ASTM A214-Stahlrohre sind elektrisch widerstandsgeschweißte Kohlenstoffstahlrohre zur Verwendung in Wärmetauschern, Kondensatoren und ähnlichen Wärmeübertragungsgeräten. Sie werden typischerweise für Stahlrohre mit einem Außendurchmesser von maximal 3 Zoll [76,2 mm] verwendet.
Üblicherweise anwendbare Stahlrohrgrößen sindnicht größer als 3 Zoll [76,2 mm].
Andere Abmessungen von ERW-Stahlrohren können geliefert werden, sofern diese Rohre alle anderen Anforderungen dieser Spezifikation erfüllen.
Das gemäß dieser Spezifikation gelieferte Material muss den geltenden Anforderungen der jeweils aktuellen Ausgabe der Spezifikation A450/A450M entsprechen, sofern hierin nichts anderes bestimmt ist.
Die Rohre sollen hergestellt werden vonelektrisches Widerstandsschweißen (ERW).
Dank niedriger Herstellungskosten, hoher Maßgenauigkeit, ausgezeichneter Festigkeit und Haltbarkeit sowie Designflexibilität hat sich ERW-Stahlrohr zum bevorzugten Material für eine breite Palette von industriellen Rohrleitungssystemen, den Hoch- und Tiefbau sowie diverse Infrastrukturprojekte entwickelt.
Nach dem Schweißen müssen alle Rohre bei einer Temperatur von 1650°F [900°] oder höher wärmebehandelt und anschließend an der Luft oder in der Kühlkammer eines Ofens mit kontrollierter Atmosphäre abgekühlt werden.
Kaltgezogene Rohre müssen nach dem letzten Kaltziehvorgang bei einer Temperatur von 1200°F [650°C] oder höher wärmebehandelt werden.
| C(Kohlenstoff) | Mn(Mangan) | P(Phosphor) | S(Schwefel) |
| max 0,18 % | 0,27–0,63 | max 0,035% | max 0,035% |
Es ist nicht zulässig, Legierungsstähle zu liefern, die ausdrücklich die Zugabe anderer als der aufgeführten Elemente erfordern.
Die mechanischen Anforderungen gelten nicht für Rohre mit einem Innendurchmesser von weniger als 0,126 Zoll [3,2 mm] oder einer Wandstärke von weniger als 0,015 Zoll [0,4 mm].
Zugeigenschaften
In ASTM A214 sind keine spezifischen Anforderungen an die Zugeigenschaften festgelegt.
Dies liegt daran, dass ASTM A214 primär für Wärmetauscher und Kondensatoren verwendet wird. Konstruktion und Betrieb dieser Geräte setzen die Rohrleitungen typischerweise keinem hohen Druck aus. Stattdessen wird besonderes Augenmerk auf die Druckfestigkeit, die Wärmeübertragungseigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit der Rohre gelegt.
Abflachungstest
Bei geschweißten Rohren beträgt die erforderliche Prüfabschnittslänge mindestens 4 Zoll (100 mm).
Das Experiment wurde in zwei Schritten durchgeführt:
Der erste Schritt ist der Duktilitätstest.An der Innen- oder Außenfläche des Stahlrohrs dürfen keine Risse oder Brüche vorhanden sein, bis der Abstand zwischen den Platten kleiner ist als der nach folgender Formel berechnete Wert von H.
H=(1+e)t/(e+t/D)
H= Abstand zwischen den Abflachungsplatten, Zoll [mm],
t= angegebene Wandstärke des Rohrs, Zoll [mm],
D= angegebener Außendurchmesser des Rohrs, Zoll [mm],
e= 0,09 (Verformung pro Längeneinheit) (0,09 für kohlenstoffarmen Stahl (maximaler spezifizierter Kohlenstoffgehalt 0,18 % oder weniger)).
Der zweite Schritt ist der Integritätstest.Das Material wird so lange flachgedrückt, bis es bricht oder die Rohrwandungen aneinanderstoßen. Wird während des Flachdrückversuchs geschichtetes oder fehlerhaftes Material festgestellt oder ist die Schweißnaht unvollständig, wird das Material zurückgewiesen.
Flanschprüfung
Ein Rohrabschnitt muss in der Lage sein, rechtwinklig zum Rohrkörper aufgeflanscht zu werden, ohne dass Risse oder andere Mängel auftreten, die gemäß den Bestimmungen der Produktspezifikation zur Ablehnung führen könnten.
