ASTM A213 / A213M – Standardspezifikation für nahtlose ferritische und austenitische Legierungen-Stahlkessel, Überhitzer und Wärmetauscherrohre-

Materialtypen
ASTM A213 deckt zwei Hauptkategorien von Rohren aus legiertem Stahl ab:

Diese Materialien sind so konstruiert, dass sie ihre Festigkeit beibehalten und Oxidation, Ablagerungen und Kriechen bei Temperaturen über 1000 Grad F (540 Grad) widerstehen.

Herstellungsprozess

Nur nahtlos: Rohre werden ohne Schweißnaht hergestellt, wodurch die strukturelle Integrität unter zyklischer thermischer und mechanischer Belastung gewährleistet ist.

Heiß-Fertig oder kalt-Gezogen:

Warm-bearbeitet: Für größere Durchmesser und dickere Wände

Kalt-gezogen: Für verbesserte Maßhaltigkeit, Oberflächengüte und Festigkeit

Wärmebehandlung:

Ferritische Sorten: Muss normalisiert und angelassen werden (oder bei austenitischen Sorten geglüht werden)

Austenitische Sorten: Müssen lösungsgeglüht und schnell abgekühlt (abgeschreckt) werden, um Sensibilisierung und Karbidausfällung zu verhindern

Gemeinsame Noten und Klassifizierungen

ASTM A213 definiert zahlreiche Güteklassen, die jeweils durch ein Präfix gekennzeichnet sind, das den Typ angibt:

Ferritische legierte Stähle (T--Reihe)

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 (hohe-Festigkeit, Kriech-beständig)

Austenitische rostfreie Stähle (TP--Serie)

TP304/TP304H: 18 % Cr - 8 % Ni (H=mit hohem Kohlenstoffgehalt für Kriechfestigkeit)

TP316/TP316H: 16 % Cr - 12 % Ni - 2 % Mo (erhöhte Korrosionsbeständigkeit)

TP321: 18 % Cr - 10 % Ni + Ti (stabilisiert gegen Sensibilisierung)

TP347: 18 % Cr - 10 % Ni + Nb (stabilisiert, ausgezeichnete thermische Ermüdungsbeständigkeit)

Hinweis: Das Suffix „H“ (z. B. TP304H) weist auf eine Variante mit hohem-Kohlenstoffgehalt hin, die für die Kriechfestigkeit im Langzeitbetrieb bei hohen-Temperaturen optimiert ist.

Chemische Zusammensetzung
Um die Leistung sicherzustellen, sind für jede Klasse strenge Grenzwerte festgelegt. Beispiel für TP304H:

C: 0.04–0.10%

Cr: 18,0–20,0 %

Ni: 8,0–11,0 %

Mn: Weniger als oder gleich 2,0 %

Si: Weniger als oder gleich 0,75 %

P, S: Kleiner oder gleich 0,045 %

Für T22 (2,25Cr-1Mo):

C: 0.05–0.15%

Cr: 1,90–2,60 %

Mo: 0,90–1,10 %

Mn: 0,30–0,60 %

Mechanische Eigenschaften (typische Mindestwerte)
Variieren Sie je nach Klasse. Beispiele:

Abmessungen und Toleranzen

Außendurchmesser (OD): Typischerweise 1/4 Zoll bis 5 Zoll (6 mm bis 127 mm)

Wandstärke: Dünn bis mittel, optimiert für Wärmeübertragung und Druckeindämmung

Toleranzen:

Außendurchmesser: ±0,005 Zoll (±0,13 mm)

Wand: ±10 %

Geradheit: Max. 1/8 Zoll pro Fuß (1 mm/m)

Oberflächenzustand

Die Oberfläche muss sauber, glatt und frei von Ablagerungen, Rissen, Nähten, Überlappungen und Oxidation sein.

Lösungsgeglühte austenitische Rohre haben eine glänzende, oxidfreie Oberfläche.

Ferritische Rohre können einen leichten Walzzunder aufweisen, sofern sie nicht gebeizt oder poliert werden.

Testanforderungen

Hydrostatischer Test: Jedes Rohr muss einem Hydrotest unterzogen werden, sofern es nicht durch NDE ersetzt wird.

Zerstörungsfreie elektrische Prüfung (NDE): Wirbelstrom- oder Ultraschallprüfung kann verwendet werden.

Abflachungstest: Erforderlich für ferritische Sorten.

Aufweitungstest: Erforderlich für austenitische Sorten unter 3 Zoll Außendurchmesser.

Härtetest: Erforderlich für ferritische Sorten (z. B. muss T91 die Härtegrenzen erfüllen).

Zugversuch: Auf Stichprobenbasis erforderlich.

Schlagprüfung: Erforderlich für einige ferritische Qualitäten im Einsatz bei niedrigen Temperaturen.

Intergranularer Korrosionstest: Erforderlich für stabilisierte Sorten (TP321, TP347), sofern angegeben.