Échangeur de chaleur et tube de condensateur recuits brillants A214

ASTM A214 n'est pas une spécification de résistance. Il s'agit d'une spécification de soudure. Le tube est fabriqué par soudage par résistance électrique, qui laisse un joint droit sur toute sa longueur, et toute la norme existe pour prouver que ce joint se comporte comme le métal de base - par aplatissement, par bridage, par dureté et par traitement thermique qui efface la structure de la soudure après sa fabrication. Le recuit brillant est l'étape de finition qui permet à l'acheteur d'éviter le décapage sans renoncer à la qualité de la surface. Sur un condenseur de quarante mille tubes, cette différence apparaît dans le planning.

ASTM A214 est publié en parallèle sous le nom d'ASME SA214 et les deux documents sont techniquement identiques. Dans un bon de commande, le nom importe moins que l'édition, car les exigences générales résident dans l'ASTM A450 et c'est de cette référence que proviennent la plupart des détails dimensionnels et des tests.

Spécification

Les exigences en matière de propriétés mécaniques ne s'appliquent pas aux tubes d'un diamètre intérieur inférieur à 1/8 po (3,2 mm) ou d'une paroi inférieure à 0,015 po (0,4 mm). Confirmez toutes les valeurs par rapport à l'édition de A214 et A450 nommée dans le bon de commande.

Chimie et propriétés mécaniques

La fourchette du manganèse est étroite selon toutes les normes – une fenêtre de 0,36 point – et c’est bien là l’essentiel. Ce n'est pas un acier conçu pour la résistance. C'est un acier conçu pour être formé, soudé, étiré puis laminé en plaque tubulaire sans se fissurer. La faible teneur en carbone maintient la soudure ductile ; le manganèse restreint maintient la dureté prévisible tout au long du cycle de traitement thermique. Il n'y a aucune exigence de silicium ni d'ajout de micro-alliage, c'est pourquoi le tube A214 n'est pas candidat pour un service à haute température.

Notez ce qui manque : il n’y a pas de rendement maximum ni de traction maximale. L'A214 ne limite pas la résistance, donc une chaleur qui revient à une traction de 400 MPa est conforme. C'est très bien pour un échangeur de chaleur, où la paroi du tube est fixée par la tolérance de corrosion, l'usure du déflecteur et l'adhérence nécessaire au roulement plutôt que par la contrainte circulaire. Ce n'est pas bien si vous vous attendez à une fenêtre de résistance étroite - et si vous en avez besoin, c'est une conversation à avoir avant la commande, pas après l'arrivée du certificat.

Les tubes en acier au carbone de cette qualité sont généralement appliqués jusqu'à environ 900 degrés F (480 degrés). Au-delà, l'oxydation et le fluage prennent le dessus et la sélection se déplace vers une qualité chrome-molybdène ou un acier inoxydable, qui est un article différent.

Dimensions, épaisseurs de paroi et tolérances

Les chiffres muraux BWG sont des valeurs nominales arrondies. Commandez le mur comme une épaisseur minimale, et non comme un numéro de calibre, lorsque le calcul en dépend.

A214, A179 et A192 côte à côte

A214 et A179 ont des exigences mécaniques identiques, une chimie presque identique et les mêmes applications. La différence réside dans le tracé : l’A214 est soudée, l’A179 est sans couture. Tout le reste en découle. Un tube soudé est moins cher à fabriquer et se décline en plus grandes longueurs avec une meilleure concentricité ; un tube sans soudure n'a pas de couture à inspecter car il n'a pas de couture. Lorsqu'un cahier des charges de projet indique une installation sans couture pour une boîte à eau basse pression, il s'agit généralement d'acheter du confort plutôt que de la capacité - mais c'est la décision de l'acheteur, et elle doit être prise délibérément.

Le seul endroit où le choix n'est pas une préférence : si le tube sera dilaté puis soudé hermétiquement, ou s'il verra du H humide₂S, la couture et sa répartition de dureté deviennent une véritable question technique. Le tube A214 qui a été correctement normalisé et recuit brillant gère les deux. Le tube A214 qui a été soudé et refroidi sans traitement à 900 degrés ne le fait pas, peu importe ce que dit le certificat concernant la traction.

