Spesifikasi Teknis Tabung Boiler Las ASTM A178
Ringkasan
ASTM A178adalah spesifikasi standar untuklistrik-tahan-ketel baja karbon yang dilas dan tabung superheater. Tabung ini dirancang khusus untuk layanan-suhu tinggi pada boiler, superheater, penukar panas, dan aplikasi tekanan serupa yang memerlukan keandalan dalam kondisi tekanan termal.
Nilai & Klasifikasi Materi
| Nilai | Jenis | Penamaan | Aplikasi Utama |
|---|---|---|---|
| Kelas A | ERW | Baja karbon minimum | Servis umum,-boiler bersuhu rendah |
| Kelas C | ERW | Karbon-baja mangan | Suhu & tekanan sedang |
| Kelas D | ERW (khusus)* | Baja karbon-silikon | Aplikasi-kekuatan suhu tinggi |
Catatan: Tabung Kelas D mungkin disediakan sebagai ERW atau mulus sesuai pilihan pabrikan.
Sifat Mekanik
| Milik | Kelas A | Kelas C | Kelas D |
|---|---|---|---|
| Kekuatan Tarik, min | 47.000 psi (325 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) |
| Kekuatan Hasil, min | 26.000 psi (180 MPa) | 37.000 psi (255 MPa) | 37.000 psi (255 MPa) |
| Perpanjangan, min | 35% dalam 2" | 30% dalam 2" | 30% dalam 2" |
Catatan: Sifat mekanik berlaku untuk benda uji memanjang dan melintang.
Komposisi Kimia (% Maksimum kecuali kisaran ditentukan)
| Elemen | Kelas A | Kelas C | Kelas D |
|---|---|---|---|
| Karbon | 0.18 | 0.35 | 0.27-0.34 |
| mangan | 0.30-0.80 | 0.80-1.20 | 0.80-1.20 |
| Fosfor | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Sulfur | 0.035 | 0.035 | 0.035 |
| Silikon | - | - | 0.10-0.30 |
| Elemen Residu* | - | Masing-masing maks 0,50 | Masing-masing maks 0,50 |
Sisa: Cu, Ni, Cr, Mo, V (total Kurang dari atau sama dengan 1,00% untuk Kelas C & D)
Spesifik Proses Manufaktur
Produksi ERW Khusus:
Persiapan Strip Presisi- Kontrol kimia dan dimensi yang lebih dekat dibandingkan pipa standar
Persiapan Tepi Bersih- Penting untuk-lasan berintegritas tinggi pada tabung-dinding tipis
Pengelasan-Frekuensi Tinggi- Biasanya 300-450 kHz untuk kontrol panas yang presisi
Penghapusan Flash Las- Pelepasan internal/eksternal menyeluruh untuk permukaan halus
Ukuran & Pelurusan- Presisi ekstrim untuk pemasangan bundel tabung-
Perlakuan Panas- Seringkali stres dihilangkan atau dinormalisasi untuk stabilitas dimensi
Pengujian Tak Rusak- Inspeksi menyeluruh-wajib
Penekanan Kualitas:
Kebersihan- Meminimalkan inklusi dan cacat permukaan
Konsistensi Las- Integritas las melingkar sempurna
Presisi Dimensi- Toleransi ketat untuk perakitan penukar panas
Ukuran & Dimensi Standar
| Parameter | Kisaran Standar | Karakteristik Utama |
|---|---|---|
| Diameter Luar | 0,75" hingga 5" (19,1 hingga 127 mm) | Paling umum: 1" hingga 2,5" |
| Ketebalan Dinding | 0,035" hingga 0,320" (0,9 hingga 8,1 mm) | Desain dinding-tipis yang dioptimalkan untuk perpindahan panas |
| Panjang | Biasanya mencapai hingga 65 kaki (20 m). | Panjangnya yang panjang meminimalkan sambungan dalam bundel tabung |
| Menyelesaikan | Digambar dingin atau-dilas | Permukaan halus untuk mengurangi pengotoran |
Toleransi (Sesuai ASTM A178)
| Dimensi | Toleransi |
|---|---|
| Diameter Luar | ±0,004" untuk D Kurang dari atau sama dengan 1" ±0,5% OD untuk D > 1" |
| Ketebalan Dinding | +20%, -0% dari nominal dinding (standar) ±10% tersedia (toleransi lebih dekat) |
