Ống ASTM A213 (ASME SA213) đã được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chịu nhiệt độ cao, đặc biệt là cho nồi hơi và bộ quá nhiệt. Vật liệu ống có thể bằng thép hợp kim và thép không gỉ, và được sản xuất liền mạch bằng cách cán nóng hoặc kéo nguội. Vì vậy ống này thường được sử dụng ở những nơi rất quan trọng và giá cao hơn nhiều so với ống carbon bình thường. Các mác phổ biến là T9, T11, T12, T21, T22, T91 và mác Inox TP304 hoặc TP316.
Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn ống ASTM A213 (ASME SA213)
Dưới đây là Bộ Thông Số Tiêu Chuẩn Kỹ Thuật cho nồi hơi, bộ siêu nhiệt và ống trao đổi nhiệt bằng thép hợp kim Ferritic và Austenitic liền mạch của ống ASTM A213 (ASME SA213).
ASTM A213 bao gồm các ống dùng cho lò hơi, nồi hơi, bộ quá nhiệt và ống trao đổi nhiệt bằng thép ferritic và austenit liền mạch, được đặt tên TP304, Cấp 5 (TP304 Grade 5).
Các cấp có chứa chữ cái H trong ký hiệu, được thiết kế chuyên biệt, sẽ có các yêu cầu kỹ thuật khác với các loại tương tự không chứa chữ cái H. Các yêu cầu kỹ thuật khác dựa trên “Độ bền lâu dài” (Creep-Rupture Strength) cao hơn mức bình thường có thể đạt được ở các loại tương tự, nhưng không có các yêu cầu này.
Kích thước và độ dày ống thường có thông số kỹ thuật này là 1⁄8 inch [3,2 mm] đường kính trong đến 5 inch [127 mm] đường kính ngoài và 0,015 đến 0,500 inch [0,4 đến 12,7 mm].
Các loại ống có đường kính khác vẫn có thể cung cấp được, miễn là các ống này vẫn tuân thủ tất cả các yêu cầu khác của thông số kỹ thuật này.
Ống hợp kim A213/SA213 thường được sử dụng phổ thông là T5, T9, T11, T12, T22, T91, ống không gỉ là TP304/304L, TP316/316L.
Giới hạn thành phần hóa học (%) đối với ống thép hợp kim ASTM A213
| Cấp | Chỉ định
UNS
|
Thành phần, % | |||||||
| Carbon | Mangan | Phốt Pho | Sulfur | Lưu Huỳnh | Niken | Crôm | Molypden | ||
| T5 | K41545 | 0.15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | … | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 |
| T9 | K90941 | 0.15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.25-1.00 | … | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 |
| T11 | K11597 | 0.05-0.15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50-1.00 | … | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 |
| T12 | K11562 | 0.05-0.15 | 0.30-0.61 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | … | 0.80-1.25 | 0.44-0.65 |
| T21 | K31545 | 0.05-0.15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50-1.00 | … | 2.65-3.35 | 0.80-1.06 |
| T22 | K21590 | 0.05-0.15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | … | 1.90-2.60 | 0.87-1.13 |
| T91 | K90901 | 0.07-0.14 | 0.30-0.60 | 0.02 | 0.01 | 0.20-0.50 | 0.4 | 8.0-9.5 | 0.80-1.05 |
Đối với T91 ngoài ra còn có Niken 0,4 %, Va 0,18% – 0,25%, Ni 0,06% – 0,10%, Ni 0,03% – 0,07%, Al 0,02%, Ti 0,01%, Zr 0,01%.
Điều kiện:
- Tối đa, trừ khi phạm vi hoặc mức tối thiểu được chỉ định. Khi các dấu chấm lửng (…) xuất hiện trong bảng này thì không có yêu cầu và không cần xác định hoặc báo cáo phân tích cho nguyên tố đó.
- Cho phép đặt hàng T2 và T12 với hàm lượng lưu huỳnh tối đa là 0,045.
- Ngoài ra, thay cho tỷ lệ tối thiểu này, vật liệu phải có độ cứng tối thiểu là 275 HV trong điều kiện đã tôi luyện, được định nghĩa là sau khi austenit hóa và làm nguội đến nhiệt độ phòng nhưng trước khi ủ. Kiểm tra độ cứng phải được thực hiện ở độ dày giữa của sản phẩm.
Tần suất kiểm tra độ cứng phải là hai mẫu sản phẩm trên mỗi lô xử lý nhiệt và kết quả kiểm tra độ cứng phải được báo cáo trong báo cáo thử nghiệm vật liệu.
