ASTM A335M: Specifiche standard per tubi in acciaio legato ferritico senza saldatura per servizio ad alta temperatura
ASTM A335M: Specifiche standard per tubi in acciaio legato ferritico senza saldatura per servizio ad alta temperatura
Questo standard è particolarmente rilevante per i tubi realizzati con leghe ferritiche utilizzati nelle centrali elettriche, raffinerie, e altri ambienti industriali in cui le prestazioni ad alta temperatura sono essenziali. I tubi sono progettati per resistere alle temperature e alle pressioni elevate tipiche di queste applicazioni.
Di seguito è riportata una ripartizione dettagliata degli aspetti tecnici dell'ASTM A335M con particolare attenzione alla composizione chimica, proprietà meccaniche, test, dimensioni, e applicazioni tipiche.
1. Ambito di applicazione ASTM A335M
ASTM A335M copre tubi senza saldatura in lega di acciaio ferritico progettati per l'uso in servizi ad alta temperatura, specificatamente in applicazioni in cui l'esposizione a temperature elevate (spesso superando i 500°C o 932°F) è obbligatorio. Questi tubi sono generalmente utilizzati in:
- Centrali elettriche (per linee vapore e acqua calda)
- Industrie chimiche e petrolchimiche
- Industrie di raffinazione (per tubi in sistemi ad alta pressione)
- Caldaie e surriscaldatori nei sistemi di generazione di energia.
La norma comprende anche le proprietà meccaniche, requisiti di trattamento termico, e specifiche sulla composizione chimica di questi materiali per garantire prestazioni sicure e affidabili nelle condizioni difficili in cui vengono utilizzati.
2. Composizione chimica
La composizione chimica dell'acciaio legato utilizzato per i tubi ASTM A335M svolge un ruolo fondamentale nel definire la resistenza del materiale, resistenza all'ossidazione, strisciamento, e altre proprietà ad alta temperatura.
Tavolo 1: Composizione chimica tipica per tubi di qualità ASTM A335M
| Grado | C (Carbonio) | Mn (Manganese) | E (Silicio) | P (Fosforo) | S (Zolfo) | Cr (Cromo) | Mo (Molibdeno) | V (Vanadio) | In (Nichel) | Cu (Rame) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A335 P5 | 0.05–0,15% | 0.30–0,60% | 0.50% massimo | 0.025% massimo | 0.010% massimo | 4.00–6,00% | 0.45–0,65% | – | – | – |
| A335 P9 | 0.06–0,15% | 0.30–0,60% | 0.50% massimo | 0.025% massimo | 0.010% massimo | 8.00–10,00% | 0.90–1,10% | – | – | – |
| A335 P11 | 0.05–0,15% | 0.30–0,60% | 0.50% massimo | 0.025% massimo | 0.010% massimo | 1.00–1,50% | 0.44–0,65% | – | – | – |
| A335 P22 | 0.05–0,15% | 0.30–0,60% | 0.50% massimo | 0.025% massimo | 0.010% massimo | 2.25–2,75% | 1.00–1,25% | – | – | – |
| A335 P91 | 0.08–0,12% | 0.30–0,60% | 0.50% massimo | 0.025% massimo | 0.010% massimo | 8.00–9,50% | 0.85–1,05% | 0.18–0,25% | 0.20–0,60% | – |
- Appunti:
- P5, P9, P11, P22, P91 rappresenta vari gradi di acciaio ferritico utilizzati in base all'intervallo di temperature e ai requisiti meccanici specifici.
- Il Cromo (Cr) contenuto gioca un ruolo significativo nella resistenza del tubo all’ossidazione, soprattutto alle alte temperature.
- Molibdeno (Mo) aiuta a migliorare la resistenza al creep, che è essenziale per le applicazioni ad alta temperatura.
- Vanadio (V) in P91 aiuta a migliorare la robustezza dell'acciaio e la resistenza alla fatica termica.
3. Proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche dei tubi ASTM A335M sono fondamentali per la loro applicazione in ambienti ad alta temperatura. Queste proprietà includono la resistenza alla trazione, forza di snervamento, allungamento, durezza, e resistenza all'impatto.
Tavolo 2: Proprietà meccaniche dei gradi di tubi ASTM A335M
| Grado | Resistenza alla trazione (ksi) | Forza di snervamento (ksi) | Allungamento (%) | Durezza (Brinell) |
|---|---|---|---|---|
| A335P5 | 60–85 | 30–60 | 20–30 | 140-200 |
| A335 P9 | 75–90 | 50–75 | 20–30 | 160-220 |
| A335 P11 | 70–85 | 50–70 | 20–30 | 160-220 |
| A335 P22 | 65–85 | 45–60 | 20–30 | 160-220 |
| A335 P91 | 85–100 | 70–90 | 20–30 | 200-250 |
- La resistenza alla trazione indica la capacità del materiale di resistere alla rottura sotto tensione.
- La resistenza allo snervamento misura la capacità del materiale di resistere alla deformazione sotto stress.
- L’allungamento riflette la duttilità o la capacità del materiale di allungarsi senza rompersi.
- La durezza fornisce un’indicazione della resistenza del materiale alla deformazione superficiale, Indossare, e graffi.
