ASTM A213
ASTM A213
ASTM A213 es una norma importante desarrollada por la Sociedad Estadounidense de Materiales y Pruebas ( ASTM ). La norma ASTM A213 se centra en tubos de acero aleados ferríticos y austeníticos sin costura para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor sometidos a alta presión y temperatura.
Los tubos de la norma ASTM A213 se fabrican mediante un proceso sin costuras con excelente resistencia a la corrosión y solidez. Los materiales más comunes son los tubos de acero aleado y los tubos de acero inoxidable.
ASTM A213 contiene una variedad de grados de acero para facilitar las aplicaciones en diferentes entornos. Algunos de los grados más comunes son: ASTM A212 Grado T2/ T5/ T9/ T11/ T22/ T91. La principal diferencia entre estos grados es el contenido de cromo y molibdeno, y los grados inferiores tienen menor resistencia a la oxidación y a las altas temperaturas. El T91 consta de un 9 % de cromo y un 1 % de molibdeno, con trazas de vanadio y tungsteno, y es ideal para aplicaciones de calderas supercríticas.
GRADO DE ACERO ASTM A213
La norma ASTM A213 tiene diferentes requisitos de composición química y rendimiento para cada grado.
| Estándar | ASTM A213/A213M | |||||
| Procedimiento | LMS | |||||
| Dimensiones | 3,2-127 mm | |||||
| 1/8″ – 5″ | ||||||
| Espesor | 0,4-12,7 mm | |||||
| Longitud de la unidad | 3 – 18 metros | |||||
| Grado de acero | T2 | T11 | T23 | T112 | TP304L | TP316H |
| T5 | T12 | T24 | T911 | TP304H | TP316Ti | |
| T5b | T17 | T36 | TP201 | …… | TP316N | |
| T5c | T21 | T91 | TP202 | TP316 | …… | |
| T9 | T22 | T92 | TP304 | TP316L | – | |
| Recubrimiento de superficie | Recubrimiento de laca negra, barnizado, aceitado, galvanizado por inmersión en caliente | |||||
| FBE, 2PP, 3PP, 2PE, 3PE | ||||||
| Tipo final | Liso, biselado, roscado, ranurado, con reborde | |||||
| Método conjunto | Accesorio, Brida, Acoplamiento, Abrazadera, Hombro de Tubo, Soldadura | |||||
| Mecanizado de tuberías | Soldadura, doblado, perforación de orificios, punzonado, estampación, ahusado, abocardado, expansión | |||||
DIMENSIONES Y TAMAÑOS DE TUBERÍA ASTM A213
La norma ASTM A213 tiene un rango de tamaños muy amplio. Los diámetros interiores varían de 1/8 de pulgada (3,2 mm) a 5 pulgadas (127 mm), mientras que los espesores mínimos de pared varían de 0,015 pulgadas (0,4 mm) a 0,500 pulgadas (12,7 mm).
La norma ASTM A213 controla estrictamente estos rangos de tamaño de tubos, garantizando que los tubos producidos puedan adaptarse de manera precisa y perfecta tanto a componentes sofisticados como a aplicaciones de proyectos a gran escala.
| Diámetro externo: | 1⁄8 a 5 pulg. [3,2 a 127 mm] |
|---|---|
| Espesor de la pared: | 0,015 a 0,500 pulgadas [0,4 a 12,7 mm] |
| Se podrán suministrar tubos de otras dimensiones, siempre que cumplan con todos los demás requisitos de esta especificación. | |
REQUISITO DE COMPOSICIÓN QUÍMICA DE TUBERÍAS ASTM A213
La norma ASTM A213 tiene requisitos muy estrictos en cuanto a la composición química. El contenido y la proporción de cada elemento químico afectarán directamente el rendimiento final de la tubería de acero.
- Carbono (C): Generalmente entre 0,05% y 0,12%. Afecta la resistencia y dureza del acero.