Giới hạn thành phần hóa học, %, đối với thép không gỉ Austenitic và Ferritic A213/SA213
| Cấp |
Chỉ định UNS
|
Thành phần, % | |||||||
| Carbon | Mangan | Phốt Pho | Sulfur | Lưu Huỳnh | Niken | Crôm | Molypden | ||
| TP304 | S30400 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | … |
| TP304L | S30403 | 0.035D | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 18.0-20.0 | 8.0-12.0 | … |
| TP316 | S31600 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.00-3.00 |
| TP316L | S31603 | 0.035D | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.00-3.00 |
| TP321 | S2100 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 17.0-19.0 | 9.0-12.0 | … |
Đối với TP321 cũng bao gồm Ti 5(C+N)-0.70
A: Tối đa, trừ khi một phạm vi hoặc mức tối thiểu được chỉ định. Khi các dấu chấm lửng (…) xuất hiện trong bảng này, thì không có giá trị tối thiểu và không cần xác định hoặc báo cáo phân tích cho phần tử
B: Phương pháp phân tích Nitơ sẽ là vấn đề thỏa thuận giữa người mua và nhà sản xuất.
C: Đối với các hợp kim này, không có ký hiệu cấp chung. Số UNS xác định duy nhất các hợp kim này
D: Đối với đường kính nhỏ hoặc thành mỏng, hoặc cả hai, nơi cần có nhiều đường vẽ, lượng carbon tối đa là 0,040% là cần thiết trong các loại TP304L, TP304LN, TP316L và TP316LN.
Yêu cầu về xử lý nhiệt và kích thước hạt của A213/SA213
| Cấp | Số UNS | Loại xử lý nhiệt |
Austenitizing/Solaring Nhiệt độ, tối thiểu hoặc phạm vi °F [℃] |
Phương tiện làm mát | Nhiệt độ ủ hoặc nhiệt độ cận tới hạn, tối thiểu hoặc phạm vi °F [℃] |
ASTM Kích thước hạt số (B) |
| T5 | K11547 | Xử lý nhiệt đầy đủ hoặc đẳng nhiệt | … | … | … | |
| Ủ | … | … | … | |||
| Thường hóa và | … | … | … | |||
| Trui thép | … | … | ||||
| Ủ nhiệt dưới mức tới hạn | … | … | 1200 to 1350 [650 to 730] | |||
| T9 | K90941 | Đầy đủ hoặc đẳng nhiệt | … | … | … | |
| Ủ | … | … | … | |||
| Thường hóa và | … | … | 1250 [675] | … | ||
| Trui thép | … | … | … | |||
| T11 | K11597 | Xử lý nhiệt đầy đủ hoặc đẳng nhiệt | … | … | … | |
| Ủ | … | … | … | |||
| Thường hóa và | … | … | 1200 [650] | … | ||
| Trui thép | … | … | … | |||
| T12 | K11562 | Đầy đủ hoặc đẳng nhiệt | … | … | … | |
| Ủ | … | … | … | |||
| Thường hóa và | … | … | … | |||
| Trui thép | … | … | … | |||
| Ủ nhiệt dưới mức tới hạn | … | … | 1200 to 1350 [650 to 730] | … | ||
| T21 | K31545 | Xử lý nhiệt đầy đủ hoặc đẳng nhiệt | … | … | … | |
| Ủ | … | … | … | |||
| Thường hóa và | … | … | … | |||
| Trui thép | … | … | … | |||
| T22 | K21590 | Xử lý nhiệt đầy đủ hoặc đẳng nhiệt | … | … | … | |
| Ủ | … | … | … | |||
| Thường hóa và | … | … | 1250 [675] | … | ||
| Trui thép | … | … | … | |||
| T91 | K90901 | Thường hóa và | 1900-1975 | 1350-1470 [730-800] | … | |
| Trui thép | [1040-1080] | … | ||||
| TP304 | S30400 | Xử lý bằng dung dịch | 1900 [1040]F | Nước hoặc làm mát nhanh khác | … | … |
| TP304L | S30403 | Xử lý bằng dung dịch | 1900 [1040]F | Nước hoặclàm mát
nhanh khác |
… | … |
| TP316 | S31600 | Xử lý bằng dung dịch | 1900 [1040]F | Nước hoặclàm mát
nhanh khác |
… | … |
| TP316L | S31603 | Xử lý bằng dung dịch | 1900 [1040]F | Nước hoặclàm mát
nhanh khác |
… | … |
| TP321 | S2100 | Xử lý bằng dung dịch | 1900 [1040]F,H | Nước hoặclàm mát
nhanh khác |
… | … |
Trả lời: Trường hợp dấu chấm lửng (…) xuất hiện trong bảng này thì không có yêu cầu.
