Tubes de chaudière à haute pression ASTM A192 avec géométrie interne de côtes contrôlée pour un transfert de chaleur amélioré
Détails de produit
Tuyau structurel d'acier au carbone sans couture
,Tubes et tuyaux sans soudure
,en acier d'ASTM A500
Les tubes de chaudière à rayures internes ASTM A192 et ASTM A210 sont des tubes en acier au carbone sans soudure fabriqués avec des nervures hélicoïdales internes contrôlées. La surface interne nervurée génère un écoulement rotationnel, améliore le mélange côté eau, perturbe la couche limite thermique et aide à maintenir un refroidissement stable de la paroi du tube dans des conditions de flux thermique élevé.
Ces tubes sont généralement sélectionnés pour les circuits de chaudières à haute pression où les tubes conventionnels à alésage lisse peuvent fournir une turbulence interne insuffisante à un débit massique réduit. La qualité du matériau, l'épaisseur minimale de paroi restante, la géométrie des nervures, les tolérances dimensionnelles, le traitement thermique et les tests de pression doivent être spécifiés séparément dans le bon de commande.
| Article | Spécification disponible |
|---|---|
| Produit | Tube de chaudière sans soudure, rayé intérieurement |
| Matériel | Acier au carbone |
| Étalons primaires | ASTM A192/A192M, ASME SA-192/SA-192M, ASTM A210/A210M, ASME SA-210/SA-210M |
| Années principales | ASTM A192, ASTM A210 catégorie A-1, ASTM A210 catégorie C |
| Catégories alternatives | EN 10216-2 P235GH, JIS G3461 STB410, GB/T 5310 20G |
| Processus de fabrication | Tube sans soudure fini à chaud ou à froid suivi d'un rayage interne contrôlé |
| Diamètre extérieur | Généralement 31,8 à 76,2 mm ; autres dimensions par revue technique |
| Épaisseur de paroi | Généralement 3,0 à 12,0 mm, en fonction de la paroi minimale restant sous la racine de la côte. |
| Longueur | 1-12 mètres ; approvisionnement fixe, aléatoire ou coupé à longueur disponible |
| Type de côtes | Nervures hélicoïdales internes à un ou plusieurs pas |
| Géométrie des nervures | Hauteur, largeur, pas, angle d'attaque et nombre de départs des nervures selon le dessin approuvé |
| Tolérance DO | Selon la norme ASTM, ASME, EN, JIS ou GB applicable |
| Tolérance du mur | Contrôlé sur la paroi minimale à la racine des côtes ; tolérance spécifique au projet disponible |
| Rectitude | Généralement ≤1,5 mm par mètre, ou comme spécifié dans le bon de commande |
| Condition de fin | Extrémités lisses, coupées carrées, ébavurées ou préparées pour le soudage de panneaux tubulaires |
| État des surfaces | Décapé, grenaillé, phosphaté, légèrement huilé ou non enduit |
| Traitement thermique | Traitement complet de recuit, de normalisation ou de soulagement des contraintes selon la qualité et la voie de fabrication |
| Inspection | Inspection dimensionnelle, mesure du profil des nervures, essais de traction, essais d'aplatissement ou d'évasement, essais de dureté, essais hydrostatiques et CND |
| Attestation | EN 10204 3.1 ; inspection par un tiers disponible |
La hauteur des nervures, le pas des nervures, l'angle d'attaque, le rayon de la racine des nervures et le nombre de départs sont contrôlés selon un dessin en coupe approuvé. L'inspection du profil des nervures doit être effectuée aux deux extrémités du tube et à des positions intermédiaires convenues.
Les spécifications d’achat doivent clairement distinguer :
- Épaisseur nominale de paroi au niveau de la section lisse
- Épaisseur minimale de paroi restante sous la racine de la nervure
- Hauteur maximale des nervures
- Surface minimale de flux interne
- Déviation autorisée du profil des nervures
Les nervures hélicoïdales induisent une composante rotationnelle dans le flux eau-vapeur. Cela augmente le mélange interne et réduit l'épaisseur de la couche limite thermique adjacente à la paroi du tube.
Le bénéfice en termes de performances dépend de la combinaison complète de :
- Rapport hauteur/alésage des nervures
- Pas de nervure et angle d'attaque
- Débit massique
- Qualité de la vapeur
- Pression de service
- Flux de chaleur appliqué
- Orientation des tubes
La géométrie des rayures doit donc être sélectionnée à partir du calcul thermohydraulique du concepteur de la chaudière plutôt qu'à partir d'une dimension générique du catalogue.
Pour les calculs de pression, la dimension critique de la paroi est normalement la paroi minimale restante mesurée sous la rainure rayée ou à la racine de la nervure, et non la paroi apparente mesurée à travers la nervure surélevée.
Notre inspection dimensionnelle peut inclure :
- Cartographie de l'épaisseur des parois par ultrasons
- Mesure de section métallographique
- Vérification de la hauteur des nervures
- Calcul de la surface de forage
- Mesure d'excentricité
- Inspection de la continuité des nervures de bout en bout
L'ASTM A192 couvre les tubes de chaudière sans soudure en acier au carbone pour un service à haute pression, tandis que l'ASTM A210 couvre les tubes de chaudière et de surchauffeur sans soudure en acier à moyenne teneur en carbone dans les grades A-1 et C.
La vérification typique comprend :
- Analyse thermique
- Analyse du produit si nécessaire
- Essais de traction
- Essais d'aplatissement ou d'évasement
- Test de dureté
- Essais hydrostatiques ou électriques non destructifs autorisés
- Contrôle dimensionnel
- Examen visuel des surfaces
- Mesure du profil des nervures internes
Une erreur d'achat fréquente consiste à spécifier uniquement l'épaisseur nominale de la paroi tout en ignorant le métal déplacé lors du rayage.
