ASTM A213 / A213M – Standardspesifikasjon for sømløs ferritisk og austenittisk legering-stålkjele, overheter og varme-vekslerrør

Materialtyper
ASTM A213 dekker to hovedkategorier av legert stålrør:

Disse materialene er konstruert for å opprettholde styrke og motstå oksidasjon, avleiring og kryp ved temperaturer over 1000 grader F (540 grader).

Produksjonsprosess

Kun sømløs: Rør er produsert uten sveisesøm, noe som sikrer strukturell integritet under syklisk termisk og mekanisk påkjenning.

Varmt-ferdig eller kaldt-tegnet:

Varm-ferdig: For større diametre og tykkere vegger

Kaldt-tegnet: For forbedret dimensjonsnøyaktighet, overflatefinish og styrke

Varmebehandling:

Ferritiske karakterer: Må normaliseres og tempereres (eller glødet for austenittiske karakterer)

Austenittiske karakterer: Må være oppløsningsglødet og raskt avkjølt (quenched) for å forhindre sensibilisering og karbidutfelling

Vanlige karakterer og klassifikasjoner

ASTM A213 definerer en rekke karakterer, hver angitt med et prefiks som indikerer typen:

Ferritiske legeringsstål (T-serien)

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 (høy-styrke, kryp-bestandig)

Austenittisk rustfritt stål (TP-serien)

TP304/TP304H: 18 % Cr - 8 % Ni (H=høy karbon for krypestyrke)

TP316/TP316H: 16 % Cr - 12 % Ni - 2 % Mo (forbedret korrosjonsmotstand)

TP321: 18 % Cr - 10 % Ni + Ti (stabilisert mot sensibilisering)

TP347: 18 % Cr - 10 % Ni + Nb (stabilisert, utmerket termisk tretthetsbestandighet)

Merk: "H"-suffikset (f.eks. TP304H) indikerer en høy-karbonvariant som er optimert for krypestyrke i langtids-høy-temperaturtjeneste.

Kjemisk sammensetning
Det er angitt strenge grenser for hver klasse for å sikre ytelse. Eksempel for TP304H:

C: 0.04–0.10%

Cr: 18,0–20,0 %

Ni: 8,0–11,0 %

Mn: Mindre enn eller lik 2,0 %

Si: Mindre enn eller lik 0,75 %

P, S: Mindre enn eller lik 0,045 %

For T22 (2.25Cr-1Mo):

C: 0.05–0.15%

Cr: 1,90–2,60 %

Mo: 0,90–1,10 %

Mn: 0,30–0,60 %

Mekaniske egenskaper (typiske minimumskrav)
Varier etter karakter. Eksempler:

Dimensjoner og toleranser

Utvendig diameter (OD): Vanligvis 1/4 tommer til 5 tommer (6 mm til 127 mm)

Veggtykkelse: Tynn til middels, optimalisert for varmeoverføring og trykkdemping

Toleranser:

OD: ±0,005 tommer (±0,13 mm)

Vegg: ±10 %

Retthet: Maks 1/8 tomme per fot (1 mm/m)

Overflatetilstand

Overflaten må være ren, glatt og fri for belegg, sprekker, sømmer, overlapper og oksidering.

Oppløsnings-glødede austenittiske rør har en lys, oksid-fri finish.

Ferritiske rør kan ha en liten mølleskala med mindre de er syltet eller polert.

Testkrav

Hydrostatisk test: Hvert rør må hydrotestes med mindre det erstattes av NDE.

Ikke-destruktiv elektrisk test (NDE): Virvelstrøm- eller ultralydtesting kan brukes.

Avflatningstest: Påkrevd for ferritiske karakterer.

Avbrenningstest: Nødvendig for austenittiske karakterer under 3 tommer OD.

Hardhetstest: Påkrevd for ferritiske kvaliteter (f.eks. må T91 oppfylle hardhetsgrensene).

Strekktest: Påkrevd på prøvebasis.

Effekttesting: Påkrevd for enkelte ferritiske kvaliteter ved lav-temperatur.

Intergranulær korrosjonstest: Nødvendig for stabiliserte kvaliteter (TP321, TP347) hvis spesifisert.