Die Flanschbreite für Kohlenstoff- und legierte Stähle darf die angegebenen Prozentsätze nicht unterschreiten.
| Außendurchmesser | Flanschbreite |
| Bis 2½ Zoll [63,5 mm], inkl. | 15 % der OD |
| Über 2½ bis 3¾ [63,5 bis 95,2], inkl. | 12,5 % der OD |
| Über 3¾ bis 8 [95,2 bis 203,2], inkl. | 15 % der OD |
Test auf umgekehrte Abflachung
Ein 5 Zoll [100 mm] langes, fertig geschweißtes Rohr mit einem Außendurchmesser bis einschließlich ½ Zoll [12,7 mm] wird auf jeder Seite der Schweißnaht längs um 90° gespalten. Anschließend wird die Probe geöffnet und an der Stelle der maximalen Biegung der Schweißnaht abgeflacht.
Es dürfen keine Anzeichen für Risse, mangelnde Durchdringung oder Überlappungen infolge der Gratentfernung in der Schweißnaht vorhanden sein.
Härteprüfung
Die Härte des Rohres darf nicht überschreiten72 HRBW.
Bei Rohren mit einer Wandstärke von 0,200 Zoll [5,1 mm] und mehr ist entweder der Brinell- oder der Rockwell-Härtetest anzuwenden.
An jedem Stahlrohr wird eine hydrostatische oder zerstörungsfreie elektrische Prüfung durchgeführt.
Hydrostatische Prüfung
Dermaximaler Druckwertsollte mindestens 5 Sekunden lang ohne Leckage aufrechterhalten werden.
Der minimale hydrostatische Prüfdruck hängt vom Außendurchmesser und der Wandstärke des Rohrs ab. Er kann mit der folgenden Formel berechnet werden.
Inch-Pfund-Einheiten: P = 32000 t/DorSI-Einheiten: P = 220,6 t/D
P= hydrostatischer Prüfdruck, psi oder MPa,
t= angegebene Wandstärke, Zoll oder mm,
D= angegebener Außendurchmesser, Zoll oder mm.
Maximaler experimenteller Druck, um die nachstehenden Anforderungen zu erfüllen.
| Außendurchmesser des Rohres | Hydrostatischer Prüfdruck, psi [MPa] | |
| OD < 1 Zoll | Außendurchmesser < 25,4 mm | 1000 [7] |
| 1≤ OD <1½ Zoll | 25,4 ≤ OD < 38,1 mm | 1500 [10] |
| 1½≤ OD ＜2 Zoll | 38.≤ OD < 50,8 mm | 2000 [14] |
| 2≤ OD ＜3 Zoll | 50,8 ≤ OD < 76,2 mm | 2500 [17] |
| 3≤ OD <5 Zoll | 76,2 ≤ OD < 127 mm | 3500 [24] |
| OD ≥5 Zoll | OD ≥127 mm | 4500 [31] |
Zerstörungsfreie elektrische Prüfung
Jedes Rohr ist mit zerstörungsfreien Prüfverfahren gemäß Spezifikation E213, Spezifikation E309 (ferromagnetische Werkstoffe), Spezifikation E426 (nichtmagnetische Werkstoffe) oder Spezifikation E570 zu prüfen.
Die folgenden Daten stammen aus ASTM A450 und erfüllen nur die entsprechenden Anforderungen für geschweißte Stahlrohre.
Gewichtsabweichung
0 - +10 %, keine Abwärtsabweichung.
Das Gewicht eines Stahlrohres kann mit folgender Formel berechnet werden.
W = C(Dt)t
W= Gewicht, lb/ft [kg/m],
C= 10,69 für Zolleinheiten [0,0246615 für SI-Einheiten],
D= angegebener Außendurchmesser, Zoll [mm],
t= festgelegte Mindestwandstärke, Zoll [mm].
Wanddickenabweichung
0 - +18%.
Die Abweichung der Wandstärke eines beliebigen Abschnitts eines Stahlrohrs mit einem Durchmesser von 0,220 Zoll [5,6 mm] und darüber darf ±5 % der tatsächlichen durchschnittlichen Wandstärke dieses Abschnitts nicht überschreiten.
Die durchschnittliche Wandstärke ist der Mittelwert der größten und kleinsten Wandstärke im Querschnitt.