Avant la production, nous confirmons :
- Paroi de départ en tube lisse
- Mur minimum fini sous la racine de la nervure
- Hauteur des côtes
- Diamètre intérieur final
- Zone de débit minimale
- Excentricité autorisée
Cela empêche un tube de respecter les dimensions extérieures tout en ne répondant pas aux exigences de paroi minimale de conception en matière de pression.
La norme matérielle à elle seule ne définit pas la géométrie des performances thermiques d’un tube rayé intérieurement. Les dimensions des nervures doivent être convenues séparément entre le concepteur de la chaudière, l'acheteur et le fabricant de tubes.
Les dossiers d’inspection peuvent inclure :
- Hauteur des côtes
- Pas de côtes
- Angle d'attaque
- Nombre de départs de côtes
- Rayon de racine de nervure
- Zone de flux interne
- Photographies de profil ou mesures de réplique
Cela fournit une preuve traçable que le tube fourni correspond à la conception approuvée de la chaudière.
Un tube rayé intérieurement peut respecter les propriétés du matériau mais créer néanmoins des problèmes de fabrication si les extrémités du tube, l'ovalité, la contrainte résiduelle ou la terminaison des nervures ne sont pas contrôlées.
Les contrôles disponibles incluent :
- Zones à extrémités lisses pour le soudage
- Extrémité contrôlée des côtes
- Extrémités carrées et ébavurées
- Contrôle dimensionnel local au niveau des zones de soudure
- État normalisé ou soulagé du stress
- Examen macroscopique de la section finale
- Support à la qualification des procédures de soudage à l'aide du matériel de production
| Standard | Portée |
|---|---|
| ASTM A192/A192M | Tubes de chaudière sans soudure en acier au carbone pour service haute pression |
| ASME SA-192/SA-192M | Spécification matérielle du code de chaudière ASME correspondant à ASTM A192 |
| ASTMA210/A210M | Tubes de chaudière et de surchauffeur sans soudure en acier à teneur moyenne en carbone |
| ASME SA-210/SA-210M | Spécification matérielle du code de chaudière ASME correspondant à ASTM A210 |
| ASTMA450/A450M | Exigences générales pour les tubes de chaudière et d'échangeur de chaleur en acier au carbone et faiblement allié |
| EN 10216-2 | Tubes en acier sans soudure pour applications sous pression à température élevée |
| JIS G3461 | Tubes en acier au carbone pour chaudières et échangeurs de chaleur |
| GB/T 5310 | Tubes et tuyaux en acier sans soudure pour chaudières à haute pression |
Les tubes rayés intérieurement sont utilisés comme tubes de paroi d'eau sous pression dans les zones de four à flux thermique élevé. Les nervures augmentent la turbulence côté eau et aident à stabiliser le refroidissement des tubes là où la conception de fonctionnement permet un débit massique inférieur à celui qui serait normalement acceptable pour un tube à alésage lisse.
Pour cette application, le cahier des charges d'achat doit définir :
- Pression de conception de la chaudière
- Température de conception du métal
- Plage de flux thermique
- Débit massique eau-vapeur
- Orientation des tubes
- Qualité du matériau
- Paroi minimale à la racine des côtes
- Géométrie des nervures
- Longueur de soudure à extrémité lisse
- CND requis
- Code de construction de chaudière applicable
Les valeurs ci-dessous correspondent aux exigences maximales ou de plage en pourcentage en masse. L'acceptation finale doit suivre l'édition exacte de la norme spécifiée et le rapport d'essai certifié en usine.
| Grade | C | Si | Mn | P. | S |
|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A192/ASME SA-192 | 0,06-0,18 | ≤0,25 | 0,27-0,63 | ≤0,035 | ≤0,035 |
| ASTM A210 Classe A-1 / ASME SA-210 A-1 | ≤0,27 | ≥0,10 | ≤0,93 | ≤0,035 | ≤0,035 |
| ASTM A210 Catégorie C / ASME SA-210 C | ≤0,35 | ≥0,10 | 0,29-1,06 | ≤0,035 | ≤0,035 |
| EN 10216-2 P235GH | ≤0,16 | ≤0,35 | 0,60-1,20 | ≤0,025 | ≤0,020 |
| JIS G3461 STB410 | ≤0,32 | ≤0,35 | 0,30-0,80 | ≤0,035 | ≤0,035 |
La composition ASTM A192 publiée comprend 0,06 à 0,18 % de carbone, 0,27 à 0,63 % de manganèse, un maximum de 0,035 % de phosphore, un maximum de 0,035 % de soufre et un maximum de 0,25 % de silicium.
Les propriétés mécaniques varient en fonction des dimensions du produit, de l'orientation des tests, du traitement thermique et de l'édition de la norme en vigueur. Les valeurs ci-dessous correspondent aux propriétés minimales généralement spécifiées à température ambiante.
| Grade | Résistance à la traction minimale | Limite d'élasticité minimale | Allongement minimum | Limite de dureté typique |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A192/ASME SA-192 | 325 MPa | 180 MPa | 35% | 77 HRB |
| ASTM A210 Classe A-1 / ASME SA-210 A-1 | 415 MPa | 255 MPa | 30% | 79 HRB |
| ASTM A210 Catégorie C / ASME SA-210 C | 485 MPa | 275 MPa | 30% | 89 HRB |
| EN 10216-2 P235GH | 360-500 MPa | 235 MPa | 25% | Selon l'état de livraison |
| JIS G3461 STB410 | 410 MPa | 245 MPa | 25% | Selon les exigences JIS |
Si vous avez une autre question, n'hésitez pas à me contacter.
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