Tehnične specifikacije za varjene kotlovske cevi ASTM A178
Pregled
ASTM A178je standardna specifikacija zaelektrično-uporovno{1}}varjene cevi kotla in pregrevalnika iz ogljikovega jekla. Te cevi so zasnovane posebej za visoko{1}}temperaturno delovanje v kotlih, pregrelnikih, toplotnih izmenjevalnikih in podobnih tlačnih aplikacijah, kjer je zanesljivost pri toplotni obremenitvi ključnega pomena.
Stopnje in klasifikacije materialov
| Ocena | Vrsta | Imenovanje | Primarna aplikacija |
|---|---|---|---|
| razred A | ERW | Najmanjša vsebnost ogljikovega jekla | Splošni servis, nizkotemperaturni kotli- |
| Stopnja C | ERW | Ogljikovo-manganovo jeklo | Zmerna temperatura in pritisk |
| razred D | ERW (posebno)* | Ogljikovo-silicijevo jeklo | Visoko{0}}temperaturne aplikacije |
Opomba: Cevi razreda D so lahko dobavljene kot ERW ali brezšivne po izbiri proizvajalca.
Mehanske lastnosti
| Lastnina | razred A | Stopnja C | razred D |
|---|---|---|---|
| Natezna trdnost, min | 47.000 psi (325 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) |
| Meja tečenja, min | 26.000 psi (180 MPa) | 37.000 psi (255 MPa) | 37.000 psi (255 MPa) |
| Raztezek, min | 35 % v 2" | 30 % v 2" | 30 % v 2" |
Opomba: Mehanske lastnosti veljajo za vzdolžne in prečne vzorce.
Kemična sestava (Največji %, razen če je navedeno območje)
| Element | razred A | Stopnja C | razred D |
|---|---|---|---|
| Ogljik | 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 |
| Žveplo | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Silicij | - | - | 0.10-0.30 |
| Preostali elementi* | - | 0,50 največ vsaka | 0,50 največ vsaka |
Ostanki: Cu, Ni, Cr, Mo, V (skupaj manj kot ali enako 1,00 % za stopnje C & D)
Posebnosti proizvodnega procesa
Specializirana proizvodnja ERW:
Natančna priprava traku- Boljša kemija in nadzor dimenzij kot standardna cev
Priprava čistega roba- Kritično za-zvare visoke-integritete v tankostenskih-ceveh
Visoko{0}}frekvenčno varjenje- Običajno 300–450 kHz za natančen nadzor toplote
Odstranjevanje zvara- Popolna notranja/zunanja odstranitev za gladke površine
Določitev velikosti in ravnanje- Izjemna natančnost za prileganje snopa cevi-
Toplotna obdelava- Pogosto razbremenjen ali normaliziran za dimenzijsko stabilnost
Nedestruktivno testiranje- Obvezen pregled celotne-dolžine
Poudarek na kakovosti:
Čistoča- Čim manj vključkov in površinskih napak
Konzistenca zvara- Popolna obodna celovitost zvara
Dimenzijska natančnost- Ozke tolerance za sklop izmenjevalnika toplote
Standardne velikosti in dimenzije
| Parameter | Standardni obseg | Ključne značilnosti |
|---|---|---|
| Zunanji premer | 0,75" do 5" (19,1 do 127 mm) | Najpogostejši: 1" do 2,5" |
| Debelina stene | 0,035" do 0,320" (0,9 do 8,1 mm) | Tanko{0}}zasnova, optimizirana za prenos toplote |
| Dolžina | Tipično do 65 ft (20 m). | Dolge dolžine zmanjšujejo spoje v snopih cevi |
| Končaj | Hladno vlečeno ali-varjeno | Gladka površina za manjše onesnaženje |
Tolerance (po ASTM A178)
| Dimenzija | Strpnost |
|---|---|
| Zunanji premer | ±0,004" za D Manjše ali enako 1" ±0,5 % OD za D > 1" |
| Debelina stene | +20%, -0% nazivne stene (standardno) ±10 % na voljo (bližja toleranca) |
