Wartość ciśnienia ASTM A213

Dla inżynierów i specjalistów ds. zaopatrzenia zaopatrujących się w rury do wymienników ciepła ze stali nierdzewnej istotne jest zrozumienie wartości ciśnienia ASTM A213. Wartości ciśnienia określają, jakie ciśnienie wewnętrzne rura może bezpiecznie wytrzymać w określonych warunkach temperaturowych. Wybór właściwej specyfikacji rury ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo wymiennika ciepła, jego żywotność i wydajność operacyjną.

W tym przewodniku wyjaśniono wartości ciśnienia ASTM A213, metody obliczeń, popularne gatunki stali nierdzewnej i kluczowe kwestie dotyczące przepływu, które kupujący powinni wziąć pod uwagę przy zakupie rurek wymiennika ciepła.

 

1.Co to jest materiał ASTM A213?

ASTM A213jest szeroko stosowaną specyfikacją międzynarodową obejmującąrury kotła, przegrzewacza i wymiennika ciepła ze stali-bez szwu, ze stali ferrytycznej i austenitycznej.

Do zastosowań w wymiennikach ciepła ze stali nierdzewnej najczęściej stosowane gatunki obejmują:

Klasa ASTM	Stopień równoważny	Kluczowe funkcje	Typowe zastosowania
TP304	1.4301 / SUS304	Dobra odporność na korozję, ekonomiczność	Ogólne wymienniki ciepła
TP304L	1.4306	Niższa zawartość węgla, lepsza spawalność	Wymienniki ciepła do przetwarzania żywności
TP316	1.4401	Poprawiona odporność na korozję	Sprzęt chemiczny
TP316L	1.4404	Niska zawartość węgla + doskonała odporność na korozję	Morskie i chemiczne wymienniki ciepła
TP321	1.4541	Stabilizowany Ti w wysokiej temperaturze	Wysokotemperaturowe-wymienniki ciepła

Wśród nichRury wymiennika ciepła TP316Lsą szeroko stosowane wzakłady chemiczne, systemy odsalania wody morskiej i skraplaczeze względu na ich wyjątkową odporność nakorozja wżerowa i szczelinowa.

 

 

2. Wykres wartości ciśnienia ASTM A213 316L (odniesienie)

Poniżej znajduje się tabela referencyjna dlaASTM A213 TP316Lbezszwowe rurki w temperaturze pokojowej (około. 20 stopni/70 stopni F).
Wartości opierają się na dopuszczalnym naprężeniu 16 700 PSI (zgodnie z ASME BPVC).

Średnica zewnętrzna (OD)	Grubość ścianki (BWG/mm)	Ciśnienie robocze (PSI)	Ciśnienie rozrywające (teoretyczne PSI)
1/2" (12,7 mm)	18 (1,24 mm)	3,250	13,000
1/2" (12,7 mm)	16 (1,65 mm)	4,300	17,200
3/4" (19,05 mm)	16 (1,65 mm)	2,850	11,400
3/4" (19,05 mm)	14 (2,11 mm)	3,700	14,800
1" (25,4mm)	16 (1,65 mm)	2,150	8,600
1" (25,4mm)	12 (2,77 mm)	3,650	14,600

Zastrzeżenie: Te wartości służą wyłącznie celom informacyjnym. W przypadku rzeczywistego projektu należy zastosować współczynnik bezpieczeństwa (zwykle 4:1) i współczynniki obniżające temperaturę.

 

wymiennik ciepła płaszczowo-rurowy z rurami ze stali nierdzewnej

3. Jak obliczane jest ciśnienie znamionowe ASTM A213?

Wewnętrzne ciśnienie znamionowe dla rur ze stali nierdzewnej jest zwykle obliczane przy użyciuWzór Barlowa. Wzór ten wiąże ciśnienie wewnętrzne z dopuszczalnym naprężeniem materiału, jego grubością i średnicą.

Formuła:

P= Wewnętrzne ciśnienie projektowe (PSI lub MPa)

S= Dopuszczalna wartość naprężenia (z ASME B31.3 lub BPVC, sekcja II)

t= Nominalna grubość ścianki (cale lub mm)

D= Średnica zewnętrzna (OD) (cale lub mm)

Uwaga dla kupujących:ASTM A213 określaMinimalna grubość ścianki. Obliczając bezpieczeństwo, zawsze pamiętaj o uwzględnieniu tolerancji produkcyjnej (zwykle +20% / -0%).

 

4.Wpływ temperatury na ciśnienie znamionowe

Wraz ze wzrostem temperatury roboczej kotła lub wymiennika ciepła wytrzymałość stali nierdzewnej maleje. Jest to istotne w zastosowaniach ASTM A213.