- Cromo (Cr): El contenido de cromo en los tubos ASTM A213 es generalmente del 1 % al 12 %. Esto afecta la resistencia a altas temperaturas y a la oxidación del acero.
- Molibdeno (Mo): Generalmente entre 0,25% y 1%. Afecta la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la fluencia del acero.
- Manganeso (Mn): Generalmente entre 0,30% y 0,60%. Afecta la resistencia y dureza del acero y mejora su resistencia al desgaste.
- Silicio (Si): Generalmente entre 0,20% y 0,50%. Afecta la resistencia y dureza del acero.
| Calificación | Designación UNS | Composición,% | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Carbón | Manganeso | Fósforo | Azufre | Silicio | Níquel | Cromo | Molibdeno | Vanadio | Boro | Niobio | Nitrógeno | Aluminio | Tungsteno | Otros elementos | ||
| T2 | K11547 | 0,10-0,20 | 0,30-0,61 | 0,025 | 0,025 | 0,10-0,30 | … | 0,50-0,81 | 0,44-0,65 | … | … | … | … | … | … | … |
| T5 | K41545 | 0,15 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 0,5 | … | 4.00-6.00 | 0,45-0,65 | … | … | … | … | … | … | … |
| T5b | K51545 | 0,15 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 1,00-2,00 | … | 4.00-6.00 | 0,45-0,65 | … | … | … | … | … | … | … |
| T5c | K41245 | 0,12 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 0,5 | … | 4.00-6.00 | 0,45-0,65 | … | … | … | … | … | … | Ti 4xC-0,70 |
| T9 | K90941 | 0,15 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 0,25-1,00 | … | 8.00-10.00 | 0,90-1,10 | … | … | … | … | … | … | … |
| T11 | K11597 | 0,05-0,15 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 0,50-1,00 | … | 1,00-1,50 | 0,44-0,65 | … | … | … | … | … | … | … |
| T12 | K11562 | 0,05-0,15 | 0,30-0,61 | 0,025 | 0,025 | 0,5 | … | 0,80-1,25 | 0,44-0,65 | … | … | … | … | … | … | … |
| T17 | K12047 | 0,15-0,25 | 0,30-0,61 | 0,025 | 0,025 | 0,15-0,35 | … | 0,80-1,25 | … | 0,15 | … | … | … | … | … | … |
| T21 | K31545 | 0,05-0,15 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 0,50-1,00 | … | 2,65-3,35 | 0,80-1,06 | … | … | … | … | … | … | … |
| T22 | K21590 | 0,05-0,15 | 0,30-0,60 | 0,025 | 0,025 | 0,5 | … | 1,90-2,60 | 0,87-1,13 | … | … | … | … | … | … | … |
| T23 | K40712 | 0,04-0,10 | 0,10-0,60 | 0,03 | 0,01 | 0,5 | … | 1,90-2,60 | 0,05-0,30 | 0,20-0,30 | 0,0005-0,006 | 0,02-0,08 | 0,03 | 0,03 | 1,45-1,75 | … |
| T24 | K30736 | 0,05-0,10 | 0,30-0,70 | 0,02 | 0,01 | 0,15-0,45 | … | 2.20-2.60 | 0,90-1,10 | 0,20-0,30 | 0,0015-0,007 | … | 0,012 | 0,02 | … | Ti 0,06-0,10 |
| T36 | K21001 | 0,10-0,17 | 0,80-1,20 | 0,03 | 0,025 | 0,25-0,50 | 1.00-1.30 | 0.3 | 0,25-0,50 | 0,02 | … | 0,015-0,045 | 0,02 | 0,05 | … | Cu 0,50-0,80 |
| T91 | K90901 | 0,07-0,14 | 0,30-0,60 | 0,02 | 0,01 | 0,20-0,50 | 0,4 | 8.0-9.5 | 0,85-1,05 | 0,18-0,25 | … | 0,06-0,1 | 0,030-0,070 | 0,02 | … | Ti 0,01 Zr 0,01 |
| T92 | K92460 | 0,07-0,13 | 0,30-0,60 | 0,02 | 0,01 | 0,5 | 0,4 | 8,5-9,5 | 0,30-0,60 | 0,15-0,25 | 0,001-0,006 | 0,04-0,09 | 0,030-0,070 | 0,02 | 1,5-2,00 | Ti 0,01 Zr 0,01 |
