Котельная труба: стандарты, марки и руководство по выбору

Выбор правильной котельной трубы – это инженерно-техническое решение, имеющее прямые последствия для безопасности и эксплуатации. Неправильный стандарт (или правильный стандарт с неправильным классом) означает отказ от ползучести, коррозионное растрескивание под напряжением или преждевременную замену трубок в оборудовании, которое, как ожидается, будет работать непрерывно в течение 25+ лет. Каждый из четырех основных стандартов ASTM, охватывающих котельные трубы (A192, A210, A213, A335), предусматривает различные режимы давления и температуры, а марка в рамках каждого стандарта определяет максимальную рабочую температуру, сопротивление ползучести и долгосрочную надежность.

ZC Steel Pipe производит и экспортирует бесшовные котельные трубы в соответствии со стандартами ASTM, ASME, DIN, EN, JIS и GB, снабжая проекты по производству электроэнергии, нефтехимические заводы и производителей промышленных котлов в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке. В этом руководстве описан весь процесс выбора котловых труб — от углеродистой стали низкого давления до современных марок сплавов для сверхкритических условий эксплуатации.

1. Стандарты четырехжильных котловых труб

Котельные трубы — это не единый продукт: они изготавливаются из широкого спектра материалов — от простой углеродистой стали до сложных сплавов с содержанием хрома 9–12 %, каждый из которых регулируется различными спецификациями ASTM. Выбор стандарта определяется сначала рабочей температурой, затем давлением и, наконец, конкретным компонентом котла (водяная перегородка, пароперегреватель, промежуточный нагреватель, экономайзер, коллектор).

2. ASTM A192 — Котельные трубы высокого давления из углеродистой стали.

ASTM A192 — это простейшая спецификация котловой трубы — бесшовная труба из односортной углеродистой стали, разработанная специально для эксплуатации в котлах высокого давления. Это один из наиболее широко используемых стандартов на котельные трубы во всем мире, особенно для труб с водяными перегородками в промышленных и коммунальных котлах, работающих при докритическом давлении.

ASTM A192 Химические и механические требования

ASTM A192 Типовой диапазон размеров

3. ASTM A210 — Котельные трубы из среднеуглеродистой стали.

ASTM A210 обеспечивает более высокую прочность, чем A192, за счет немного более высокого содержания углерода. Доступен в двух марках. Он используется там, где минимальная сила растяжения А192, составляющая 325 МПа, недостаточна для расчета толщины стенки при требуемом рабочем давлении.

Сравнение марок ASTM A210

4. ASTM A213 — Котельные трубы из легированной стали и нержавеющей стали.

ASTM A213 охватывает самый широкий диапазон материалов труб котлов — от низколегированных ферритных марок для эксплуатации при умеренных повышенных температурах, хромомолибденовых марок для эксплуатации в пароперегревателях и промежуточных перегревателях и до аустенитных марок нержавеющей стали для эксплуатации при сверхвысоких температурах. Выбор марки А213 обусловлен, прежде всего, температурой эксплуатации и, во вторую очередь, требованиями к прочности при ползучести при этой температуре.

Марки ферритных сплавов — семейство Cr-Mo

Аустенитные марки нержавеющей стали (A213)

5. ASTM A335 — Трубы из хромомолибденового сплава для коллекторов котлов и паропроводов.

ASTM A335 охватывает то же семейство сплавов Cr-Mo, что и A213, но в виде труб большего диаметра, а не трубок малого диаметра. Префикс «P» в марках A335 напрямую соответствует префиксу «T» в A213: P11 и T11 — один и тот же сплав, P22 и T22 — один и тот же сплав, P91 и T91 — один и тот же сплав. Различие заключается в форме продукта и применении.

6. Выбор марки по температуре эксплуатации

Основным фактором выбора марки котловых труб является максимальная температура непрерывной эксплуатации. В приведенной ниже таблице представлено руководство по выбору отправной точки — окончательный выбор марки должен быть подтвержден квалифицированным инженером по сосудам под давлением с использованием допустимых напряжений, раздела II ASME, для конкретного рабочего давления и геометрии трубы.

Международные стандартные эквиваленты

В проектах в Европе, Азии и на Ближнем Востоке котельные трубы часто не соответствуют стандартам ASTM. В таблице ниже приведены перекрестные ссылки на наиболее часто встречающиеся эквиваленты:

7. Размеры, толщина стенок и общие спецификации

Размеры котельной трубы определяются по наружному диаметру (НД) и минимальной толщине стенки, а не по графику труб, который является общепринятым для труб под давлением. Это важное различие: котельные трубы, заказанные по «Списку 40» или «Списку 80» без указания минимальной толщины стенки, могут не соответствовать требованиям по давлению при температуре.

Типичные диапазоны размеров котловых труб по стандартам

Обязательное тестирование по стандарту

8. Часто задаваемые вопросы