ASTM A249-specifikation for svejsede austenitiske stålvarmevekslerrør

Omfanget af ASTM A249-specifikationen

ASTM A249 er standardspecifikationen for svejste austenitiske stålrør til kedler, overhedere, varmevekslere og kondensatorer. Det gælder for rør fremstillet af fladvalset bånd, der er formet og svejset, derefter koldbearbejdet og varmebehandlet for at udvikle de nødvendige egenskaber. Fordi rørene bærer tryk ved temperatur, kontrollerer specifikationen kemi, trækegenskaber, varmebehandling, dimensioner, tolerancer, svejsekvalitet og de ikke-destruktive og trykprøver, der skal udføres før forsendelse.

Specifikationen udgives også som ASME SA249, og de to dokumenter er teknisk identiske bortset fra redaktionelle forskelle. ASTM A249 bruges til svejste rør, mens sømløse rør i samme kvaliteter er bestilt til ASTM A213. Kvalitetsområde, kemiske grænser og mekaniske krav er afstemt mellem de to, således at svejste og sømløse rør kan specificeres sammen i et veksler- eller kedeldesign.

Karakterområde og kemisk sammensætning

De austenitiske kvaliteter, der oftest bestilles til A249, er anført nedenfor. Kulstof er bevidst begrænset i L-kvaliteterne for at begrænse sensibilisering under svejsning, og holdes i 0,04-0,10 %-båndet for H-kvaliteterne, så de bevarer styrken under langvarig eksponering ved høje temperaturer.

Grad	UNS	DA	C	Cr	Ni	Mo	Andre
TP304	S30400	1.4301	0.08 max	18.0 - 20.0	8.0 - 11.0	-	-
TP304L	S30403	1.4307	0.035 max	18.0 - 20.0	8.0 - 13.0	-	-
TP304H	S30409	1.4948	0.04 - 0.10	18.0 - 20.0	8.0 - 11.0	-	-
TP316	S31600	1.4401	0.08 max	16.0 - 18.0	10.0 - 14.0	2.00 - 3.00	-
TP316L	S31603	1.4404	0.035 max	16.0 - 18.0	10.0 - 14.0	2.00 - 3.00	-
TP316H	S31609	-	0.04 - 0.10	16.0 - 18.0	10.0 - 14.0	2.00 - 3.00	-
TP317L	S31703	1.4438	0.035 max	18.0 - 20.0	11.0 - 15.0	3.00 - 4.00	-
TP321	S32100	1.4541	0.08 max	17.0 - 19.0	9.0 - 12.0	-	Ti 5 x (C+N) min til 0,70 max
TP347	S34700	1.4550	0.08 max	17.0 - 19.0	9.0 - 13.0	-	Cb+Ta 10 x C min til 1,10 max
TP347H	S34709	1.4551	0.04 - 0.10	17.0 - 19.0	9.0 - 13.0	-	Cb+Ta 8 x C min til 1,10 max

Mekaniske egenskaber og varmebehandling

Ejendom	A249 krav
Trækstyrke, min	515 MPa (75 ksi)
Flydespænding, 0,2% offset, min	205 MPa (30 ksi)
Forlængelse, min, i 50 mm (2 in.)	40% for standard austenitiske kvaliteter, 35% for H-grader
Hårdhed, max	192 HBW eller 200 HV, svarende til omkring 90 HRB
Opløsningsvarmebehandling, min	1040 C (1900 F) efterfulgt af hurtig afkøling

Hvert rør leveres i varmebehandlet tilstand, og udglødningen er den operation, der både genopretter korrosionsbestandigheden omkring svejsningen og aflaster det kolde arbejde, der indføres, når svejsestrengen rulles eller røret trækkes. Rør, der ikke er fuldt udglødede, vil mislykkes i udfladnings- og omvendt bøjningstestene, og de vil være tilbøjelige til intergranulært angreb under brug. Lys udglødning i en kontrolleret atmosfære er almindelig, hvor der er behov for en kalkfri indvendig og udvendig overflade til varmeoverførsel eller til hygiejnisk service.

Størrelser, tolerancer og leveringstilstand

Nominelle borestørrelser fra 1/8 in. op til ca. 6 in. og større på forespørgsel, i skemaer, der dækker SCH 5, SCH 10, SCH 40, SCH 80 og SCH 160.

