ASTM A213/A213M: Aloi Feritik dan Austenitik Lancar-Dadang Keluli, Pemanas Besar dan Haba-Tiub Penukar
1. Gambaran Keseluruhan & Aplikasi Utama
ASTM A213adalah spesifikasi untuktiub keluli ferit dan austenit lancar-tiubdireka untukdandang, pemanas lampau, dan penukar haba. Tiub ini bertujuan untuk perkhidmatan di mana suhu tinggi, tekanan tinggi dan rintangan kakisan adalah keperluan kritikal.
Konsep Utama:tiub A213 ialahtekanan-ketatdan direka untukaplikasi pemindahan habadalam sistem tertutup. Ia biasanya berdiameter lebih kecil daripada paip dan sering digunakan dalam berkas tiub.
2. Gred & Klasifikasi Standard
A213 meliputi kedua-dua keluli aloi ferit (martensitik) dan keluli tahan karat austenit, yang disusun mengikut sebutan "T" (tiub) dan "TP" (tiub, austenit).
Gred Keluli Aloi Feritik
| Gred | UNS No. | Komposisi Biasa | Ciri-ciri Utama |
|---|---|---|---|
| T2 | K11547 | 0.5Cr-0.5Mo | Aloi rendah, menjimatkan |
| T5 | K41545 | 5Cr-0.5Mo | Kromium sederhana, rintangan pengoksidaan yang baik |
| T5c | K41245 | 5Cr-0.5Mo-Si | Silikon-diubah suai untuk pengoksidaan yang lebih baik |
| T9 | S50400 | 9Cr-1Mo | Kromium tinggi, kekuatan yang lebih baik |
| T11 | K11597 | 1.25Cr-0.5Mo | Cr Standard-Mo untuk suhu sederhana |
| T12 | K11562 | 1Cr-0.5Bln | Sama seperti T11, Cr lebih rendah sedikit |
| T22 | K21590 | 2.25Cr-1Mo | Gred yang paling biasa, sifat yang sangat baik |
| T91 | K90901 | 9Cr-1Bulan-V-Nb | Kekuatan tinggi-termaju, tahan rayapan |
| T92 | K92460 | 9Cr-2W-0.5Mo-V-Nb | Keupayaan suhu yang lebih tinggi daripada T91 |
Gred Keluli Tahan Karat Austenit
| Gred | UNS No. | Komposisi Biasa | Ciri-ciri Utama |
|---|---|---|---|
| TP304 | S30400 | 18Cr-8Ni | Austenit asas, tujuan umum |
| TP304H | S30409 | 18Cr-8Ni (karbon tinggi) | Kekuatan suhu tinggi |
| TP304L | S30403 | 18Cr-8Ni (karbon rendah) | Rintangan kakisan yang lebih baik |
| TP316 | S31600 | 16Cr-12Ni-2.5Mo | Rintangan kakisan yang lebih baik, rayap |
| TP316L | S31603 | 16Cr-12Ni-2.5Mo (C rendah) | Rintangan kakisan yang unggul |
| TP321 | S32100 | 18Cr-10Ni-Ti | Distabilkan terhadap pemekaan |
| TP321H | S32109 | 18Cr-10Ni-Ti (C tinggi) | Gred stabil suhu tinggi |
| TP347 | S34700 | 18Cr-11Ni-Nb | Stabil, kekuatan suhu tinggi yang baik |
| TP347H | S34709 | 18Cr-11Ni-Nb (C tinggi) | Aplikasi suhu tinggi |
3. Keperluan Komposisi Kimia (Gred Utama Terpilih)
| Gred | C Maks (%) | Mn Maks (%) | Si Max (%) | Cr (%) | Ni (%) | Bln (%) | Lain-lain |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T11 | 0.05-0.15 | 0.30-0.60 | 0.50-1.00 | 1.00-1.50 | - | 0.44-0.65 | - |
| T22 | 0.05-0.15 | 0.30-0.60 | 0.50 | 1.90-2.60 | - | 0.87-1.13 | - |
| T91 | 0.08-0.12 | 0.30-0.60 | 0.20-0.50 | 8.00-9.50 | 0.40 maks | 0.85-1.05 | V, Nb, N |
| TP304H | 0.04-0.10 | 2.00 | 1.00 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | - | - |
| TP316L | 0.035 | 2.00 | 1.00 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.0-3.0 | - |
| TP321H | 0.04-0.10 | 2.00 | 1.00 | 17.0-20.0 | 9.0-12.0 | - | Ti 5xC min |
4. Keperluan Pembuatan & Rawatan Haba
| Proses | Keperluan | Tujuan |
|---|---|---|
| Pembuatan | Proses lancar sahaja | Pastikan tiada jahitan kimpalan membujur |
| Gred Feritik | Sepuhlindap penuh, dinormalisasi & dibaja, atau dinormalisasi & dibaja | Mencapai struktur mikro yang diperlukan |
| Gred Austenit | Penyelesaian anil (minimum 1900 darjah F/1040 darjah ) + sejuk pantas | Larutkan karbida, kekalkan rintangan kakisan |
| T91/T92 | Dinormalkan (1900-2000 darjah F) & Terbaja (1350-1470 darjah F) | Membentuk struktur martensit terbaja |
| Kerja Dingin | Dibenarkan untuk pelarasan saiz, diikuti dengan rawatan haba yang betul | Mencapai dimensi akhir |
5. Sifat Mekanikal (Suhu Bilik)
