Intervallo di temperatura operativa dei tubi della caldaia SA210
I tubi della caldaia senza saldatura SA210 hanno una temperatura operativa massima di circa 1000 gradi F, ovvero 538 gradi. Questa cifra colloca il grado al centro dell’intervallo di temperature coperto dai materiali dei tubi per caldaie: è più resistente al calore rispetto agli acciai al carbonio più bassi, ma deve essere sostituito da leghe o acciai inossidabili quando la temperatura del metallo aumenta ulteriormente. Il valore di controllo è la temperatura del metallo piuttosto che la temperatura del vapore, poiché è la parete del tubo che deve mantenere la resistenza e resistere all'ossidazione.
Dove si trova SA210 tra i gradi di tubi per caldaie
| Gruppo materiale | Gradi tipici | Soffitto termico pratico |
|---|---|---|
| Acciaio al carbonio | SA179, SA192, SA210 | Circa 900-1000 gradi F, ovvero 482-538 gradi |
| Acciaio basso-legato | SA213 T11, SA213 T22 | Circa 1100-1200 gradi F, ovvero 593-649 gradi |
| Acciaio inossidabile austenitico | SA213TP304, SA213TP316 | Circa 1500-1600 gradi F, ovvero 816-871 gradi |
| Qualità ad alta-lega base di nichel- | Gradi di tubi di ferro al nichel-cromo- | Sopra i 2000 gradi F, cioè sopra i 1093 gradi |
I gradi di acciaio al carbonio SA179, SA192 e SA210 condividono una banda di temperatura simile e la scelta tra loro viene normalmente decisa dalle proprietà meccaniche, dalla composizione chimica e dal metodo di formatura del tubo piuttosto che dalla sola temperatura. I gradi a bassa lega- aggiungono piccole quantità di cromo e molibdeno, che aumentano la resistenza allo scorrimento viscoso in modo che i tubi possano funzionare in posizioni di surriscaldatore e postriscaldatore a temperature del metallo più elevate.
Perché esiste il limite: creep, ossidazione e attacco a vapore
Al di sopra di circa 800 gradi F, o 427 gradi, l'acciaio al carbonio inizia a perdere resistenza continuamente nel tempo, perché la deformazione da scorrimento diventa la modalità di guasto-che controlla la progettazione anziché la resa a breve-termine. Anche l'ossidazione e la crescita delle incrostazioni sul lato del vapore- accelerano e le incrostazioni isolano il tubo, il che aumenta ulteriormente la temperatura del metallo e ne riduce la durata. Il soffitto pratico di SA210 riflette quindi la temperatura alla quale lo stress ammissibile per la vita di progetto scende al di sotto del livello necessario per sostenere la pressione interna con uno spessore di parete sensibile.
Guida alla selezione e alla fabbricazione
Il materiale viene scelto confrontando la temperatura del metallo calcolata nel punto più caldo di ciascun circuito di tubi con la sollecitazione ammissibile del grado candidato per la durata di progetto specificata, quindi controllando la corrosione e l'erosione derivanti dai gas di scarico e la chimica dell'acqua. I tubi SA210 sono facilmente piegabili, saldabili e pressati, il che li rende economici per economizzatori, pareti d'acqua e surriscaldatori a temperature più basse-. Quando il materiale viene aggiornato per una zona più calda, il giunto di transizione deve essere saldato con materiali di consumo abbinati al lato in lega più alta e la saldatura viene normalmente sottoposta a un trattamento termico post-saldatura se lo spessore della parete e il contenuto di lega lo richiedono.
Domande frequenti
D: Qual è la temperatura massima di esercizio dei tubi della caldaia SA210?
Circa 1000 gradi F, ovvero 538 gradi, misurati come temperatura del metallo della parete del tubo anziché come temperatura del vapore.
D: SA210 è adatto ai tubi del surriscaldatore?
Può essere utilizzato nelle sezioni più fredde di un surriscaldatore, ma gli stadi finali di surriscaldamento normalmente richiedono un grado basso-legato come SA213 T11 o T22 perché le temperature del metallo superano l'intervallo economico dell'acciaio al carbonio.
D: Come si confrontano SA179, SA192 e SA210?
Tutti e tre sono gradi di tubi per caldaie in acciaio al carbonio con una banda di temperatura simile compresa tra circa 900 e 1000 gradi F, ovvero tra 482 e 538 gradi. Differiscono principalmente nella chimica specifica, nelle proprietà meccaniche minime e nel metodo di produzione.
D: Cosa succede se SA210 funziona al di sopra del suo limite?
Il creep accelera e il tubo si gonfia gradualmente e poi si rompe, mentre la crescita delle incrostazioni sul lato vapore-e sul lato fuoco- aumenta ulteriormente la temperatura del metallo. Il risultato è una durata di progetto ridotta piuttosto che un margine operativo sicuro.
D: Quando ho bisogno di un tubo in acciaio inossidabile o in lega alta-?
I gradi austenitici come SA213, TP304 e TP316 vengono utilizzati fino a circa 1.500-1.600 gradi F, equivalenti a 816-871 gradi, mentre i gradi in lega ad alta-base di nichel- vengono utilizzati al di sopra di circa 2.000 gradi F, o 1.093 gradi, dove anche l'acciaio inossidabile perde la necessaria resistenza allo scorrimento viscoso.
D: È solo la temperatura a decidere il materiale del tubo?
No. Lo stress ammissibile, la corrosione e l'erosione derivanti dai gas di scarico, la chimica dell'acqua, il ciclo termico e i costi sono tutti fattori che prendono parte alla decisione, e la scelta finale è sempre la qualità che soddisfa ognuna di queste condizioni.
