ASTM A209/A209M ALEA DE ALEA PUNDADOR DE CALIDERA DE ACERO

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Marzo 23, 2025

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℃ ~ 2, 2025

ASTM A209/A209M es una especificación estándar para la caldera de acero de aleación de molibdeno de carbono sin costura tubos, comúnmente utilizado en aplicaciones de alta temperatura y alta presión como los sistemas de generación de energía. Cubre varios grados, específicamente T1, T1a, y t1b, que difieren ligeramente en su composición química y sus propiedades mecánicas, pero están todos diseñados para un servicio de temperatura elevada. Dado que su consulta original preguntó sobre EN 10305-1 E235 tuberías de acero de precisión sin costuras, Voy a centrarme para centrarme en ASTM A209/A209M, según lo solicite, mientras asegurando que la respuesta se alinee con la profundidad y la estructura que parece esperar. (p.ej., composición química, propiedades mecánicas, precisión dimensional, y requisitos de prueba). Desglosemos esto sistemáticamente.

Descripción general de ASTM A209/A209M

El estándar ASTM A209/A209M se aplica a los tubos sin costuras con un grosor de la pared nominal, específicamente para su uso en calderas, Recalentadores de vapor, e intercambiadores de calor. Estos tubos están hechos de acero de aleación de carbono-molibdeno, que proporciona resistencia y resistencia de fluencia mejoradas a altas temperaturas en comparación con el acero al carbono simple. La "M" en A209M indica que la métrica (Y) Se pueden usar unidades, Aunque las unidades de pulgada de pulgada también son estándar dependiendo del pedido.

El estándar especifica:

Gama del tamaño: Tubos de 1/2 pulgadas a 5 longitud [12.7 milímetro a 127 mm] en diámetro exterior.
Espesor de la pared: Grosor mínimo de la pared que va desde 0.035 pulgadas a 0.500 longitud [0.9 milímetro a 12.7 mm].
Los grados: T1, T1a, y t1b, con ligeras variaciones en química y propiedades.

Composición química de las calificaciones ASTM A209/A209M

La composición química de los tubos ASTM A209/A209M está estrechamente controlada para garantizar el rendimiento de alta temperatura deseado. Los elementos de aleación primarios son el carbono, molibdeno, y manganeso, con límites en fósforo y azufre para mejorar la soldabilidad y reducir la fragilidad.

Mesa 1: Composición química de las calificaciones ASTM A209/A209M

Elemento	T1 (% máximo)	T1a (% máximo)	T1b (% máximo)
Manganeso (C)	0.10–0.20	0.15–0,25	0.14 máximo
Manganeso (Minnesota)	0.30–0.80	0.30–0.80	0.30–0.80
Fósforo (P)	0.025	0.025	0.025
Azufre (S)	0.025	0.025	0.025
Silicio (Si)	0.10–0.50	0.10–0.50	0.10–0.50
notas (Mes)	0.44–0,65	0.44–0,65	0.44–0,65

notas:

El acero debe ser asesinado por completo, lo que significa que está desoxidado para reducir la porosidad del gas y mejorar la homogeneidad.
Variaciones en el contenido de carbono en las calificaciones (p.ej., más bajo en T1B) afectar ligeramente la fuerza y la dureza.
El molibdeno mejora la resistencia a la alta temperatura y la resistencia a la fluencia, crítico para aplicaciones de calderas y sobrecalentadores.

Propiedades mecánicas de las calificaciones ASTM A209/A209M

Se especifican las propiedades mecánicas de los tubos ASTM A209/A209M para garantizar que puedan resistir las tensiones de los entornos de alta presión y alta temperatura. Estas propiedades se determinan a través de pruebas de tracción, Ensayos de dureza, y otras evaluaciones mecánicas.

