ASTM A213 Nahtlose U-Bogen-Wärmetauscherrohrlösung aus rostfreiem Stahl, geglüht mit TP304 TP316-Qualitäten

Nahtlose U-Bogenrohre aus Edelstahl ASTM A213 werden für Wärmetauscher, Kondensatoren, Kessel und Überhitzer hergestellt, die unter erhöhten Temperaturen, Drücken oder korrosiven Prozessbedingungen betrieben werden. Die Rohre werden in einem nahtlosen Verfahren hergestellt, warm- oder kaltbearbeitet geliefert, lösungsgeglüht und auf den erforderlichen U-Biegeradius und die erforderliche Schenkellänge geformt.

ASTM A213/A213M deckt sowohl ferritische legierte Stahlsorten als auch austenitische Edelstahlsorten ab. Für ein Produkt, das speziell als a beschrieben wirdU-Bogenrohr aus EdelstahlZu den entsprechenden Bezeichnungen gehören TP304, TP304L, TP316, TP316L und TP321. Die Sorte T12 sollte nicht als rostfreier Stahl aufgeführt werden, da es sich um einen ferritischen niedriglegierten Stahl handelt. Die aktive Ausgabe ist ASTM A213/A213M-25.

ASTM A213 deckt normalerweise Rohre mit einem Innendurchmesser von 3,2 mm bis 127 mm Außendurchmesser und Wandstärken von 0,4 bis 12,7 mm ab. Andere Abmessungen können geliefert werden, wenn alle verbleibenden Spezifikationsanforderungen erfüllt sind.

Durch das Fehlen einer Längsschweißnaht werden Schweißnahtunterbrechungen an der Rohrdruckgrenze vermieden. Jedes Rohr wird gemäß ASTM A213 im nahtlosen Warm- oder Kaltverfahren hergestellt.

Der Biegeradius, die Rohrsteigung, die Schenkellänge, die Tangentenposition und die Maßausrichtung werden gemäß der Zeichnung des Wärmetauscherbündels hergestellt. Biegeovalität und Wandverdünnung können bei Bedarf an der Extrados-, Intrados- und Neutralachse gemessen werden.

TP304-, TP304L-, TP316-, TP316L- und TP321-Rohre werden normalerweise bei einer Mindesttemperatur von etwa 1040 °C lösungsgeglüht und anschließend schnell abgekühlt. Die Wärmebehandlung stellt die erforderliche Mikrostruktur wieder her und hilft, die Auswirkungen des Kaltziehens und Biegens zu kontrollieren.

TP304 und TP304L werden für allgemeine industrielle Wärmeübertragungsanwendungen verwendet. TP316 und TP316L enthalten 2,00–3,00 % Molybdän und werden dort ausgewählt, wo eine höhere Beständigkeit gegen lokale Korrosion erforderlich ist. TP321 ist titanstabilisiert für den Einsatz bei hohen Temperaturen.

ASTM A213 erfordert mechanische und formgebende Tests und verlangt, dass jedes Rohr entweder einem zerstörungsfreien elektrischen Test oder einem hydrostatischen Test unterzogen wird.

Ein U-förmig gebogenes Rohr kann die Spezifikation für gerade Rohre erfüllen, verursacht aber dennoch Montage- oder Wartungsprobleme, wenn das Biegen zu einer übermäßigen Verdünnung der Außenkanten oder zu einer Ovalität des Querschnitts führt.

Wir steuern den Biegeprozess durch:

• Sorten- und größenspezifische Dornauswahl
• Kontrollierte Biegegeschwindigkeit und Klemmdruck
• Maßmessung am Biegescheitel
• Überprüfung der Wandstärke bei kritischen Biegungen
• Prüfung des Biegeradius und der Rohrteilung anhand der genehmigten Zeichnung

Projektspezifische Akzeptanzgrenzen für minimale Biegewandstärke und maximale Ovalität können vor der Produktion vereinbart werden.

ASTM A213 definiert die Material- und Wärmebehandlungsanforderungen für nahtlose Rohre, definiert jedoch nicht alle U-Bogen-Geometrien, Spannungsentlastungsmethoden oder Bündelfertigungsanforderungen.

In der Kaufspezifikation sollte daher Folgendes stehen:

• Unabhängig davon, ob das gesamte Rohr oder nur der U-Biegebereich eine Wärmebehandlung nach dem Biegen erfordert
• Die erforderliche Wärmebehandlungstemperatur und Kühlmethode
• Ob Lösungsglühen, lokale elektrische Widerstandsbehandlung oder keine zusätzliche Behandlung erforderlich ist
• Ob eine Prüfung auf interkristalline Korrosion erforderlich ist
• Ob das Wärmebehandlungslos auf der Prüfbescheinigung erscheinen muss

Dies verhindert unkontrollierte lokale Erwärmung, Oberflächenoxidation und inkonsistente mechanische Eigenschaften im Biegebereich.