| Panjang | +1/8", -0" untuk panjang potongan |
| Di-dari-Kebulatan | Kurang dari atau sama dengan 1% OD (lebih rapat dari pipa umum) |
| Kelurusan | Deviasi maksimum 0,010" per kaki |
Persyaratan Pengujian Wajib
| Tes | Persyaratan | Frekuensi | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Uji Hidrostatis | Tekanan=2S × t/D S=50% dari kekuatan luluh minimum Durasi Lebih besar dari atau sama dengan 10 detik |
Setiap tabung | Verifikasi kekencangan kebocoran |
| Tes Perataan | Ratakan hingga 3x ketebalan dinding tanpa retak | Dua per lot | Daktilitas & kualitas las |
| Uji Perataan Terbalik | Khusus untuk tabung ERW, membuka las untuk diperiksa | Satu per lot | Deteksi cacat las internal |
| Uji Listrik Tak Rusak | Eddy saat ini atau metode lain yang disetujui | Panjang penuh | Deteksi cacat di seluruh tabung |
| Uji Tarik | Satu per panas, per ketebalan dinding | Diperlukan | Verifikasi properti mekanis |
| Uji Kekerasan | Opsional, sesuai perjanjian | Seperti yang ditentukan | Pemeriksaan kualitas tambahan |
| Uji Pembakaran | Untuk tabung <3" OD, ekspansi spesifik tanpa kegagalan | Dua per lot | Sifat mampu bentuk untuk ekspansi tabung |
Kondisi Permukaan & Selesai
| Kondisi | Keterangan | Pertimbangan Aplikasi |
|---|---|---|
| Sebagai-Dilas | Skala pabrik ringan, jahitan las terlihat | Kelas ekonomi, harus dibersihkan saat servis |
| Acar | Asam-bersih, hasil akhir cerah | Bersihkan permukaan untuk perpindahan panas yang lebih baik |
| Ditarik Dingin | Hasil akhir yang halus dan berkilau dengan toleransi yang ketat | Aplikasi presisi, penampilan ditingkatkan |
| Pasir Meledak | Bersih, hasil akhir matte | Peningkatan lapisan/ikatan perekat |
| Galvanis | Dilapisi-seng (jarang untuk tabung ketel) | Aplikasi korosi khusus |
Aplikasi Utama
Sistem Ketel:
Tabung Dinding Air- Dinding penutup tungku di ketel uap
Tabung Bank Boiler- Bagian perpindahan panas konvektif
Tabung Superheater- Peningkatan suhu uap (Grade C/D)
Tabung Penghemat- Pemanasan awal air umpan
Tabung Pemanas Ulang- Pemanasan ulang uap bertekanan menengah
Penukar Panas:
Penukar Panas Shell & Tabung- Proses pemanasan/pendinginan
Pemanas Awal Udara- Pemanasan udara pembakaran
Kondensor- Sistem kondensasi uap
Unit Pemulihan Panas Limbah- Aplikasi efisiensi energi
Aplikasi Lainnya:
Tabung Penghisap Jelaga- Sistem pembersihan ketel uap
Tabung Pembakar- Pengiriman bahan bakar/udara dalam sistem pembakaran
Pemanas Kilang- Proses pemanas dan tungku
Sistem Kogenerasi- Gabungan unit panas dan daya
Pertimbangan Suhu & Tekanan
| Nilai | Suhu Maksimum | Pertimbangan Tekanan |
|---|---|---|
| Kelas A | Kurang dari atau sama dengan 800 derajat F (427 derajat ) | Tekanan rendah hingga sedang |
| Kelas C | Kurang dari atau sama dengan 850 derajat F (454 derajat ) | Tekanan sedang, layanan umum |
| Kelas D | Kurang dari atau sama dengan 900 derajat F (482 derajat) | Kemampuan suhu lebih tinggi |
Catatan: Nilai tegangan ijin aktual diberikan dalam ASME Boiler dan Pressure Vessel Code Bagian II, Bagian D
Perbandingan dengan Standar Lain
| Parameter | ASTM A178 | ASTM A53 | ASTM A214 |
|---|---|---|---|
| Penggunaan Utama | Boiler, superheater | Pipa serba guna | Kondensor, tabung penukar panas |