Mesa 2: Propiedades mecánicas de las calificaciones ASTM A209/A209M

Propiedad	T1	T1a	T1b
Resistencia a la tracción (min), KSI [MPa]	55 [380]	60 [415]	53 [365]
resistencia a la fluencia (min), KSI [MPa]	30 [205]	32 [220]	28 [195]
Alargamiento (min), %	30	30	30
Dureza (máximo), Brinell (HB)	146	153	137
Dureza (máximo), Rockwell (HRB)	80	81	77

notas:

Estos valores se aplican a los tubos en el recocido totalmente, recocido isotérmicamente, o condición normalizada y templada.
El tratamiento térmico es obligatorio: Los tubos con acabado caliente se tratan de calor a 1200 ° F [650° C] o superior; Los tubos con acabado en frío se tratan con calor después del acabado final en frío a la misma temperatura o superior.
El alargamiento se mide en un estándar de 2 pulgadas [50 mm] longitud de calibre o muestras proporcionales más pequeñas.

Horarios y precisión dimensional

ASTM A209/A209M no define explícitamente “horario” como ASME B36.10 (Común para la tubería), ya que se centra en tubos con diámetros externos específicos (OD) y espesores mínimos de la pared (WT) personalizado para calderas y sobrecalentadores. sin embargo, La precisión dimensional es crítica, y se especifican tolerancias para garantizar un ajuste y un rendimiento adecuados.

Mesa 3: Tolerancias dimensionales para tubos ASTM A209/A209M

Parámetro	Tolerancia (Unidades de pulgada)	Tolerancia (Unidades SI)
Diámetro exterior (OD)
OD ≤ 2 en [50.8 mm]	± 0.005 en	± 0.13 mm
OD > 2 en [50.8 mm]	± 0.010 en	± 0.25 mm
Espesor de la pared (WT)	± 10% de WT nominal	± 10% de WT nominal
Longitud (Longitudes de corte)	+1/8 en, -0 en [+3.2 mm, -0 mm]	+3.2 mm, -0 mm
Rectitud	1/8 por 5 pie [3 mm por 1.5 m]	3 mm por 1.5 m

notas:

Los tubos se suministran típicamente en longitudes aleatorias (p.ej., 16–22 pies [4.8–6.7 m]) o longitudes de corte específicas según lo acordado.
ovalidad (la gama completa debe indicarse en el contrato) está incluido en la tolerancia de OD.
El grosor de la pared se especifica como mínimo en lugar de nominal, lo que significa que el WT real no debe ser menor que el valor especificado, pero puede excederlo dentro de la tolerancia.

Requisitos de inspección y prueba para ASTM A209/A209M

El estándar ASTM A209/A209M exige una serie de inspecciones y pruebas para verificar la calidad, propiedades mecánicas, y precisión dimensional de los tubos. Estas pruebas aseguran que los tubos puedan resistir las condiciones exigentes de aplicaciones de calderas y sobrecalentador.. A continuación se muestra una lista detallada de las inspecciones y pruebas requeridas., Similar al formato que solicitó EN 10305-1.

1. Inspecciones y pruebas obligatorias

El estándar requiere estas pruebas para confirmar el cumplimiento.