W temperaturze 200 stopni (392 stopni F):Dopuszczalne naprężenie 316L spada do około 85% jego wartości temperatury-pokojowej.

W temperaturze 400 stopni (752 stopni F):Siła spada do około 70%.

Wskazówka dotycząca zakupów:Zawsze dostarczaj swojemu dostawcymaksymalna temperatura roboczaaby mogli zweryfikować obniżoną zdolność ciśnieniową.

 

5. Wymiary rur wymienników ciepła ASTM A213

Rury bez szwu wymiennika ciepła ASTM A213 mają zazwyczaj średnicę zewnętrzną (OD) w zakresie od 1/8 cala (3,2 mm) do 5 cali (127 mm), przy grubości ścianek od 0,015 do 0,500 cala (0,4 do 12,7 mm). Najpopularniejsze średnice zewnętrzne wymienników ciepła to 19,05 mm (3/4”) i 25,4 mm (1”).

Średnica zewnętrzna	Zakres grubości ścianki	Długość
12,7mm (1/2")	0,7 – 2,0 mm	Do 24 m
19,05mm (3/4")	1,0 – 3,0 mm	Do 24 m
25,4mm (1")	1,2 – 3,5 mm	Do 24 m
38,1 mm (1,5 cala)	1,5 – 4,0 mm	Do 24 m

 

 

6. Rozważania dotyczące natężenia przepływu rury wymiennika ciepła

Oprócz wytrzymywania ciśnienia, przewody muszą także umożliwiać przepływ płynu. Dla nabywców wymienników ciepła kluczowe znaczenie mają dwie kwestie ściśle związane z przepływem płynu: A. Optymalna prędkość przepływu oraz B. Spadek ciśnienia (ΔP).

A. Optymalna prędkość przepływu

Jeśli prędkość przepływu jest zbyt duża, powoduje toerozja-korozja, szczególnie w-kolach U wymienników ciepła.

Rodzaj płynu	Zalecana prędkość
Woda chłodząca	1.0 – 2.5 m/s
Woda morska	1.0 – 2.0 m/s
Olej	0.5 – 1.5 m/s
Kondensat pary	20 – 40 m/s

Zbyt duża prędkość przepływu powoduje erozję-korozję, szczególnie w-kolach wymienników ciepła.
Ryzyko: Przekroczenie 3,5 m/s w cieczy może spowodować usunięcie ochronnej warstwy tlenku chromu z rur 316L.

 

B. Spadek ciśnienia

Spadek ciśnienia to utrata ciśnienia podczas przepływu płynu przez rurę w wyniku tarcia.

Węższe rurki (mniejsza średnica wewnętrzna): Zwiększają wydajność wymiany ciepła, ale znacznie zwiększają spadek ciśnienia, co wymaga większej mocy pompowania.

Chropowatość powierzchni: Rury bez szwu ASTM A213 mają gładszą powierzchnię wewnętrzną niż rury spawane (A249), co skutkuje niższym spadkiem ciśnienia i lepszą odpornością na zarastanie.

 

7. Przykładowa przepustowość rur wymiennika ciepła

Rozmiar tuby	Średnica wewnętrzna	Prędkość przepływu	Przybliżone natężenie przepływu
19,05 × 1,65 mm	15,75 mm	2 m/s	0.39 m³/h
25,4 × 2,11 mm	21,18 mm	2 m/s	0.72 m³/h
38,1 × 2,77 mm	32,56 mm	2 m/s	1.66 m³/h

Wartości te pomagają inżynieromoszacować wymagania pompy i wydajność wymiennika ciepła.

 

Lista kontrolna zakupu rur ASTM A213

Składając zapytanie, proszę wyraźnie określić następujące parametry, aby mieć pewność, że ciśnienie znamionowe spełnia Twoje specyficzne wymagania:
Klasa materiału: (np. TP316L, TP304, TP321).
Stan dostawy: Bez szwu (rury zgodne ze standardem ASTM A213 są wyłącznie bezszwowe).
Wymiary: średnica zewnętrzna × minimalna grubość ścianki (np. minimalna grubość ścianki 19,05 mm × 2,11 mm).
Wymagania testowe:
Próba hydrostatyczna: obowiązkowa; służy do sprawdzania integralności ciśnienia w rurce.
Testowanie prądem wirowym: Służy do wykrywania pocienień ścian lub defektów pęknięć.
Obróbka cieplna: Zapewnij stan „wyżarzania rozpuszczającego”, aby uzyskać optymalną odporność na korozję i ciągliwość.

Kliknij, aby uzyskać raport z kontroli jakości rur wymiennika ciepła ASTM A213.