| Dolžina | +1/8", -0" za rezalne dolžine |
| Iz--okroglosti | Manj kot ali enako 1 % OD (bolj tesno kot običajna cev) |
| Naravnost | 0,010" na čevelj največjega odstopanja |
Obvezne zahteve za testiranje
| Test | Zahteva | Pogostost | Namen |
|---|---|---|---|
| Hidrostatični preskus | Tlak=2S × t/D S=50% minimalne meje tečenja Trajanje Večje ali enako 10 sekund |
Vsaka cev | Preverjanje tesnosti |
| Test sploščenja | Sploščite na 3x debelino stene brez razpok | Dva na lot | Duktilnost in kakovost zvara |
| Preskus obratnega sploščenja | Posebno za cevi ERW, odpre zvar za pregled | Ena na lot | Odkrivanje notranjih napak zvara |
| Nedestruktivni električni preizkus | Vrtinčni tok ali druga odobrena metoda | Polna dolžina | Odkrivanje napak v celotni cevi |
| Natezni preskus | Ena na toploto, na debelino stene | Obvezno | Preverjanje mehanskih lastnosti |
| Test trdote | Opcijsko, po dogovoru | Kot je določeno | Dodatno preverjanje kakovosti |
| Test sežiganja | Za cevi < 3" OD, specifična ekspanzija brez napak | Dva na lot | Možnost oblikovanja za razširitve cevi |
Površinsko stanje in zaključki
| Pogoj | Opis | Obravnava prijave |
|---|---|---|
| Kot-zvarjeno | Lahek mlinski kamen, viden zvar | Ekonomski razred, za čiščenje na servisu |
| Vloženo | Očiščen-s kislino, svetel zaključek | Očistite površino za boljši prenos toplote |
| Hladno vlečeno | Gladek, sijoč zaključek z majhnimi tolerancami | Natančne aplikacije, izboljšan videz |
| Peskano | Čist, mat zaključek | Izboljšan premaz/lepilo |
| Pocinkano | Pocinkano-(redko za kotlovske cevi) | Posebne korozijske aplikacije |
Primarne aplikacije
Kotlovski sistemi:
Cevi z vodno steno- Stene kurišča v kotlih
Cevi za bojlerje- Konvektivni odseki za prenos toplote
Pregrevalne cevi- Povišanje temperature pare (razred C/D)
Cevi ekonomizatorja- Predgretje napajalne vode
Cevi za ponovno gretje- Dogrevanje s paro pod vmesnim tlakom
Toplotni izmenjevalci:
Shell & Tube toplotni izmenjevalniki- Procesno ogrevanje/hlajenje
Predgrelniki zraka- Ogrevanje z zgorevalnim zrakom
Kondenzatorji- Parni kondenzacijski sistemi
Enote za rekuperacijo odpadne toplote- Aplikacije za energetsko učinkovitost
Druge aplikacije:
Cevi za pihalnik saj- Sistemi za čiščenje kotlov
Gorilne cevi- Dostava goriva/zraka v sistemih zgorevanja
Grelniki za rafinerije- Procesni grelniki in peči
Kogeneracijski sistemi- Enote za soproizvodnjo toplote in električne energije
Upoštevanje temperature in tlaka
| Ocena | Najvišja temperatura | Premisleki o pritisku |
|---|---|---|
| razred A | Manj kot ali enako 800 stopinj F (427 stopinj) | Nizek do zmeren pritisk |
| Stopnja C | Manj kot ali enako 850 stopinj F (454 stopinj) | Zmeren pritisk, splošna storitev |
| razred D | Manj kot ali enako 900 stopinj F (482 stopinj) | Zmogljivost višje temperature |
Opomba: Dejanske dovoljene vrednosti napetosti, navedene v razdelku II, del D kodeksa ASME za kotle in tlačne posode
Primerjava z drugimi standardi
| Parameter | ASTM A178 | ASTM A53 | ASTM A214 |
|---|---|---|---|
| Primarna uporaba | Kotli, pregrevalniki | Cev za splošno uporabo | Kondenzator, cevi izmenjevalnika toplote |
