I tubi in acciaio ASTM A214 sono tubi in acciaio al carbonio saldati tramite resistenza elettrica, destinati all'impiego in scambiatori di calore, condensatori e apparecchiature simili per il trasferimento di calore. Vengono generalmente applicati a tubi in acciaio con un diametro esterno non superiore a 3 pollici [76,2 mm].
Le dimensioni dei tubi in acciaio normalmente applicabili sononon più grande di 3 pollici [76,2 mm].
Possono essere fornite altre dimensioni di tubi in acciaio ERW, a condizione che tali tubi soddisfino tutti gli altri requisiti di questa specifica.
Il materiale fornito in base alla presente specifica dovrà essere conforme ai requisiti applicabili dell'edizione corrente della Specifica A450/A450M, salvo diversamente previsto nel presente documento.
I tubi devono essere realizzati dasaldatura a resistenza elettrica (ERW).
Grazie ai bassi costi di produzione, all'elevata precisione dimensionale, all'eccellente resistenza e durevolezza e alla flessibilità di progettazione, i tubi in acciaio ERW sono diventati il materiale preferito per un'ampia gamma di sistemi di tubazioni industriali, ingegneria strutturale e una varietà di progetti infrastrutturali.
Dopo la saldatura, tutti i tubi devono essere trattati termicamente a una temperatura di 1650°F [900°] o superiore e seguiti da raffreddamento in aria o nella camera di raffreddamento di un forno ad atmosfera controllata.
I tubi trafilati a freddo devono essere sottoposti a trattamento termico dopo l'ultima trafilatura a freddo a una temperatura di 1200°F [650°C] o superiore.
| C(Carbonio) | Mn(Manganese) | P(Fosforo) | S(Zolfo) |
| massimo 0,18% | 0,27-0,63 | massimo 0,035% | massimo 0,035% |
Non è consentito fornire gradi di acciaio legato che richiedano specificamente l'aggiunta di elementi diversi da quelli elencati.
I requisiti meccanici non si applicano ai tubi con un diametro interno inferiore a 0,126 pollici [3,2 mm] o uno spessore inferiore a 0,015 pollici [0,4 mm].
Proprietà di trazione
Non ci sono requisiti specifici per le proprietà di trazione nella norma ASTM A214.
Questo perché la norma ASTM A214 viene utilizzata principalmente per scambiatori di calore e condensatori. La progettazione e il funzionamento di questi dispositivi non sottopongono in genere i tubi a pressioni elevate. Al contrario, viene prestata maggiore attenzione alla capacità del tubo di resistere alla pressione, alle sue proprietà di trasferimento del calore e alla sua resistenza alla corrosione.
Test di appiattimento
Per i tubi saldati, la lunghezza della sezione di prova richiesta non è inferiore a 4 pollici (100 mm).
L'esperimento è stato condotto in due fasi:
Il primo passo è il test di duttilità, la superficie interna o esterna del tubo di acciaio, non devono presentarsi crepe o rotture finché la distanza tra le piastre non è inferiore al valore di H calcolato secondo la seguente formula.
H=(1+e)t/(e+t/D)
H= distanza tra le piastre di appiattimento, in. [mm],
t= spessore della parete specificato del tubo, in.[mm],
D= diametro esterno specificato del tubo, in. [mm],
e= 0,09 (deformazione per unità di lunghezza) (0,09 per acciaio a basso tenore di carbonio (carbonio massimo specificato 0,18% o meno)).
Il secondo passaggio è il test di integrità, che deve continuare ad essere appiattito fino alla rottura del campione o al contatto delle pareti del tubo. Durante la prova di appiattimento, se si riscontra materiale laminato o non integro, o se la saldatura è incompleta, il campione deve essere scartato.
Test della flangia
Una sezione di tubo deve poter essere flangiata in una posizione ad angolo retto rispetto al corpo del tubo senza crepe o imperfezioni che potrebbero essere rifiutate in base alle disposizioni delle specifiche del prodotto.
La larghezza della flangia per gli acciai al carbonio e legati non deve essere inferiore alle percentuali.
| Diametro esterno | Larghezza della flangia |
| A 2½ pollici [63,5 mm], incl. | 15% di OD |
| Oltre 2½ a 3¾ [63,5 a 95,2], incl. | 12,5% di OD |
| Oltre 3¾ a 8 [95,2 a 203,2], incl. | 15% di OD |
Test di appiattimento inverso
Un tubo saldato finito lungo 5 pollici [100 mm] con dimensioni fino a ½ pollice [12,7 mm] di diametro esterno compreso deve essere diviso longitudinalmente di 90° su ciascun lato della saldatura e il campione deve essere aperto e appiattito con la saldatura nel punto di massima piegatura.
Non devono essere presenti crepe, mancata penetrazione o sovrapposizioni risultanti dalla rimozione delle sbavature nella saldatura.
Prova di durezza
La durezza del tubo non deve superare72 HRBW.
Per tubi con spessore di parete pari o superiore a 0,200 pollici [5,1 mm], si deve utilizzare il test di durezza Brinell o Rockwell.
Su ogni tubo in acciaio vengono eseguiti test idrostatici o elettrici non distruttivi.
Prova idrostatica
ILvalore massimo della pressionedeve essere mantenuto per almeno 5 secondi senza perdite.