| Gred | Kekuatan Tegangan Min (MPa) | Kekuatan Hasil Min (MPa) | Pemanjangan Min (%) | Kekerasan Maks |
|---|---|---|---|---|
| T11, T12 | 415 | 205 | 30 | 163 HB |
| T22 | 415 | 205 | 30 | 163 HB |
| T91 | 585 | 415 | 20 | 250 HB |
| T92 | 620 | 440 | 20 | 250 HB |
| TP304/304H | 515 | 205 | 35 | 192 HB |
| TP316/316L | 515 | 205 | 35 | 192 HB |
| TP321/321H | 515 | 205 | 35 | 192 HB |
| TP347/347H | 515 | 205 | 35 | 192 HB |
6. Ciri Dimensi & Toleransi
Tiub A213 mempunyaitoleransi yang lebih ketatdaripada spesifikasi paip umum, sesuai untuk kepingan tiub dan sambungan yang dikembangkan.
| Dimensi | Tiub Ditarik Sejuk | Tiub Selesai Panas |
|---|---|---|
| Diameter Luar | ±0.10mm hingga ±0.40mm | ±0.75% atau ±0.4mm (mana-mana lebih besar) |
| Ketebalan Dinding | +20%/-0% (minimum dikawal dinding) | +22%/-0% (minimum dikawal dinding) |
| Ovaliti | Lebih ketat | Kurang ketat daripada ditarik sejuk |
| Panjang | +3mm/-0 untuk rawak; tepat setiap pesanan | sama |
| Kemasan Permukaan | Lancar, bebas skala-. | Mungkin mempunyai skala ringan |
Julat Saiz Standard:
OD:1.6mm (1/16") hingga 127mm (5") biasanya
Ketebalan dinding:0.8mm hingga 12.7mm (Jadual 5S hingga XXS)
7. Ujian & Keperluan Kualiti
| Jenis Ujian | Keperluan | Rujukan Standard | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Ujian Hidrostatik | Setiap tiubdiuji melainkan digantikan oleh NDE | A450 | Integriti tekanan |
| Ujian Tidak Memusnahkan | Wajib- Eddy Current atau Ultrasonik | A450/E213/E309 | Mengesan kecacatan membujur |
| Ujian Tegangan | Setiap haba, setiap lot rawatan haba | A370 | Sahkan sifat mekanikal |
| Ujian Kekerasan | Setiap lot | E10/E18 | Sahkan rawatan haba |
| Ujian Meratakan | Satu tiub setiap lot | A450 | Periksa kemuluran |
| Meratakan Songsang | Satu tiub setiap lot (untuk hujung kembang yang sejuk) | A450 | Ujian kemuluran tambahan |
| Hakisan Intergranular | Gred Austenit seperti yang dinyatakan | A262 Amalan E | Semak pemekaan |
8. Aplikasi Utama oleh Industri
| industri | Permohonan | Gred Biasa |
|---|---|---|
| Penjanaan Kuasa | Dinding air dandang, pemanas lampau, pemanas semula, penjimatan | T11, T22, T91, T92, TP304H, TP347H |
| Petrokimia | Penukar haba, tiub reformer, tiub keropok | T5, T9, T22, TP321, TP347 |
| Penapisan | Penukar haba, tiub relau, saluran pemindahan | T5, T9, T22, TP321 |
| Pemprosesan Kimia | Penukar haba, pemeluwap, reaktor | TP304/304L, TP316/316L, TP321 |
| nuklear | Penjana wap, penukar haba | TP304, TP316, aloi 800H |
9. Perbandingan dengan Spesifikasi Berkaitan
| Spesifikasi | Penggunaan Utama | Perbezaan Utama daripada A213 |
|---|---|---|
| ASTM A213 | Tiub Dandang/Superheater | Pemindahan haba, tekanan-ketat, OD kecil, NDE wajib |
| ASTM A335 | Suhu-TinggiPaip | Diameter lebih besar, sistem paip (bukan berkas tiub) |
| ASTM A269 | Tiub Austenitik Perkhidmatan Am | Tidak khusus untuk dandang, mungkin dikimpal atau lancar |
| ASTM A312 | Paip Austenitik | Saiz paip, tidak dioptimumkan untuk pemindahan haba |
| ASME SA213 | samakepada ASTM A213 | Versi ASME Code untuk kegunaan kapal tekanan |
10. Kelebihan & Pertimbangan Bahan
Gred Feritik (siri T-):
✅ Lebih baikkekonduksian habadaripada austenitik
✅ Lebih rendahpengembangan habapekali
✅ Kos bahan yang lebih rendah
❌ Lebih rendahrintangan kakisan
❌ Memerlukanpasca-rawatan haba kimpalan
Gred Austenitik (siri-TP):
✅ Cemerlangrintangan kakisan
✅ Baguskekuatan suhu tinggi-
✅ Secara amnyabukan-magnet
❌ Lebih tinggipengembangan haba(boleh menyebabkan stress)
❌ Lebih rendahkekonduksian haba
❌ Pemekaanrisiko dalam zon kimpalan (bantuan gred L)
11. Maklumat Pembelian & Pesanan
Elemen Spesifikasi Penting:
Spesifikasi:ASTM A213/A213M
Gred:T11, T22, TP304H, dsb.