4. Trattamento termico e processo di produzione
I tubi coperti da ASTM A335M devono essere sottoposti a trattamenti termici specifici per garantirne la funzionalità alle alte temperature:
Processo di trattamento termico:
- Normalizzazione: Questo processo prevede il riscaldamento del tubo a una temperatura leggermente superiore all'intervallo critico e quindi il suo raffreddamento all'aria. Questo processo affina la struttura del grano, migliorando sia la forza che la tenacità.
- Temperamento: Dopo l'indurimento, i tubi possono essere temperati a una temperatura inferiore per ridurre la fragilità pur mantenendo la resistenza.
- Ricottura: Alcuni gradi potrebbero richiedere una ricottura per ottenere una migliore duttilità e ridurre la durezza.
- Tempra: Il materiale potrebbe essere temprato (raffreddamento rapido) per indurirlo, soprattutto in applicazioni ad alto stress.
Processo di fabbricazione:
Il tubo viene formato a freddo e laminato a caldo fino al diametro e allo spessore richiesti. Viene impiegato un preciso processo di formatura senza giunzioni per garantire l'uniformità dello spessore e del diametro della parete, che è fondamentale per la resistenza alla pressione e alla temperatura. Dopo la formazione, il tubo è trattato termicamente, e spesso sottoposti a controlli rigorosi per garantire la conformità alle specifiche.
5. Test e ispezione
I tubi ASTM A335M devono essere sottoposti a numerosi test per garantire che soddisfino i severi requisiti del servizio ad alta temperatura.
Tipi di test:
- Prova di trazione: Per misurare la resistenza e l’allungamento del tubo sotto sforzo.
- Test d'impatto: Solitamente condotto a temperature inferiori allo zero per determinare la tenacità del materiale e la resistenza alla fessurazione.
- Prova di durezza: Valutare la resistenza del materiale del tubo alla deformazione superficiale.
- Prova idrostatica: Per verificare l'integrità del tubo sotto pressione interna.
- Prova ad ultrasuoni: Per rilevare difetti interni, garantendo l’assenza di difetti che potrebbero compromettere la funzionalità del tubo alle alte temperature.
6. Tolleranze dimensionali
Le dimensioni dei tubi ASTM A335M devono rispettare tolleranze rigorose per garantire il loro corretto adattamento in applicazioni ad alta pressione e alta temperatura.
Tavolo 3: Tolleranze dimensionali per tubi ASTM A335M
| Diametro esterno (DA) | Spessore del muro | Lunghezza |
|---|---|---|
| 2 pollici a 24 pollici | 0.250 pollici a 1.000 pollici | 12 piedi a 24 piedi |
| Sopra 24 pollici | 0.250 pollici a 1.000 pollici | Lunghezze personalizzate disponibili |
- Lo spessore della parete è fondamentale per le applicazioni a pressione. I tubi devono essere in grado di resistere ad elevate pressioni interne, quindi lo spessore viene scelto in base alle specifiche esigenze di servizio.
- Lunghezza: I tubi sono generalmente prodotti in lunghezze fisse (Generalmente 12 A 24 piedi), ma lunghezze maggiori possono essere personalizzate a seconda delle esigenze del cliente.
7. Applicazioni e casi d'uso
I tubi ASTM A335M sono utilizzati in ambienti ad alta resistenza, resistenza all'ossidazione, e la capacità di resistere alle alte temperature sono essenziali. Alcune applicazioni chiave includono:
- Produzione di energia: Nelle caldaie, surriscaldatori, e linee del vapore, dove i tubi sono esposti al vapore ad alta pressione.
- Industria petrolchimica: Utilizzato nelle raffinerie per condotte che trasportano fluidi corrosivi e ad alta temperatura.
- Scambiatori di calore industriali: Tubi utilizzati per trasferire il calore tra i fluidi resistendo sia alla temperatura che alla pressione.
- Industria dei combustibili fossili: Nelle condotte che trasportano gas e fluidi ad alta temperatura nelle centrali elettriche.
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ASTM A335(o ASME SA335) è la specifica standard per tubi in acciaio legato ferritico senza saldatura per servizio ad alta temperatura. Copre i gradi di acciaio da P1 a P5, P9, P11, P12, P91. I tubi di grado P11/P22 e P91/92 sono comunemente utilizzati nelle industrie petrolchimiche e di produzione di energia.
ASTM A335 /ASME SA335, copre tubi senza saldatura al cromo molibdeno destinati al servizio ad alta temperatura. È comunemente utilizzato nelle industrie di produzione di energia e petrolchimiche, comprese le raffinerie,centrali elettriche,impianti petrolchimici,idrocracker,coker,linee ad alta e altissima temperatura, linee di riscaldamento, distillazione, servizi relativi ai giacimenti petroliferi, eccetera.
I tubi meccanici in acciaio ASTM A519 sono utilizzati in vari settori grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche e uniformità. Questi tubi sono ampiamente utilizzati in applicazioni che richiedono elevata resistenza, tenacità, e resistenza all'usura.
Il tubo in acciaio legato al nichel è un tipo di tubo in acciaio legato che contiene una quantità significativa di nichel come uno dei suoi elementi di lega primari. L'aggiunta di nichel al tubo di acciaio legato ne migliora le proprietà meccaniche, come la forza, tenacità, e resistenza alla corrosione.
IL TUO 10305-1 e DIN/EN 10305-4 Gli standard forniscono specifiche per tubi di acciaio senza saldatura trafilati a freddo utilizzati in varie applicazioni, comprese le bombole di gas.
