ASTM A213 Номинальное давление

Для инженеров и специалистов по закупкам, приобретающих теплообменные трубки из нержавеющей стали, важно понимать номинальное давление ASTM A213. Номинальные значения давления определяют, какое внутреннее давление может безопасно выдержать трубка при определенных температурных условиях. Выбор правильной спецификации трубки напрямую влияет на безопасность, срок службы и эффективность работы теплообменника.

В этом руководстве объясняются номинальные значения давления ASTM A213, методы расчета, распространенные марки нержавеющей стали и ключевые факторы расхода, которые покупатели должны учитывать при покупке трубок теплообменника.

 

1. Что такое материал ASTM A213?

АСТМ А213широко используемая международная спецификация, охватывающаябесшовные трубы котлов, пароперегревателей и теплообменников из ферритных и аустенитных сплавов-стали.

Для теплообменников из нержавеющей стали наиболее распространенными марками являются:

Класс ASTM	Эквивалентная оценка	Ключевые особенности	Типичные применения
ТП304	1.4301/СУС304	Хорошая коррозионная стойкость, экономичность.	Общие теплообменники
ТП304Л	1.4306	Низкое содержание углерода, лучшая свариваемость	Теплообменники для пищевой промышленности
ТП316	1.4401	Улучшенная коррозионная стойкость	Химическое оборудование
ТП316Л	1.4404	Низкий уровень углерода + отличная коррозионная стойкость	Судовые и химические теплообменники
ТП321	1.4541	Стабилизирован Ti для высоких температур.	Высокотемпературные-теплообменники

Среди нихТрубки теплообменника TP316Lшироко используются вхимические заводы, системы опреснения морской воды и конденсаторыиз-за их превосходной устойчивости кточечная и щелевая коррозия.

 

 

2. Таблица номинального давления ASTM A213 316L (справочная информация)

Ниже приведена справочная таблица дляАСТМ А213 ТП316Лбесшовные трубы при комнатной температуре (приблизительно . 20 градусов/70 градусов по Фаренгейту).
Значения основаны на допустимом напряжении 16 700 фунтов на квадратный дюйм (согласно ASME BPVC).

Внешний диаметр (НД)	Толщина стенки (BWG/мм)	Рабочее давление (PSI)	Разрывное давление (теоретическое PSI)
1/2 дюйма (12,7 мм)	18 (1,24 мм)	3,250	13,000
1/2 дюйма (12,7 мм)	16 (1,65 мм)	4,300	17,200
3/4 дюйма (19,05 мм)	16 (1,65 мм)	2,850	11,400
3/4 дюйма (19,05 мм)	14 (2,11 мм)	3,700	14,800
1 дюйм (25,4 мм)	16 (1,65 мм)	2,150	8,600
1 дюйм (25,4 мм)	12 (2,77 мм)	3,650	14,600

Отказ от ответственности: эти значения предназначены только для справки. Для фактического проектирования необходимо учитывать коэффициент запаса прочности (обычно 4:1) и коэффициенты температурного снижения характеристик.

 

кожухотрубный теплообменник с трубками из нержавеющей стали

3. Как рассчитывается номинальное давление ASTM A213?

Номинальное внутреннее давление для труб из нержавеющей стали обычно рассчитывается по формулеФормула Барлоу. Эта формула связывает внутреннее давление с допустимым напряжением материала, его толщиной и диаметром.

Формула:

P= Внутреннее расчетное давление (фунты на квадратный дюйм или МПа)

S= Допустимое значение напряжения (из ASME B31.3 или BPVC, раздел II)

t= Номинальная толщина стенки (дюймы или мм)

D= Внешний диаметр (НД) (дюймы или мм)

Примечание для покупателей:ASTM A213 определяетМинимальная толщина стенки. При расчете безопасности всегда учитывайте производственный допуск (обычно +20% / -0%).

 

4. Влияние температуры на номинальное давление.

По мере увеличения рабочей температуры котла или теплообменника прочность нержавеющей стали снижается. Это жизненно важно для приложений ASTM A213.