Jedes Produktionslos kann über eine Rückverfolgbarkeitsroute kontrolliert werden, die Folgendes umfasst:

• Rohstoffwärmezahl
• Fertigungslos für gerade Rohre
• Loslösungsglühen
• U-Biege-Charge
• Maßkontrollprotokoll
• Wirbelstrom- oder hydrostatischer Teststatus
• Identifizierung der fertigen Röhrchen und Verpackungsposition

Dadurch wird das Risiko einer Vermischung von Qualitäten, Biegeradien oder Wärmebehandlungsbedingungen bei der Montage des Wärmetauscherbündels verringert.

Diese Standards sind nicht automatisch austauschbar. Sortenäquivalenz, Wärmebehandlung, Toleranzen, Prüfhäufigkeit und Zertifizierungsanforderungen müssen anhand des vom Käufer angegebenen Codes bestätigt werden.

Nahtlose U-Bogenrohre nach ASTM A213 TP316L können in das Rohrbündel eines Rohrbündelwärmetauschers für chemische Prozesse eingebaut werden. Die U-förmige Konfiguration verbindet die Einlass- und Auslassströmungswege ohne Verwendung einer hinteren Rohr-Boden-Verbindung, während das molybdänhaltige TP316L-Material im Vergleich zu TP304L in vielen Prozessumgebungen eine verbesserte lokale Korrosionsbeständigkeit bietet.

Bei der endgültigen Materialauswahl müssen Chloridkonzentration, Betriebstemperatur, Flüssigkeitsgeschwindigkeit, Spaltbedingungen, Reinigungschemikalien und die Möglichkeit von Chlorid-Spannungskorrosionsrissen berücksichtigt werden.

Die chemische Zusammensetzung wird als Massenprozent angegeben. Nicht aufgeführte Werte werden nicht absichtlich angegeben, es sei denn, dies ist in der jeweiligen ASTM-Ausgabe oder Bestellung erforderlich.

Die oben genannten Gütegrenzen basieren auf veröffentlichten technischen Tabellen nach ASTM A213. Die maßgeblichen Werte sollten immer anhand der in der Bestellung angegebenen Auflage überprüft werden.

Nachfolgend sind die Mindestzugeigenschaften bei Raumtemperatur für die fünf häufig spezifizierten austenitischen Güten aufgeführt.

Für das fertige wärmebehandelte Rohr gelten Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften. Lokale Kaltverformungen, die während des U-Biegens eingeführt werden, können die Härte und Eigenspannung im Biegebereich verändern. Daher sollten eine Nachbehandlung und Prüfung des Biegebereichs spezifiziert werden, wenn die Konstruktion des Wärmetauschers dies erfordert. Die aufgeführten Zug- und Härteanforderungen stimmen mit den veröffentlichten ASTM A213-Qualitätstabellen überein.

Zu den typischen veröffentlichten ASTM A213-Außendurchmessertoleranzen gehören:

Bei Rohren mit minimaler Wandstärke wird in veröffentlichten Toleranzzusammenfassungen üblicherweise eine Wandstärkenübertoleranz von +20 %/−0 für Rohre mit bis zu 38,1 mm Außendurchmesser und +22 %/−0 für größere Durchmesser angegeben. Die endgültigen Toleranzen müssen anhand der Bestellbasis, der Rohrgröße und der aktuellen ASTM A1016/A213-Ausgabe überprüft werden.

Das Standard-Inspektionspaket kann Folgendes umfassen:

• Analyse der chemischen Zusammensetzung
• Zugversuch bei Raumtemperatur
• Härteprüfung
• Abflachungstest
• Bördelprüfung
• Hydrostatische oder zerstörungsfreie elektrische Prüfung jedes Rohrs
• Prüfung des Außendurchmessers und der Wandstärke
• Prüfung des U-Biegeradius, der Schenkellänge und des Rohrabstands
• Biegeovalität und Überprüfung der minimalen Wandstärke
• Wirbelstromprüfung vor oder nach dem Biegen, je nach Spezifikation
• Oberflächenreinheit und Sichtprüfung
• Bei Bedarf positive Materialidentifizierung
• Interkristalline Korrosionsprüfung nach Zusatzvereinbarung
• EN 10204 3.1 Materialzertifizierung