B: Kích thước hạt ASTM Số được liệt kê, hoặc thô hơn, trừ khi có chỉ định khác.
F: Làm nguội trong nước hoặc làm lạnh nhanh bằng các phương tiện khác, với tốc độ đủ để ngăn chặn sự kết tủa lại của cacbua, có thể chứng minh bằng khả năng của ống, xử lý nhiệt bằng cách ủ dung dịch riêng biệt hoặc bằng cách làm nguội trực tiếp, đạt tiêu chuẩn Thực hành A262, Thực hành E . Nhà sản xuất không bắt buộc phải chạy thử nghiệm trừ khi được chỉ định trong đơn đặt hàng (xem Yêu cầu bổ sung S4). Lưu ý rằng Thực hành A262 yêu cầu thử nghiệm phải được thực hiện trên các mẫu thử nhạy cảm ở các loại carbon thấp và ổn định và trên các mẫu đại diện cho điều kiện khi vận chuyển đối với các loại khác. Trong trường hợp các loại carbon thấp có chứa 3 % molypden trở lên, khả năng áp dụng xử lý chất nhạy cảm trước khi thử nghiệm sẽ là vấn đề thương lượng giữa người bán và người mua.
H: Nhiệt độ xử lý dung dịch trên 1950 °F [1065 °C] có thể làm giảm khả năng chống lại sự ăn mòn giữa các hạt sau khi tiếp xúc với các điều kiện nhạy cảm ở các cấp được chỉ định. Khi được người mua chỉ định, quá trình ủ ổn định hoặc ủ độ phân giải ở nhiệt độ thấp hơn sẽ được sử dụng sau quá trình ủ dung dịch ở nhiệt độ cao hơn được quy định trong bảng này.
Đặc tính độ bền kéo và độ cứng của ASME A213
| Cấp |
Chỉ Định UNS
|
Độ bền kéo, tối thiểu, ksi [MPa] | Cường độ năng suất, tối thiểu, ksi [MPa] |
Độ giãn dài trong 2 inch hoặc 50 mm,tối thiểu, % (B,C) |
Độ cứng (A) | |
| Brinell/Vickers | Rockwell | |||||
| Thép hợp kim thấp: | ||||||
| T5b | K51545 | 60 [415] | 30 [205] | 30 | 179 HBW/190HV | 89 HRB |
| T9 | K90941 | 60 [415] | 30 [205] | 30 | 179 HBW/190HV | 89 HRB |
| T12 | K11562 | 60 [415] | 32 [220] | 30.00 | 163 HBW/170 HV | 85 HRB |
| T23 | K40712 | 74 [510] | 58 [400] | 20 | 220 HBW/230 HV | 97 HRB |
| T24 | K30736 | 85 [585] | 60 [415] | 20.00 | 250 HBW/265 HV | 25 HRC |
| T91 | K90901 | 85 [585] | 60 [415] | 20 | 190 to 250 HBW/196 to 265 HV | 90 HRB to 25 HRC |
| Thép không gỉ Austenitic: | ||||||
| TP304 | S30400 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192 HBW/200 HV | 90 HRB |
| TP304L | S30403 | 70 [485] | 25 [170] | 35.00 | 192 HBW/200 HV | 90 HRB |
| TP316 | S31600 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192 HBW/200 HV | 90 HRB |
| TP316L | S31603 | 70 [485] | 25 [170] | 35.00 | 192 HBW/200 HV | 90 HRB |
| TP321 | S2100 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192 HBW/200 HV | 90 HRB |
A: Tối đa, trừ khi một phạm vi hoặc mức tối thiểu được chỉ định.
B: Khi tiêu chuẩn tròn 2 in. hoặc chiều dài thước đo 50 mm hoặc các mẫu có kích thước tương ứng nhỏ hơn với chiều dài thước đo bằng 4D (4 lần đường kính) được sử dụng, giá trị tối thiểu
Độ giãn dài phải là 22 % đối với tất cả các loại hợp kim thấp trừ T23, T24, T91, T92, T122 và T911; và ngoại trừ TP444.