| Fokus Kualitas Las | Tertinggi (layanan kritis) | Standar | Tinggi |
| Peringkat Suhu | Lebih tinggi (Kurang dari atau sama dengan 900 derajat F) | Lebih rendah (Kurang dari atau sama dengan 400 derajat F) | Sedang |
| Toleransi Dimensi | Lebih ketat | Standar | Lebih ketat |
| Menguji Ketelitian | Paling luas | Dasar | Intermediat |
| Biaya | Lebih tinggi | Lebih rendah | Intermediat |
Keunggulan Tabung ERW ASTM A178
Kinerja Suhu Tinggi- Dirancang khusus untuk layanan termal
Integritas Las yang Sangat Baik- Pengujian yang ketat memastikan keandalan
Perpindahan Panas yang Baik- Permukaan halus dan dinding konsisten
Ketersediaan Panjang Panjang- Mengurangi sambungan dalam bundel tabung
Keandalan Terbukti- Sejarah panjang dalam aplikasi boiler yang penting
Biaya vs. Mulus- Lebih ekonomis dibandingkan mulus untuk banyak aplikasi
Keterbatasan & Pertimbangan Desain
Keterbatasan Ukuran- OD maksimum biasanya 5" (ukuran lebih besar sering kali mulus)
Bukan untuk Korosi Parah- Nilai standar bukan untuk lingkungan yang sangat korosif
Pertimbangan Zona Pengelasan- Properti yang sedikit berbeda di HAZ
Siklus Suhu- Mungkin memerlukan pertimbangan khusus untuk siklus termal yang parah
Bukan untuk Pelampiasan Api Langsung- Dalam beberapa desain, mulus dapat ditentukan
Pedoman Instalasi & Fabrikasi
Tabung Memperluas:
Rasio Ekspansi- Biasanya 3-8% dari ketebalan dinding tabung
Pelumasan- Diperlukan untuk mencegah rasa sakit
Urutan- Perluas dari tengah ke arah luar dalam lembaran tabung
Verifikasi- Pull-pengujian yang direkomendasikan untuk aplikasi penting
Pengelasan:
Prosedur- Harus memenuhi syarat untuk aplikasi tabung ketel
Logam Pengisi- Biasanya mencocokkan komposisi dengan deoxidizer
Pembersihan- Penting untuk menghilangkan oksida dan kontaminan
Pasca-Perlakuan Panas Pengelasan- Mungkin diperlukan tergantung pada aplikasi
Pembengkokan:
Radius Tikungan Minimum- Biasanya 3x OD untuk pembengkokan dingin
Penggunaan Mandrel- Direkomendasikan untuk mencegah perataan
Tunjangan Musim Semi- Pertimbangkan dalam desain perkakas
Inspeksi- Periksa ovalitas dan penipisan dinding setelah ditekuk
Jaminan Mutu & Dokumentasi
Sertifikasi yang Diperlukan:
Sertifikat Uji Pabrik- Termasuk analisis kimia dan uji mekanis
Ketertelusuran Angka Panas- Penting untuk kepatuhan kode boiler
Laporan NDE- Untuk pengujian tak merusak yang dilakukan
Catatan Uji Hidrostatis- Dokumentasi tekanan dan durasi
Pengujian Tambahan (Opsional/Khusus Proyek):
Pengujian Ultrasonik- Lebih sensitif dibandingkan arus eddy untuk cacat tertentu
Identifikasi Material Positif- Verifikasi kimia bahan yang masuk
Pengujian Kekerasan- Khusus untuk aplikasi Kelas C/D
Pemeriksaan Struktur Mikro- Untuk aplikasi-suhu tinggi yang kritis
Mode & Pencegahan Kegagalan
| Modus Kegagalan | Penyebab Umum | Tindakan Pencegahan |
|---|---|---|
| Retak Korosi Stres | Klorida, kaustik, tegangan sisa | Kimia air yang tepat, menghilangkan stres |
| Kelelahan Korosi | Stres siklik dalam lingkungan korosif | Desain untuk drainase yang tepat, perlindungan korosi |
| Orang aneh | Paparan-suhu tinggi dalam jangka panjang | Pemilihan bahan yang tepat, pemantauan suhu |