| T122 | K91271 | 0,07-0,14 | 0,7 | 0,02 | 0,01 | 0,5 | 0,5 | 10.0-11.5 | 0,25-0,60 | 0,15-0,30 | 0,0005-0,005 | 0,04-0,10 | 0,040-0,100 | 0,02 | 1,5-2,5 | Cu 0,30-1,70 Ti 0,01 Zr 0,01 |
| T911 | K91061 | 0,09-0,13 | 0,30-0,60 | 0,02 | 0,01 | 0,10-0,50 | 0,4 | 8,5-9,5 | 0,90-1,10 | 0,18-0,25 | 0,0003-0,006 | 0,06-0,10 | 0,040-0,090 | 0,02 | 0,9-1,1 | Ti 0,01 Zr 0,01 |
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA TUBERÍA ASTM A213
La norma ASTM A213 tiene requisitos y regulaciones claras para la resistencia a la tracción, el límite elástico, elongación, etc.
- Resistencia a la tracción: si tomamos como ejemplo el T11, su resistencia a la tracción no debe ser inferior a 415 MPa. Una alta resistencia a la tracción puede hacer que el tubo de acero sometido a altas tensiones y cargas no se fracture ni deforme fácilmente.
- Límite de fluencia: tomando como ejemplo el T11, su límite de fluencia no debe ser inferior a 205 MPa. El límite de fluencia se trata generalmente mediante procesos de tratamiento térmico, como temple y revenido.
- Elongación: tomando como ejemplo el T11, la elongación después de la rotura no debe ser inferior al 30%. La tenacidad y plasticidad del tubo se mejoraron optimizando la estructura de grano fino y uniforme.
| Requisitos de tracción: aceros de baja aleación | ||||
|---|---|---|---|---|
| Calificación | Designación UNS | Resistencia a la tracción | Fuerza de fluencia | Alargamiento en 2 pulg. o 50 mm, mín., %AB |
| mín., ksi [MPa] | mín. ksi [MPa] | |||
| T5b | K51545 | 60[415] | 30[205] | 30 |
| T9 | K90941 | 60[415] | 30[205] | 30 |
| T12 | K11562 | 60[415] | 32[220] | 30 |
| T23 | K40712 | 74[510] | 58[400] | 20 |
| T24 | K30736 | 85[585] | 60[415] | 20 |
| T36 Clase 1 | K21001 | 90[620] | 64[440] | 15 |
| T36 Clase 2 | K21001 | 95.5[660] | 66.5[460] | 15 |
| T91 | K90901 | 85[585] | 60[415] | 20 |
| T92 | K92460 | 90[620] | 64[440] | 20 |
| T122 | K91271 | 90[620] | 58[400] | 20 |
| T911 | K91061 | 90[620] | 64[440] | 20 |
| Todos los demás grados de baja aleación | – | 60[415] | 30[205] | 30 |
APLICACIONES DE LA NORMA ASTM A213
- Tuberías para calderas: se utilizan comúnmente en calderas supercríticas y calderas de centrales eléctricas. Las tuberías ASTM A213 garantizan un funcionamiento seguro y eficiente de las calderas.
- Intercambiadores de calor: Los tubos ASTM A213 se utilizan comúnmente para fabricar haces de tubos para intercambiadores de calor.
- Hornos de craqueo de petróleo: ASTM A213 Los sistemas de tuberías de reactores de alta temperatura están diseñados para soportar altas temperaturas y entornos corrosivos.
- Equipos metalúrgicos: como enfriadores e intercambiadores de calor, los tubos ASTM A213 también mantienen buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas.
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