| Osredotočenost na kakovost zvara | Najvišja (kritična storitev) | Standardno | visoko |
| Temperaturna ocena | Višje (manj kot ali enako 900 stopinj F) | Nižje (manj kot ali enako 400 stopinj F) | Zmerno |
| Dimenzijska toleranca | Tesnejše | Standardno | Tesnejše |
| Testiranje Rigor | Najobsežnejši | Osnovno | Vmesni |
| Stroški | višje | Nižje | Vmesni |
Prednosti cevi ASTM A178 ERW
Zmogljivost pri visokih temperaturah- Posebej zasnovano za termalne storitve
Odlična celovitost zvara- Strogo testiranje zagotavlja zanesljivost
Dober prenos toplote- Gladke površine in skladne stene
Razpoložljivost dolgih dolžin- Zmanjša spoje v snopih cevi
Dokazana zanesljivost- Dolga zgodovina uporabe kritičnih kotlov
Stroški v primerjavi z brezšivnostjo- Bolj ekonomično kot brezhibno za številne aplikacije
Omejitve in zasnova
Omejitve velikosti- Največja OD običajno 5" (večje velikosti so pogosto brezšivne)
Ni za hudo korozijo- Standardni razredi niso za zelo korozivna okolja
Premisleki glede zvarnega območja- Nekoliko drugačne lastnosti v HAZ
Temperaturno cikliranje- Morda bo potrebna posebna pozornost pri močnem termičnem ciklu
Ni za neposredni udar plamena- V nekaterih oblikah je lahko določeno brezšivno
Smernice za namestitev in izdelavo
Razširitev cevi:
Razmerje razširitve- Običajno 3-8 % debeline stene cevi
Mazanje- Zahtevano za preprečevanje draženja
Zaporedje- Razširite od sredine navzven v cevnih ploščah
Preverjanje- Pull{1}}preizkusi, priporočeni za kritične aplikacije
Varjenje:
Postopki- Mora biti kvalificiran za aplikacije kotlovskih cevi
Dodatna kovina- Običajno sestava ujema z deoksidanti
Čiščenje- Kritično za odstranjevanje oksidov in onesnaževalcev
-Toplotna obdelava po varjenju- Morda bo potrebno, odvisno od aplikacije
Upogibanje:
Najmanjši radij upogiba- Običajno 3x OD za hladno krivljenje
Uporaba trna- Priporočeno za preprečevanje sploščitve
Dodatek za vzmetenje- Upoštevajte načrtovanje orodij
Inšpekcija- Preverite ovalnost in stanjšanost stene po upogibanju
Zagotavljanje kakovosti in dokumentacija
Zahtevani certifikati:
Potrdilo o preizkusu mlina- Vključno s kemičnimi analizami in mehanskimi testi
Sledljivost toplotnega števila- Nujno za skladnost s kodo kotla
Poročila NDE- Za opravljeno nedestruktivno testiranje
Zapisi o hidrostatičnih preskusih- Dokumentacija o pritisku in trajanju
Dodatno testiranje (neobvezno/specifično za projekt):
Ultrazvočno testiranje- Bolj občutljiv kot vrtinčni tok za nekatere napake
Pozitivna identifikacija materiala- Preverite kemijo dohodnega materiala
Testiranje trdote- Še posebej za aplikacije stopnje C/D
Pregled mikrostrukture- Za aplikacije pri kritičnih visokih-temperaturah
Načini in preprečevanje napak
| Način napake | Pogosti vzroki | Preventivni ukrepi |
|---|---|---|
| Razpoke zaradi napetostne korozije | Kloridi, kavstiki, zaostale napetosti | Pravilna kemija vode, lajšanje stresa |
| Utrujenost zaradi korozije | Ciklična napetost v korozivnem okolju | Zasnova za ustrezno drenažo, zaščito pred korozijo |
| plazenje | Dolgotrajna-izpostavljenost visoki temperaturi | Pravilna izbira materiala, spremljanje temperature |