Análisis de composición química
- Objetivo: Verificar que la composición del material cumpla con los límites especificados para la calificación (T1, T1a, T1b).
- Procedimiento: Realizado en una muestra de cada calor (suministro de agua) Uso de métodos como espectrometría.
- Frecuencia: Una prueba por calor.
- Criterios de aceptación: Debe cumplir con los límites de la mesa 1 sobre.
Ensayo de tracción
- Objetivo: Determinar la resistencia a la tracción, resistencia a la fluencia, y alargamiento.
- Procedimiento: Realizado por ASTM A370 en una muestra de cada lote (≤50 tubos para una prueba; >50 Los tubos requieren dos pruebas).
- Frecuencia: Una prueba por lote (o dos para lotes más grandes).
- Criterios de aceptación: Debe cumplir con los valores en la tabla 2 sobre.
Prueba de aplanamiento
- Objetivo: Evaluar la ductilidad aplanando el tubo sin agrietarse.
- Procedimiento: Una sección del tubo se aplana entre las placas paralelas hasta que se alcanza una deformación especificada (Por ASTM A999/A999M).
- Frecuencia: Una prueba en muestras de cada extremo de un tubo terminado por lote.
- Criterios de aceptación: Sin grietas ni roturas en la superficie del tubo.
Prueba de abocardado (para tubos ≤ 5 en [127 mm] OD)
- Objetivo: Evaluar la capacidad del tubo de ser acampado sin agrietarse.
- Procedimiento: Un mandril cónico expande el extremo del tubo a un diámetro específico (Por ASTM A999/A999M).
- Frecuencia: Una prueba en muestras de cada extremo de un tubo terminado por lote.
- Criterios de aceptación: Sin grietas ni defectos después de llenar.
Examen de dureza
- Objetivo: Asegúrese de que la dureza del tubo esté dentro de los límites aceptables.
- Procedimiento: Pruebas de dureza de Brinell o Rockwell (por ASTM A370) en muestras de dos tubos por lote.
- Frecuencia: Dos pruebas por lote.
- Criterios de aceptación: Debe cumplir con los valores de dureza máxima en la tabla 2 (p.ej., 146 HB para T1).
Prueba hidrostática o prueba eléctrica no destructiva (Ndet)
- Objetivo: Verifique la integridad del tubo bajo presión o detectar defectos de superficie/subsuelo.
- Procedimiento:
  - Prueba hidrostática: Los tubos se presurizan a un nivel específico (p.ej., 1000 PSI [7 MPa] o como se calcula por ASTM A999/A999M) sin fuga.
  - Ndet: Pruebas de corriente de Eddy o ultrasónica para detectar fallas (por ASTM E213 o E309).
- Frecuencia: 100% de tubos (Se requiere un método de prueba a menos que se especifique lo contrario).
- Criterios de aceptación: Sin fugas (hidrostático) o defectos más allá de los límites de aceptación (Ndet).
Inspección dimensional
- Objetivo: Confirmar OD, WT, longitud, y la rectitud se encuentran con tolerancias.
- Procedimiento: Medido usando herramientas calibradas (p.ej., micrómetros, medidores).
- Frecuencia: grados Fahrenheit 100% inspección, o muestreo según lo acordado.
- Criterios de aceptación: Debe cumplir con las tolerancias en la mesa 3 sobre.
Inspección de calidad de la superficie
- Objetivo: Asegúrese de que la superficie del tubo esté libre de defectos como grietas, vueltas, o costuras.
- Procedimiento: Inspección visual o métodos mejorados (p.ej., penetrante de tinte) Si se especifica.
- Frecuencia: 100% de tubos.
- Criterios de aceptación: No hay defectos que afecten la usabilidad.

2. Inspecciones y pruebas opcionales

Estos se realizan solo si se especifican en la orden de compra.

Análisis de producto
- Objetivo: Verificar la composición química del producto terminado (Más allá del análisis de calor).
- Procedimiento: Similar al análisis de calor pero tomado de tubos terminados.
- Frecuencia: Según lo acordado (p.ej., Una prueba por lote).
Prueba de impacto
- Objetivo: Evaluar la tenacidad a temperaturas específicas (No es común para los tubos de caldera a menos que se espera un servicio a baja temperatura).
- Procedimiento: Por ASTM A370, Típicamente usando muestras de muesca en V charpy.
- Frecuencia: Según lo acordado.
NDT adicional
- Objetivo: Detección de defectos mejorados (p.ej., Pruebas ultrasónicas para defectos internos).
- Procedimiento: Por ASTM E213 (ultrasónico) o E309 (Corriente de Eddy).
- Frecuencia: Según lo acordado, a menudo 100% Para aplicaciones críticas.
Medición de rugosidad superficial
- Objetivo: Verificar el acabado superficial para aplicaciones específicas (p.ej., tubos de intercambiador de calor).
- Procedimiento: Medido usando un profilómetro por estándares ASTM.
- Frecuencia: Según lo acordado.