Saiz:OD x Ketebalan Dinding Minimum (atau Jadual)
Panjang:Rawak (biasanya 6-7m) atau Potong ke Panjang
keadaan:
A(Anil) - untuk feritik
SA(Penyelesaian Anil) - untuk austenitik
N&T(Dinormalkan & Dibajakan) - untuk T91/T92
Penamat Tamat:Biasa, serong, istimewa
Ujian:Tekanan hidrostatik, jenis NDE
Pensijilan:Diperlukan (Laporan Ujian Kilang Diperakui - CMTR)
Contoh Penetapan Pesanan:
ASTM A213 T22, Dinding Min 2.0" OD x 0.200", Panjang Rawak, Disepuh, Diuji Hidro 3000 psi, Diuji Arus Pusing, ASME S-Nombor
12. Keperluan Rawatan Haba (Terperinci)
| Kategori Gred | Rawatan Haba yang Diperlukan | Julat Suhu | Kaedah Penyejukan |
|---|---|---|---|
| Feritik (T11, T22) | Anil Penuh atau Normalize & Temper | 1600-1700 darjah F (870-925 darjah ) | Relau sejuk atau udara sejuk + sabar |
| T91/T92 | Normalisasi & Kemarahan | 1900-2000 darjah FN, 1350-1470 darjah FT | Udara sejuk + baran |
| Austenit (TP304/316) | Penyelesaian Anneal | 1900 darjah F min (1040 darjah ) | Pelindapkejutan air atau udara cepat sejuk |
| Distabilkan (TP321/347) | Penyelesaian Anneal | 1950 darjah F min (1065 darjah ) | Pelindapkejutan air atau udara cepat sejuk |
13. Setara & Piawaian Global
| Gred ASTM A213 | EN/DIN Setara | Setara ISO | Setaraf JIS |
|---|---|---|---|
| T22 | 10CrMo9-10 | 12CrMo9-10 | STBA24 |
| T91 | X10CrMoVNb9-1 | - | STBA28 |
| TP304H | X6CrNi18-10 | 06Cr19Ni10 | SUS304H |
| TP316L | X2CrNiMo17-12-2 | 022Cr17Ni12Mo2 | SUS316L |
| TP321H | X6CrNiTi18-10 | 06Cr18Ni11Ti | SUS321H |
14. Nota Penting untuk Reka Bentuk & Fabrikasi
Sambungan Tiub-ke-Tubesheet:Selalunya dikembangkan, dikimpal, atau kedua-duanya
Membongkok:Lenturan sejuk dibenarkan dengan prosedur yang betul
Kimpalan:Memerlukan prosedur yang berkelayakan; feritik memerlukan PWHT
Pemeriksaan:Penembus pewarna (PT) sering digunakan untuk pemeriksaan kimpalan
Pembersihan:Kebersihan dalaman penting untuk aplikasi dandang
Penandaan:Setiap tiub ditandakan dengan spesifikasi, gred, nombor haba, pengeluar
15. Keperluan Tambahan Biasa
S1:Ujian ultrasonik sebagai ganti hidrostatik
S2:Analisis produk (pengesahan kimia tambahan)
S3:Ujian kakisan antara butiran untuk austenitik
S5:Ujian hidrostatik pada tekanan yang lebih tinggi
S6:Ujian hidrostatik dengan masa penahanan
S8:Penggilap elektrik (untuk aplikasi ultra-bersih)
Tiub ASTM A213 ialahtulang belakang peralatan pemindahan habadalam industri-suhu tinggi. Keperluan pembuatan, ujian dan kualiti yang ketat memastikan prestasi yang boleh dipercayai dalam aplikasi kritikal di mana kegagalan bukan pilihan. Apabila dinyatakan untuk pembinaan Kod ASME, ia menjadiSA213dan membawa setem Kod yang sesuai.