La pressione minima di prova idrostatica è correlata al diametro esterno e allo spessore della parete del tubo. Può essere calcolata con la formula:
Unità pollice-libbra: P = 32000 t/DorUnità SI: P = 220,6 t/D
P= pressione di prova idrostatica, psi o MPa,
t= spessore della parete specificato, pollici o mm,
D= diametro esterno specificato, pollici o mm.
Pressione sperimentale massima, per soddisfare i requisiti di seguito indicati.
| Diametro esterno del tubo | Pressione di prova idrostatica, psi [MPa] | |
| Diametro esterno ＜1 pollice | Diametro esterno <25,4 mm | 1000 [7] |
| 1≤ OD ＜1½ in | 25,4≤ Diametro esterno ＜38,1 mm | 1500 [10] |
| 1½≤ OD ＜2 pollici | 38.≤ Diametro esterno ＜50,8 mm | 2000 [14] |
| 2≤ OD ＜3 pollici | 50,8≤ Diametro esterno ＜76,2 mm | 2500 [17] |
| 3≤ OD ＜5 pollici | 76,2≤ Diametro esterno ＜127 mm | 3500 [24] |
| Diametro esterno ≥5 pollici | Diametro esterno ≥127 mm | 4500 [31] |
Test elettrico non distruttivo
Ogni tubo deve essere esaminato mediante metodi di prova non distruttivi in conformità alla Specifica E213, alla Specifica E309 (materiali ferromagnetici), alla Specifica E426 (materiali non magnetici) o alla Specifica E570.
I dati seguenti sono derivati dalla norma ASTM A450 e soddisfano i requisiti pertinenti solo per tubi in acciaio saldati.
Deviazione del peso
0 - +10%, nessuna deviazione verso il basso.
Il peso di un tubo d'acciaio può essere calcolato con la formula.
W = C(Dt)t
W= peso, Ib/ft [kg/m],
C= 10,69 per unità in pollici [0,0246615 per unità SI],
D= diametro esterno specificato, pollici [mm],
t= spessore minimo della parete specificato, in. [mm].
Deviazione dello spessore della parete
0 - +18%.
La variazione dello spessore della parete di una qualsiasi sezione di tubo d'acciaio da 0,220 pollici [5,6 mm] e oltre non deve superare ±5% dello spessore medio effettivo della parete di quella sezione.
Lo spessore medio della parete è la media tra lo spessore più spesso e quello più sottile della sezione.
Deviazione del diametro esterno
| Diametro esterno | Variazioni consentite | ||
| 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 |
I lubrificanti finiti devono essere privi di incrostazioni. Una leggera ossidazione non deve essere considerata incrostazione.
Ogni provetta deve essere chiaramente etichettata connome o marchio del produttore, numero di specifica e ERW.
Il nome o il simbolo del produttore possono essere apposti in modo permanente su ogni provetta mediante laminazione o leggera timbratura prima della normalizzazione.
Se si applica manualmente un singolo timbro sul tubo, questo segno non deve trovarsi a meno di 8 pollici [200 mm] da un'estremità del tubo.
Resistenza alle alte temperature e pressioni: La capacità di resistere a temperature e pressioni elevate è una proprietà molto importante nei sistemi di scambio termico.
Buona conduttività termica: I materiali e il processo di fabbricazione di questo tubo in acciaio garantiscono un'eccellente conduttività termica per applicazioni che richiedono uno scambio termico efficiente.
Saldabilità:Un altro vantaggio è che possono essere ben collegati tramite saldatura, rendendo più semplice l'installazione e la manutenzione.
Utilizzato principalmente in scambiatori di calore, condensatori e apparecchiature simili per il trasferimento di calore.
1. Scambiatori di calore: In vari processi industriali, gli scambiatori di calore vengono utilizzati per trasferire energia termica da un fluido (liquido o gas) a un altro senza che questi entrino in contatto diretto. I tubi in acciaio ASTM A214 sono ampiamente utilizzati in questo tipo di apparecchiature perché possono resistere alle alte temperature e pressioni che possono verificarsi durante il processo.
2. Condensatori: I condensatori sono utilizzati principalmente per la rimozione del calore nei processi di raffreddamento, ad esempio negli impianti di refrigerazione e condizionamento dell'aria, o per riconvertire il vapore in acqua nelle centrali elettriche. Vengono utilizzati in questi sistemi per la loro buona conduttività termica e resistenza meccanica.
3. Apparecchiature per lo scambio termico:Questo tipo di tubo in acciaio viene utilizzato anche in altre apparecchiature di scambio termico simili a scambiatori di calore e condensatori, come evaporatori e refrigeratori.
ASTM A179: è un tubo in acciaio dolce trafilato a freddo senza saldatura per scambiatori di calore e condensatori. Viene tipicamente utilizzato in applicazioni simili, come scambiatori di calore e condensatori. Sebbene l'A179 sia senza saldatura, offre proprietà di scambio termico simili.
ASTM A178: Comprende tubi per caldaie in acciaio al carbonio e al carbonio-manganese saldati a resistenza. Questi tubi sono utilizzati in caldaie e surriscaldatori e possono essere utilizzati anche in applicazioni di scambio termico con esigenze simili, soprattutto quando sono richiesti elementi saldati.
ASTM A192: riguarda i tubi per caldaie in acciaio al carbonio senza saldatura per servizi ad alta pressione. Sebbene questi tubi siano principalmente destinati all'uso in ambienti ad alta pressione e alta temperatura, i loro materiali e processi di fabbricazione li rendono adatti all'uso in altre apparecchiature di trasferimento di calore che richiedono elevata resistenza a pressione e temperatura.
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