При 200 градусах (392 градусах по Фаренгейту):Допустимое напряжение 316L падает примерно до 85 % от значения комнатной-температуры.

При 400 градусах (752 градусах по Фаренгейту):Прочность падает примерно до 70%.

Совет по закупкам:Всегда предоставляйте поставщикумаксимальная рабочая температурачтобы они могли проверить пониженную производительность по давлению.

 

5. Размеры трубок теплообменника ASTM A213.

Бесшовные теплообменные трубы ASTM A213 обычно имеют наружный диаметр (НД) от 1/8 дюйма (3,2 мм) до 5 дюймов (127 мм) и толщину стенок от 0,015 до 0,500 дюйма (0,4–12,7 мм). Наиболее распространенные размеры внешнего диаметра теплообменников составляют 19,05 мм (3/4 дюйма) и 25,4 мм (1 дюйм).

Внешний диаметр	Диапазон толщины стенок	Длина
12,7 мм (1/2 дюйма)	0,7 – 2,0 мм	До 24 м
19,05 мм (3/4 дюйма)	1,0 – 3,0 мм	До 24 м
25,4 мм (1 дюйм)	1,2 – 3,5 мм	До 24 м
38,1 мм (1,5 дюйма)	1,5 – 4,0 мм	До 24 м

 

 

6. Рекомендации по расходу трубки теплообменника

Помимо того, что трубы должны выдерживать давление, они также должны быть способны выдерживать поток жидкости. Для покупателей теплообменников решающее значение имеют два вопроса, тесно связанных с потоком жидкости: A. Оптимальная скорость потока и B. Перепад давления (ΔP).

А. Оптимальная скорость потока

Если скорость потока слишком высока, это приводит кэрозия-коррозия, особенно в U-изгибах теплообменников.

Тип жидкости	Рекомендуемая скорость
Охлаждающая вода	1.0 – 2.5 m/s
Морская вода	1.0 – 2.0 m/s
Масло	0.5 – 1.5 m/s
Паровой конденсат	20 – 40 m/s

Если скорость потока слишком высока, это вызывает эрозионную-коррозию, особенно в U-изгибах теплообменников.
Риск: Скорость, превышающая 3,5 м/с при работе с жидкостями, может привести к разрушению защитного слоя оксида хрома с трубок из 316L.

 

Б. Падение давления

Падение давления — это потеря давления при движении жидкости по трубке из-за трения.

Более узкие трубы (меньший внутренний диаметр): повышают эффективность теплопередачи, но значительно увеличивают перепад давления, что требует большей мощности откачки.

Шероховатость поверхности: бесшовные трубы ASTM A213 имеют более гладкую внутреннюю поверхность, чем сварные трубы (A249), что приводит к меньшему перепаду давления и лучшей устойчивости к загрязнению.

 

7. Пример пропускной способности трубок теплообменника.

Размер трубки	Внутренний диаметр	Скорость потока	Приблизительный расход
19,05 × 1,65 мм	15,75 мм	2 m/s	0.39 m³/h
25,4 × 2,11 мм	21,18 мм	2 m/s	0.72 m³/h
38,1 × 2,77 мм	32,56 мм	2 m/s	1.66 m³/h

Эти ценности помогают инженерамоценить требования к насосу и производительность теплообменника.

 

Контрольный список закупок труб ASTM A213

При отправке запроса четко укажите следующие параметры, чтобы номинальное давление соответствовало вашим конкретным требованиям:
Марка материала: (например, TP316L, TP304, TP321).
Состояние поставки: Бесшовные (стандартные трубы ASTM A213 являются исключительно бесшовными).
Размеры: внешний диаметр × минимальная толщина стенки (например, 19,05 мм × 2,11 мм минимальная толщина стенки).
Требования к тестированию:
Гидростатическое испытание: обязательно; используется для проверки герметичности трубок.
Вихретоковое тестирование: используется для обнаружения утончения стенок или дефектов трещин.
Термическая обработка: Обеспечьте состояние «отжига на раствор» для достижения оптимальной коррозионной стойкости и пластичности.

Нажмите, чтобы получить отчет об проверке качества трубки теплообменника ASTM A213.