| Propagasi Cacat Las | Ketidaksempurnaan las awal | NDE yang ketat, prosedur pengelasan yang benar |
| Erosi | Aliran partikulat-berkecepatan tinggi | Kontrol kecepatan aliran, perangkat pelindung |
Standar Industri & Kepatuhan Kode
Referensi Utama:
Kode Boiler & Bejana Tekan ASME- Bagian I (Boiler Listrik), Bagian VIII (Bejana Tekanan)
ASME B31.1- Perpipaan Listrik
NBIC- Kode Inspeksi Dewan Nasional
ABMA- Pedoman Asosiasi Produsen Boiler Amerika
Stempel Kode:
Stempel S- Diperlukan untuk boiler Bagian I
Stempel U- Untuk bejana tekan Bagian VIII
Stempel NPT- Organisasi perbaikan resmi Dewan Nasional
Informasi Pemesanan
Spesifikasi Lengkap Harus Mencakup:
Standar & Kelas- ASTM A178 Kelas C ERW
Ukuran- OD × Tebal Dinding × Panjang (misalnya, 2" × 0,120" × 20 kaki)
Toleransi- Standar atau khusus
Menyelesaikan- Seperti-dilas, diasamkan, ditarik dingin
Pengujian- Pengujian standar ditambah persyaratan tambahan apa pun
Sertifikasi- Persyaratan sertifikat pengujian pabrik
Menandai- Identifikasi yang diperlukan pada setiap tabung
Kemasan- Perlindungan terhadap kerusakan selama pengiriman
Persyaratan Khusus (Tentukan jika Diperlukan):
Perawatan panas- Menghilangkan stres, menormalkan
Akhiri persiapan- Kuadrat, dihaluskan, dilubangi
Permukaan akhir- Persyaratan kekasaran khusus
Pembersihan khusus- Menurun, pasif
Kelestarian- Kertas VCI, kantong pengering untuk penyimpanan
Pemeliharaan & Perpanjangan Hidup
Dalam-Inspeksi Layanan:
Visual- Carilah korosi, tonjolan, retakan
Ketebalan Ultrasonik- Pantau penipisan dinding
Penetran Pewarna- Deteksi retakan permukaan
Eddy Saat Ini- Deteksi kerusakan internal
Pengambilan Sampel Tabung- Penghapusan berkala untuk analisis destruktif
Metode Perbaikan:
Penyumbatan Tabung- Perbaikan sementara untuk kegagalan yang terisolasi
lengan baju- Masukkan tabung yang lebih kecil ke dalam bagian yang rusak
Perbaikan Pengelasan- Untuk jenis kerusakan tertentu (diperlukan prosedur yang memenuhi syarat)
Penggantian Tabung- Penggantian sebagian atau-panjang penuh
Pertimbangan Lingkungan & Keamanan
Pengolahan Air- Penting untuk mencegah kerak, korosi, dan pembentukan endapan
Bahan Kimia Pembersih- Harus kompatibel dengan bahan tabung
Asap Pengelasan- Ventilasi yang baik diperlukan selama fabrikasi
Pengujian Tekanan- Prosedur aman untuk pengujian hidrostatis
Akhir-dari-Kehidupan- Pembuangan/daur ulang tabung ketel bekas dengan benar
Ringkasan
Tabung ASTM A178 ERW mewakili produk khusus-berkualitas tinggi yang dirancang khusus untuk aplikasi suhu-yang menuntut pada boiler dan penukar panas. Meskipun persyaratan dan pengujiannya lebih ketat dibandingkan pipa-umum, pipa ini menawarkan kinerja yang andal dalam aplikasi termal kritis. Pemilihan yang tepat berdasarkan suhu, tekanan, dan lingkungan layanan, dipadukan dengan kepatuhan terhadap kode yang berlaku dan praktik pemeliharaan, memastikan pengoperasian-jangka panjang yang aman dan efisien.
Untuk aplikasi boiler, selalu konsultasikan dengan ASME Boiler dan Pressure Vessel Code dan libatkan insinyur boiler yang berkualifikasi dalam aktivitas desain, fabrikasi, dan inspeksi. Spesifikasi material memberikan persyaratan minimum; kondisi layanan sebenarnya mungkin memerlukan pertimbangan tambahan.