Außendurchmesserabweichung
| Außendurchmesser | Zulässige Abweichungen | ||
| in | mm | in | mm |
| OD ≤1 | OD ≤ 25,4 | ±0,004 | ±0,1 |
| 1 < OD ≤ 1½ | 25,4 < OD ≤ 38,4 | ±0,006 | ±0,15 |
| 1½ < OD < 2 | 38,1 < OD < 50,8 | ±0,008 | ±0,2 |
| 2≤ OD ＜2½ | 50,8 ≤ OD < 63,5 | ±0,010 | ±0,25 |
| 2½≤ OD ＜3 | 63,5 ≤ OD < 76,2 | ±0,012 | ±0,30 |
| 3≤ OD ≤4 | 76,2 ≤ OD ≤ 101,6 | ±0,015 | ±0,38 |
| 4＜ OD ≤7½ | 101,6 < OD ≤ 190,5 | -0,025 - +0,015 | -0,64 - +0,038 |
| 7½＜ OD ≤9 | 190,5 < OD ≤ 228,6 | -0,045 - +0,015 | -1,14 - +0,038 |
Die fertigen Schmierstoffe müssen frei von Zunder sein. Geringfügige Oxidation gilt nicht als Zunder.
Jedes Röhrchen muss deutlich gekennzeichnet sein mit derName oder Marke des Herstellers, Spezifikationsnummer und ERW.
Der Name oder das Symbol des Herstellers kann vor der Normalisierung durch Walzen oder leichtes Prägen dauerhaft auf jedem Rohr angebracht werden.
Wird ein einzelner Stempel von Hand auf das Rohr aufgebracht, sollte dieser Stempel mindestens 200 mm von einem Ende des Rohrs entfernt sein.
Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und DrückenDie Fähigkeit, hohen Temperaturen und Drücken standzuhalten, ist eine sehr wichtige Eigenschaft von Wärmetauschsystemen.
Gute WärmeleitfähigkeitDie verwendeten Materialien und der Herstellungsprozess dieses Stahlrohrs gewährleisten eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit für Anwendungen, die einen effizienten Wärmeaustausch erfordern.
SchweißbarkeitEin weiterer Vorteil ist, dass sie durch Schweißen gut verbunden werden können, was die Installation und Wartung erleichtert.
Hauptsächlich verwendet in Wärmetauschern, Kondensatoren und ähnlichen Wärmeübertragungsanlagen.
1. WärmetauscherIn verschiedenen industriellen Prozessen werden Wärmetauscher eingesetzt, um Wärmeenergie von einem Fluid (Flüssigkeit oder Gas) auf ein anderes zu übertragen, ohne dass diese in direkten Kontakt kommen. Stahlrohre nach ASTM A214 finden in solchen Anlagen breite Anwendung, da sie den hohen Temperaturen und Drücken standhalten, die im Prozess auftreten können.
2. KondensatorenKondensatoren werden hauptsächlich zur Wärmeabfuhr in Kühlprozessen eingesetzt, beispielsweise in Kälte- und Klimaanlagen, oder zur Rückführung von Dampf in Wasser in Kraftwerken. Sie werden in diesen Systemen aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit und mechanischen Festigkeit verwendet.
3. WärmetauscherDiese Art von Stahlrohr wird auch in anderen Wärmetauschern ähnlich wie Wärmetauschern und Kondensatoren verwendet, beispielsweise in Verdampfern und Kühlern.
ASTM A179A179 ist ein nahtloses, kaltgezogenes Rohr aus Baustahl für Wärmetauscher und Kondensatoren. Es wird typischerweise in Anwendungen mit ähnlichen Funktionen, wie z. B. Wärmetauschern und Kondensatoren, eingesetzt. Obwohl A179 nahtlos ist, bietet es vergleichbare Wärmeaustauscheigenschaften.
ASTM A178Diese Produktkategorie umfasst widerstandsgeschweißte Kesselrohre aus Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Mangan-Stahl. Diese Rohre werden in Kesseln und Überhitzern eingesetzt und können auch in Wärmetauscheranwendungen mit ähnlichen Anforderungen verwendet werden, insbesondere dort, wo Schweißverbindungen erforderlich sind.
ASTM A192Diese Rohre bestehen aus nahtlosem Kohlenstoffstahl für Kesselanwendungen unter Hochdruckbedingungen. Obwohl sie primär für den Einsatz in Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen vorgesehen sind, eignen sie sich aufgrund ihrer Werkstoffe und Herstellungsverfahren auch für andere Wärmeübertragungsanlagen, die hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit erfordern.
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