв.) |
Подовження (мін) |
|
T5 |
60 000 psi (415 МПа) |
30 000 psi (205 МПа) |
20% у 2 дюймах. |
|
T22 |
65 000 psi (450 МПа) |
45 000 psi (310 МПа) |
22% у 2 дюймах. |
|
TP304H |
75 000 psi (515 МПа) |
30 000 psi (205 МПа) |
40% через 2 дюйми |
|
TP316H |
75 000 psi (515 МПа) |
30 000 psi (205 МПа) |
40% через 2 дюйми |
Розміри та допуски
Зовнішній діаметр (OD): Зазвичай від 1/4 дюйма до 5 дюймів (6 мм до 127 мм)
Товщина стінки: від тонкої до середньої, оптимізована для теплопередачі та утримання тиску
Допуски:
OD: ±0,005 дюйма (±0,13 мм)
Стіна: ±10%
Прямота: максимум 1/8 дюйма на фут (1 мм/м)
Стан поверхні
Поверхня повинна бути чистою, гладкою, без окалини, тріщин, швів, нахлестів і окислення.
Розчинно-відпалені аустенітні труби мають яскраве покриття без-оксидів.
Феритні труби можуть мати незначну окалину, якщо вони не протруєні або не поліровані.
Вимоги до тестування
Гідростатичне випробування: кожна труба повинна пройти гідровипробування, якщо вона не замінена на NDE.
Неруйнівний електричний контроль (NDE): можна використовувати вихровий струм або ультразвуковий контроль.
Тест на сплющення: необхідний для феритних марок.
Випробування на спалювання: необхідне для аустенітних марок діаметром менше 3 дюймів.
Випробування на твердість: необхідне для феритних сортів (наприклад, T91 має відповідати межам твердості).
Випробування на розтяг: обов'язкове на основі зразка.
Випробування на удар: необхідне для деяких марок фериту при низькій-температурі.
Тест на міжкристалітну корозію: необхідний для стабілізованих марок (TP321, TP347), якщо зазначено.
Додатки
- Котельні труби: водяні стінки, топкові труби
- Перегрівачі та повторні нагрівачі: на електростанціях, які працюють на викопному паливі та комбінованому-циклі
- Теплообмінники: високо{0}}температурні технологічні агрегати
- Парогенератори: Атомні та промислові установки
- Установки каталізу та риформінгу: нафтопереробні заводи
- Високо{0}}температурний технологічний трубопровод (трубки)
Порівняння з подібними стандартами
|
Стандартний |
Ключова різниця |
|
ASTM A213 |
Труби з безшовного сплаву та нержавіючої сталі для високотемпературного котла та теплообмінника- |
|
ASTM A192 |
Безшовні котельні труби з вуглецевої сталі (нижча температура/міцність) |
|
ASTM A210 |
Безшовні котельні труби-з вуглецевої сталі |
|
ASTM A249 |
Зварні труби з аустенітної нержавіючої сталі для теплообмінників |
|
ASTM A335 |
Безшовна труба з феритної легованої сталі (більший діаметр, технологічний трубопровод) |
|
ASTM A312 |
Безшовна/зварна труба з аустенітної нержавіючої сталі |
Примітка: ASTM A213 призначений для труб (менший діаметр, більш жорсткі допуски), тоді як A335/A312 охоплює труби, які використовуються в технологічних системах.
Сертифікація та відстеження
- Звіт про випробування млина (MTR): обов’язковий (EN 10204 3.1 або 3.2)
- Відстеження кількості тепла: повна відстежуваність від сировини до кінцевого продукту
- Перевірка-третіх сторін: загальна для критичних застосувань (наприклад, ASME, API, NDT)
- NACE MR0175/ISO 15156: Застосовується для певних сортів кислих продуктів (наприклад, TP316, дуплексні варіанти)
- Відповідність нормам ASME: Труби часто використовуються в ємностях ASME BPVC, розділ I та розділ VIII.
Резюме
ASTM A213/A213M — головний світовий стандарт для безшовних труб із сплавів і нержавіючої сталі, які використовуються в середовищах із високою-температурою та високим{3}}тиском. Він охоплює широкий спектр феритних Cr-Mo сталей і аустенітних нержавіючих сталей, кожна з яких розроблена для стійкості до повзучості, стійкості до окислення та тривалої-надійності.
Завдяки суворим вимогам щодо хімії, термічної обробки, механічних властивостей і випробувань, труби ASTM A213 є матеріалом вибору на електростанціях, нафтопереробних і хімічних заводах, де несправність не є варіантом.
Це важливий фактор енергоефективності та безпеки в сучасних високо-теплових системах.
- Поточна версія: ASTM A213/A213M – 23 (станом на 2025 рік)
- Видавець: ASTM International
- Сфера застосування: безшовні труби з феритної та аустенітної-сталі для котлів, пароперегрівачів і-теплообмінників.