Comment le tube est fabriqué

Sélection de bandes.Laminé à froid, refendu à la largeur, vérification chimique par rapport à 0,18 % de carbone maximum et à la fenêtre de manganèse de 0,27 à 0,63 %.

Formation.La bande est progressivement roulée en cylindre à travers une section de formage, les bords étant rapprochés sous pression contrôlée.

Soudage haute fréquence.Le joint longitudinal est soudé par résistance ou par induction à des fréquences de plusieurs centaines de kilohertz. Pas de métal d'apport ; la soudure est forgée à partir des deux bords eux-mêmes.

Écharpe.Les bavures de soudure internes et externes sont retirées à ras, sans couper le mur.

Recuit de soudure.La couture passe à travers un recuit en ligne à 900 degrés ou plus, puis refroidit. C’est l’étape que le L214 rend obligatoire.

Dessin à froid.Le creux est étiré sur un mandrin jusqu'au diamètre extérieur final et au mur, ce qui définit la concentricité et la finition de la surface et donne au mur un contrôle serré pour lequel le processus est connu.

Recuit brillant.Recuit final à 650 degrés ou plus dans une atmosphère contrôlée, refroidissement dans la même atmosphère pour que la surface reste brillante.

Redressage, découpe, finition des extrémités.Redressage à rouleaux, coupé à longueur, carré ou biseauté, ébavuré.

Test et emballage.Courants de Foucault sur toute la longueur, prélèvements d'aplatissement et de brides, contrôle dimensionnel, marquage, puis regroupement avec protection.

Ce que fait réellement le recuit brillant

Le recuit sous atmosphère protectrice n’est pas une décoration. Il supprime une étape de processus de votre boutique et supprime un risque du tube.

Un recuit conventionnel laisse une couche d'oxyde sombre sur le tube, à l'intérieur et à l'extérieur. Ce tartre doit être éliminé par décapage à l'acide, et le décapage entraîne ses propres problèmes : l'acide peut être piégé dans l'alésage d'un long tube, la qualité de l'eau de rinçage devient variable et l'hydrogène capté pendant le décapage doit ensuite être chassé. Pour un tube d'échangeur de chaleur, un alésage sale est pire qu'un extérieur rugueux, car c'est dans cet alésage que se produit le transfert de chaleur et là où l'encrassement commence.

Le recuit brillant fait passer le tube dans un four continu avec une atmosphère d'hydrogène ou d'azote-hydrogène maintenue à un point de rosée suffisamment bas - généralement inférieur à -40 degrés - pour qu'aucun oxyde ne puisse se former. Le tube ressort avec une surface métallique sans tartre, à l'intérieur comme à l'extérieur. Pas de décapage, pas de rinçage, pas de cuisson à l'hydrogène.

Ce que le recuit brillant ne peut pas faire, c'est réparer une mauvaise soudure, corriger un tube mal rond ou compenser un four qui n'était pas propre. Trois conditions doivent être remplies pour que la finition vaille la peine d'être payée :

Le tube doit rentrer propre.Le lubrifiant d'étirage, les résidus de cuivre ou les traces de doigts se carboniseront dans le four et laisseront des dépôts gris plus difficiles à éliminer que ne l'aurait été le tartre. Le dégraissage avant le four n’est pas facultatif.

L’atmosphère doit être surveillée et non supposée.Le point de rosée et l'oxygène sont enregistrés en continu sur une ligne correctement exploitée. Un four brillant qui dérive semble toujours brillant à la porte et produit un léger film d'oxyde à l'extrémité.

Les manipulations après le four doivent rester propres.Un tube brillant traîné sur un sol sale ou emballé sans protection arrive ressemblant à un tube décapé. L'intercalaire en papier et les embouts font partie du produit et non de l'emballage.