| Širjenje napak zvara | Začetne nepopolnosti zvara | Strogi NDE, pravilni postopki varjenja |
| Erozija | Visok{0}}hitrost toka delcev | Regulacija hitrosti pretoka, zaščitne naprave |
Industrijski standardi in skladnost s kodeksom
Ključne reference:
Koda za kotle in tlačne posode ASME- Oddelek I (električni kotli), oddelek VIII (tlačne posode)
ASME B31.1- Napajalni cevovodi
NBIC- Nacionalni inšpekcijski kodeks
ABMA- Smernice ameriškega združenja proizvajalcev kotlov
Žigosanje kode:
Žiga S- Zahtevano za kotle oddelka I
Žiga U- Za tlačne posode oddelka VIII
Žig NPT- Pooblaščene organizacije za popravila National Board
Informacije o naročanju
Celotna specifikacija mora vsebovati:
Standard & Grade- ASTM A178 razred C ERW
Dimenzije- OD × debelina stene × dolžina (npr. 2" × 0,120" × 20 ft)
Tolerance- Standardno ali posebno
Končaj- Kot-varjene, lužene, hladno vlečene
Testiranje- Standardni testi in vse dodatne zahteve
Certificiranje- Zahteve za potrdilo o rezalnem preskusu
Označevanje- Zahtevana identifikacija na vsaki cevi
Pakiranje- Zaščita pred poškodbami med pošiljanjem
Posebne zahteve (navedite, če je potrebno):
Toplotna obdelava- Lajšanje stresa, normalizacija
Končna priprava- Oglato, razignjeno, posneto
Površinska obdelava- Posebne zahteve glede hrapavosti
Posebno čiščenje- Razmaščeno, pasivirano
Ohranjanje- VCI papir, sušilne vrečke za shranjevanje
Vzdrževanje in podaljšanje življenjske dobe
Pri-servisnem pregledu:
Vizualno- Poiščite korozijo, izbokline, razpoke
Ultrazvočna debelina- Stanjšanje sten monitorja
Penetrant barvila- Zaznavanje površinskih razpok
vrtinčni tok- Zaznavanje notranjih napak
Vzorčenje cevi- Občasna odstranitev za destruktivno analizo
Metode popravila:
Zamašitev cevi- Začasno popravilo posameznih okvar
Obloga z rokavi- Vstavite manjšo cev v poškodovan del
Popravilo varjenja- Za določene vrste poškodb (potrebni so kvalificirani postopki)
Zamenjava cevi- Nadomestna delna ali-cela dolžina
Okoljski in varnostni vidiki
Priprava vode- Bistveno za preprečevanje vodnega kamna, korozije in nastajanja usedlin
Čistilne kemikalije- Mora biti združljiv z materialom cevi
Varilni hlapi- Med izdelavo je potrebno ustrezno prezračevanje
Tlačno testiranje- Varni postopki za hidrostatično testiranje
Konec--življenja- Pravilno odlaganje/recikliranje rabljenih grelnih cevi
Povzetek
Cevi ASTM A178 ERW predstavljajo specializiran, visoko{1}}kakovosten izdelek, zasnovan posebej za zahtevne visoko{2}}temperaturne aplikacije v kotlih in izmenjevalnikih toplote. Čeprav so glede zahtev in testiranj strožje kot cevi za-splošne namene, ponujajo zanesljivo delovanje v kritičnih toplotnih aplikacijah. Pravilna izbira na podlagi delovne temperature, tlaka in okolja, skupaj z upoštevanjem veljavnih kodeksov in vzdrževalnih praks, zagotavlja varno in učinkovito dolgoročno-delovanje.
Za uporabo kotlov vedno upoštevajte kodeks ASME za kotle in tlačne posode in vključite kvalificirane inženirje za kotle v načrtovanje, izdelavo in inšpekcijske dejavnosti. Specifikacije materiala zagotavljajo minimalne zahteve; dejanski pogoji delovanja lahko narekujejo dodatne premisleke.