C: Đối với các thử nghiệm dải dọc, khấu trừ từ các giá trị độ giãn dài tối thiểu cơ bản là 1,00 % đối với TP444, T23, T24, T91, T92, T122 và T911 và 1,50 % đối với tất cả các loại hợp kim thấp khác đối với mỗi loại 1⁄32- TRONG. [0,8-mm] giảm độ dày thành xuống dưới 5⁄16 in. [8 mm] phải được thực hiện.
Thử nghiệm làm phẳng
B: Một thử nghiệm làm phẳng phải được thực hiện trên các mẫu thử từ mỗi đầu của một ống thành phẩm, không phải đầu được sử dụng để thử nghiệm loe, từ mỗi lô.
Kiểm tra loe
Thử nghiệm loe—Một thử nghiệm loe sẽ được thực hiện trên các mẫu thử từ mỗi đầu của một ống thành phẩm, không phải ống được sử dụng để thử làm phẳng, từ mỗi lô.
Thử nghiệm điện thủy tĩnh hoặc không phá hủy
Mỗi ống phải được thử nghiệm điện không phá hủy hoặc thử nghiệm thủy tĩnh. Loại thử nghiệm được sử dụng phải do nhà sản xuất lựa chọn, trừ khi có quy định khác trong đơn đặt hàng.
Số lượng ống trong một lô được xử lý nhiệt bằng quy trình liên tục hoặc bằng cách làm nguội trực tiếp sau khi tạo hình nóng
| Kích Thước Ống | Kích Thước Lô |
| Đường kính ngoài từ 2 inch [50,8 mm] trở lên và độ dày thành từ 0,200 inch [5,1 mm] trở lên | không quá 50 ống |
| Đường kính ngoài từ 2 inch [50,8 mm] trở lên và độ dày thành dưới 0,200 inch [5,1 mm] | không quá 75 ống |
| Đường kính ngoài nhỏ hơn 2 inch [50,8 mm] nhưng trên 1 inch [25,4 mm] | không quá 75 ống |
| Đường kính ngoài từ 1 inch [25,4 mm] trở xuống | không quá 125 ống |
Độ giãn dài – Giá trị tối thiểu quy định
| Độ dày thành ống | Độ giãn dài trong 2 inch hoặc 50 mm, tối thiểu, % | |||
| in. | mm | S44400, T23, T24, T91, T92, T122, và T911 | T 36 | Tất cả các lớp Ferritic khác |
| 5⁄16 [0.312] | 8 | 20 | 15 | 30 |
| 9⁄32 [0.281] | 7.2 | 19 | 14 | 29 |
| 1⁄4 [0.250] | 6.4 | 18 | 13 | 27 |
| 7⁄32 [0.219] | 5.6 | 17 | 12 | 26 |
| 3⁄16 [0.188] | 4.8 | 16 | 11 | 24 |
| 5⁄32 [0.156] | 4.0 | 15 | 10 | 23 |
| 1⁄8 [0.125] | 3.2 | 14 | 9 | 21 |
| 3⁄32 [0.094] | 2.4 | 13 | 8 | 20 |
| 1⁄16 [0.062] | 1.6 | 12 | 7 | 18 |
| 0.062 to 0.035, excl | 1.6 to 0.9 | 12 | 7 | 17 |
| 0.035 to 0.022, excl | 0.9 to 0.6 | 11 | 6 | 17 |
| 0.022 to 0.015 incl | 0.6 to 0.4 | 11 | 6 | 16 |
A: Các yêu cầu về độ giãn dài được tính toán phải được làm tròn đến số nguyên gần nhất
Dung sai độ dày trung bình của thành ống đối với ống định hình nóng
|
Thiết kế chỉ định NPS [DN] |
Dung sai tính bằng % | |
| Trên | Dưới | |
| 1⁄8 đến 2 1⁄2 [6 đến 65] bao gồm, tất cả các tỷ lệ t/D(A) | 20 | 12.5 |
| Trên 2 1⁄2 [65], t/D ≤ 5 %(A) | 22.5 | 12.5 |
| Trên 2 1⁄2 [65], t/D > 5 %(A) | 15 | 12.5 |
A: t = độ dày thành được chỉ định D = đường kính ngoài được chỉ định
Các thay đổi cho phép so với độ dày thành tối thiểu được chỉ định phải phù hợp với Thông số kỹ thuật A1016/A1016M.
Dung sai độ dày của tường đối với ống định hình lạnh
Các biến thể cho phép so với độ dày thành trung bình được chỉ định phải là +/- 10 % độ dày thành trung bình được chỉ định đối với các ống được tạo hình nguội và, trừ khi có quy định khác của người mua, phải phù hợp với bảng trên đối với các ống được tạo hình nóng.