Tubs de caldera d'acer d'aliatge de molibdè ASTM A209-carboni

Què és el material ASTM A209

ASTM A209 és l'especificació per a calderes i tubs de sobreescalfador d'acer d'aliatge de carboni-molibdè. La família de graus que es parla aquí, A209 T1, juntament amb els graus de carboni-molibdè T1a i T1b, molt relacionats, és un acer de baix-aliatge en què una addició controlada de molibdè ofereix propietats que l'acer al carboni simple no pot assolir. El material ofereix una alta resistència a l'oxidació i una bona resistència a la corrosió per vapor d'alta-temperatura, combinada amb una resistència a l'impacte sonor i una plasticitat estable-a llarg termini i una resistència a la ruptura-de fluència.

A temperatures de servei inferiors a 620 graus, la tensió admissible del material A209 és superior a la de l'acer inoxidable austenític. Aquesta propietat única explica la seva popularitat en circuits de vapor d'alta-temperatura: per a la mateixa pressió, una paret de carboni-molibdè pot ser més fina i lleugera que una paret inoxidable, amb una millor conductivitat tèrmica i una menor dilatació tèrmica desajust a la junta-a-del tub.

Composició química dels graus A209

Els tres graus es diferencien principalment en la seva gamma de carboni; Els límits de silici, manganès, fòsfor, sofre i molibdè són comuns a tota la família. Els valors es donen en percentatge en pes.

Grau	C	Si	Mn	P màx	S màx	Mo
A209 T1	0.10-0.20	0.10-0.50	0.30-0.80	0.025	0.025	0.44-0.65
A209 T1a	0.15-0.25	0.10-0.50	0.30-0.80	0.025	0.025	0.44-0.65
A209 T1b	0,14 màx	0.10-0.50	0.30-0.80	0.025	0.025	0.44-0.65

El contingut de molibdè del 0,44 al 0,65 per cent és la característica que defineix la família. Augmenta la resistència a la fluència de l'acer a temperatura elevada, que és el que permet que la paret del tub suporti la pressió del vapor sense deformacions excessives durant una llarga vida útil. El fòsfor i el sofre es mantenen al 0,025% com a màxim per protegir la soldabilitat i la duresa, i els intervals de silici i manganès estan equilibrats per a la desoxidació i la solidesa del-espessor.

Propietats mecàniques a temperatura ambient

Grau	Resistència a la tracció (MPa)	Punt de fluència (MPa)	Elongació (%)
A209 T1	380 min	205 min	30 min
A209 T1a	365 min	195 min	30 min
A209 T1b	415 min	220 min	30 min

El grau de carboni més baix T1b combina els mínims de tracció i rendiment més alts amb el nivell de carboni més baix, per la qual cosa sovint se selecciona on la soldadura és extensa i la tenacitat és tan important com la resistència. El T1 es troba al centre de la família i és el grau més ordenat, mentre que el T1a intercanvia una mica de força de temperatura-ambiental per un rang de carboni més alt.

Per què es tria l'acer al carboni-molibdè

Força de temperatura-elevada:l'addició de molibdè estabilitza la microestructura contra el suavització i la fluïdesa a les temperatures del vapor, de manera que el tub conserva la força on es relaxaria l'acer al carboni.

Resistència a la corrosió lateral del vapor{0}:la resistència a l'oxidació i la resistència a l'atac de vapor d'alta-temperatura allarga la vida útil del tub en servei de sobreescalfador i reescalfador.

Comportament tèrmic:com que la tensió permesa per sota dels 620 graus supera la de l'acer inoxidable austenític, es poden utilitzar parets més primes i les parets més primes signifiquen una tensió tèrmica més baixa durant l'inici-i l'apagada.

Tenacitat i ductilitat:la resistència a l'impacte és bona i les propietats de resistència a la calor-es mantenen estables durant una llarga exposició al servei, donant suport a una avaluació previsible de la vida restant.

Aplicacions típiques

Els tubs sense soldadura A209 s'utilitzen principalment per a tubs de sobreescalfador en calderes industrials i de serveis públics, tubs d'acer de recalentador i sobreescalfador d'alta-temperatura, caixes de capçalera d'alta-temperatura i canonades de vapor. El mateix material també s'aplica als intercanviadors de calor d'energia nuclear i als tubs de forn en unitats de craqueig de petroli, on es requereix la combinació de resistència a la corrosió del costat del vapor o del procés-i una resistència a la temperatura-elevada.

Notes de selecció i fabricació

Confirmeu el grau amb la temperatura i la pressió de disseny abans de fer la comanda, perquè T1, T1a i T1b no són intercanviables en un càlcul de tensió.

Indiqueu les dimensions del tub, la referència ASTM A209 i l'estat de tractament tèrmic requerit a l'especificació de compra.

Comproveu els certificats de fàbrica per a l'interval de carboni especificat i per a la banda de molibdè del 0,44 al 0,65 per cent.

Planifiqueu els procediments de soldadura amb el preescalfament i el control d'interpass adequat per a un acer de molibdè de baix-aliatge i verifiqueu les propietats mecàniques després de qualsevol soldadura de reparació.

Protegiu els extrems dels tubs i el forat durant el transport i l'emmagatzematge per evitar les fosses de corrosió que després es converteixen en augmentadors de tensió.

Preguntes freqüents

P: Què és el material ASTM A209?
Es tracta d'una especificació d'acer d'aliatge de carboni-molibdè sense costures per a tubs de calderes i sobreescalfadors, subministrada en els graus T1, T1a i T1b amb un 0,44 a 0,65 per cent de molibdè.

P: Quina és la temperatura màxima de servei dels tubs A209?
El material s'aplica en servei per sota de 620 graus, on la seva tensió admissible és superior a la de l'acer inoxidable austenític.

P: Quina diferència hi ha entre T1, T1a i T1b?
Es diferencien pel contingut de carboni: T1 abasta 0,10-0,20 per cent, T1a abasta 0,15-0,25 per cent i T1b es manté al 0,14 per cent màxim, la qual cosa també dóna a T1b la màxima resistència a la tracció i el rendiment mínim.

P: Quines són les propietats mecàniques mínimes de l'A209 T1?
Resistència a la tracció 380 MPa mínim, límit de fluència 205 MPa mínim i allargament 30 per cent mínim.

P: On s'utilitzen els tubs A209?
En tubs de sobreescalfador i reescalfador, caixes de capçalera d'alta-temperatura i tubs de vapor de calderes, i en intercanviadors de calor d'energia nuclear i tubs de forn de craqueig de petroli.

P: Per què s'afegeix molibdè a l'acer A209?
El molibdè augmenta la resistència a la fluència a temperatures elevades, de manera que el tub manté la seva força i forma durant una llarga exposició al vapor d'alta-pressió.