3. Prueba de unidades y muestreo

Definición de lote: Tubos del mismo calor, Tenga en cuenta que uno de nuestros clientes requiere un presupuesto para la carcasa según los siguientes detalles, y lote de tratamiento térmico.
Muestreo para pruebas mecánicas: Uno o dos tubos por lote (≤50 tubos: una prueba; >50 tubos: dos pruebas).
NDT y controles dimensionales: grados Fahrenheit 100% a menos que se acuerde el muestreo.

4. Probar informes y certificación

Certificado de inspección: Suministrado por ASTM A999/A999M, típicamente un 3.1 certificate per EN 10204, incluyendo resultados de todas las pruebas obligatorias.
Contenido: Composición química, propiedades mecánicas, controles dimensionales, Resultados de NDT, y detalles del tratamiento térmico.

5. Reestructuración y no conformidad

Reestructuración: Si una prueba falla, La nueva prueba está permitida en el doble del número de muestras del mismo lote.
Rechazo: Si las reestimaciones fallan, El lote puede ser rechazado, o se pueden probar tubos individuales.
Reprocesamiento: Se pueden reprocesar los tubos que fallan en los requisitos mecánicos o dimensionales (p.ej., reacio) y reestructurado si se acuerda.

Especificaciones y aplicaciones

Los tubos ASTM A209/A209M están diseñados para un servicio de alta presión en calderas y sobrecalentadores, donde las temperaturas pueden exceder los 500 ° C (930° F). Las especificaciones clave incluyen:

Proceso de fabricación: Sin costura, ya sea en caliente o con acabado frío.
Tratamiento térmico: Tratamiento térmico obligatorio posterior a la formación (p.ej., Normalización y templado o recocido).
Condición de la superficie: Libre de escala; puede suministrarse con recubrimientos protectores (p.ej., bañado por el petróleo) Si se especifica.
De la marca: Los tubos están marcados con el estándar (ASTM A209), grado (p.ej., T1), e identificación del fabricante.

Aplicaciones comunes:

Generación de energía: tubos de la caldera, tubos de sobrecalentador, y recolectores en carbón, gas, o plantas de petróleo.
Hornos industriales: Tubos en sistemas de recuperación de calor o hornos petroquímicos.
Intercambiadores de calor: Para transferencia de líquido a alta temperatura en plantas químicas.

Comparación con EN 10305-1 E235 (Nota contextual)

Desde su consulta original referenciada en 10305-1 E235, Vale la pena señalar que los tubos ASTM A209/A209M tienen un propósito diferente. EN 10305-1 Los tubos E235 son tubos de precisión de baja carbono para la ingeniería general (p.ej., sistemas hidráulicos, piezas automotrices), con un enfoque en la precisión dimensional y las propiedades de formación de frío. ASTM A209/A209M, en cambio, Apunta el servicio de alta temperatura con aleación para la resistencia a la fluencia, Entonces sus propiedades mecánicas (p.ej., resistencia a la tracción a temperaturas elevadas) y requisitos de prueba (p.ej., Pruebas de queso e hidrostático) están diseñados para ese entorno.

Conclusión

ASTM A209/A209M Los tubos de aleación de aleación de carbono sin costura están diseñados para la confiabilidad a alta temperatura, entornos de alta presión como calderas y sobrecalentadores. Su composición química, con contenido controlado de molibdeno, asegura una mayor resistencia de fluencia, mientras que sus propiedades mecánicas y pruebas rigurosas (de tensión, aplastamiento, resplandeciente, dureza, hidrostático/ndt) Garantizar el rendimiento bajo estrés. Se especifican las tolerancias dimensionales para garantizar un ajuste adecuado en sistemas complejos, Aunque son menos estrictos que los estándares de precisión como en 10305-1 Debido a la diferente enfoque de aplicación.