Ydre diametertolerancer anvendes i bånd, fra ca. +/- 0.004 in. under 1.000 in. OD, gennem +/- 0.006 in. mellem 1.000 og 1.500 in., +/- 0.010 in. mellem 2.000 og 2.499 in., op til {{17 in.} og {0} i.} for {{17 in.} 5.000 in. OD.

Vægtykkelse bestilles som gennemsnitlig væg, almindeligvis med en +/- 10% tolerance, eller som minimumsvæg, hvor hver aflæsning skal være mindst den nominelle værdi.

Længder leveres som enkelt tilfældige, dobbelte tilfældige eller faste afskårne længder, med glatte, affasede eller gevindskårne ender.

Formerne omfatter runde, firkantede, rektangulære, oprullede og U-bøjede rør til vekslerbundter.

Hvert parti skal bestå udfladningsprøven og, hvor specificeret, en omvendt bøjnings- eller flaretest, en hydrostatisk trykprøve og en hvirvelstrøms- eller ultralydsundersøgelse.

Svejsningen skal være koldbearbejdet efter svejsning og før den afsluttende varmebehandling, hvilket adskiller A249-rør fra almindeligt svejset rør. Dette trin forfiner svejsestrukturen, så samlingen opfører sig som grundmetallet i bøjnings- og trykservice, hvorfor A249-rør er accepteret i kedel-, overhednings- og varmevekslerdesign, hvor produktionssvejset rør med en ubehandlet svejsning ikke ville kvalificere sig.

ASTM A249 Sammenlignet med A213, A269 og A270

Specifikation	Produkt	Nøgleforskel
ASTM A249	Svejset austenitisk kedel, overhedning, varmeveksler og kondensatorrør	Kræver, at svejsningen koldbearbejdes efter svejsning og før endelig varmebehandling.
ASTM A213	Sømløs ferritisk og austenitisk legeret stålkedel, overheder og varmevekslerrør	Sømløse produkter; anvendes, når der ikke er tilladt en langsgående svejsning.
ASTM A269	Sømløst og svejset austenitisk rør til generel service	Kræver ikke koldbearbejdning af svejsningen eller svejsestrengstyringen.
ASTM A270	Sanitetsrør i rustfrit stål	Kræver ikke svejsestrengbearbejdning; rettet mod hygiejnisk service og overfladefinish.

FAQ

Q: Hvad bruges ASTM A249 til?
Den dækker svejset austenitisk rustfrit stålrør til kedler, overhedere, varmevekslere og kondensatorer i kvaliteter som TP304, TP304L, TP316 og TP316L. Det er standardvalget, når der kræves trykholdende svejset rør med en kontrolleret, koldbearbejdet svejsning.

Q: Hvad er de mindste mekaniske egenskaber i A249?
Standard austenitiske kvaliteter skal nå en minimumstrækstyrke på 515 MPa, en minimum 0,2 % offset flydespænding på 205 MPa og mindst 40 % forlængelse i 50 mm. H-kvaliteterne med højt kulstofindhold tillades 35 % minimumsforlængelse.

Q: Hvilken varmebehandling kræver ASTM A249?
Røret skal varmebehandles i opløsning ved minimum 1040 C (1900 F) og hurtigt afkøles. Udglødningen genopretter korrosionsbestandigheden og aflaster det kolde arbejde, der påføres svejsningen, og det verificeres gennem udfladning, bøjning og korrosionstestning.

Q: Hvad er forskellen mellem ASTM A249 og A269?
A249 kræver, at svejsningen er koldbearbejdet efter svejsning og før endelig varmebehandling, og svejsestrengen er kontrolleret. A269 kræver ikke koldbearbejdning af svejsningen eller nogen svejsestrengstyring, så den passer til generel service frem for kedel- og varmeveksleropgaver.

Q: Hvordan adskiller A249 og A213 sig?
A249 dækker svejste austenitiske rør, mens A213 dækker sømløse ferritiske og austenitiske rør til samme kedel-, overhednings- og varmeveksleropgaver. Karaktererne og egenskabskravene er nøje afstemt, så valget afgøres normalt af, om en langsvejsning er acceptabel.

Q: Hvordan er vægtykkelsen specificeret for A249-rør?
Enten som gennemsnitsvæg, normalt med en tolerance på plus eller minus 10 %, eller som minimumsvæg, hvor ingen aflæsning må falde under den nominelle tykkelse. Minimum vægbestilling er almindelig for trykkonstruktioner, fordi designberegningen er baseret på den tyndeste tilladte væg.