Où ce tube est utilisé

Condenseurs de surfacedans les centrales électriques, où le nombre de tubes est élevé, l’eau est propre.

Chauffe-eau- souvent 1 po de diamètre extérieur à 14 ou 16 BWG, parfois avec une mise à niveau en acier inoxydable ou en alliage sur l'étage haute pression.

Refroidisseurs d'huile et échangeurs de chaleurdans les systèmes hydrauliques et de lubrification, où un tube de 1/2 à 3/4 po à 18 ou 20 BWG est standard.

Refroidisseurs et condenseurs de réfrigération, fréquemment avec des surfaces améliorées ou à ailettes sur le même tube de base.

Échangeurs à tubes en U, où le tube est plié après recuit et où la position du joint à travers le coude doit être convenue à l'avance.

Refroidisseurs marins et offshore, généralement avec un revêtement ou une amélioration en cupro-nickel lorsque l'eau de mer est impliquée.

Si le tube est plié en U, l’orientation du joint est importante. La flexion met l’extérieur du pli en tension et l’intérieur en compression. L'exécution de la couture le long de l'axe neutre la maintient à l'écart des deux, et la plupart des spécifications de pliage l'exigent. Cela doit être réglé au stade de la commande du tube, car une fois le tube coupé et mis en paquet, la position du joint est fixe.

Usine d'échangeurs de chaleur et de tubes de condenseur A214 ERW

Envoyez le programme des tubes : diamètre extérieur, paroi minimale, longueur, quantité, droit ou plié en U, ainsi que le package de test dont vous avez besoin. Nous reviendrons avec une offre tarifaire indiquant l'état de livraison dans son intégralité, l'atmosphère de recuit, les enregistrements de tests inclus et le type de certificat, de sorte que l'offre et la commande de l'usine disent la même chose.

Demander un devis pour le tube recuit brillant A214

Notre cas

Tube d'échangeur de chaleur ASTM A214 ERW : 1 500 pièces de 25,4 × 1,65 mm, recuit brillant

FAQ

Le A214 est-il identique au A179 ?

Pas pareil, mais étroitement lié. Ils partagent les mêmes valeurs minimales de traction, de rendement, d'allongement, de dureté et d'applications, et leur chimie ne diffère qu'en carbone : A214 autorise jusqu'à 0,18 % sans minimum, A179 en exige 0,06 à 0,18 %. La vraie différence réside dans le mode de fabrication. A214 est soudé par résistance électrique ; A179 est sans couture et étiré à froid. L'A214 est normalement moins cher et est disponible en longueurs plus longues.

L'A214 nécessite-t-il un traitement thermique ?

Oui, deux fois. Chaque tube doit être traité thermiquement à 900 degrés (1 650 degrés F) ou plus après le soudage, et à nouveau à 650 degrés (1 200 degrés F) ou plus après l'étirage à froid final. Un fournisseur qui propose des tubes A214 avec uniquement le traitement après soudage a ignoré la deuxième exigence et il est peu probable que la dureté qui en résulte reste inférieure à 72 HRB.

La norme mentionne-t-elle le recuit brillant ?

Pas par son nom. L'A214 nécessite un refroidissement à l'air ou dans la chambre de refroidissement d'un four à atmosphère contrôlée, et le recuit brillant est le moyen commercial de réaliser correctement la deuxième option. Étant donné que le terme lui-même n'est pas défini dans la norme, la commande doit énoncer explicitement l'exigence - atmosphère, point de rosée et état de surface résultant - plutôt que de s'appuyer uniquement sur les mots « recuit brillant ».

Le tube A214 peut-il être fourni avec un diamètre extérieur supérieur à 3 pouces ?

Oui, s’il répond à toutes les autres exigences du cahier des charges. Le chiffre 3 représente la gamme de tailles normalement fournie, et non une limite stricte. Dans la pratique, la plupart des acheteurs de plus de 4 ans optent pour des spécifications de tube de force soudé, car la norme du tube de l'échangeur de chaleur ne correspond plus à la manière dont le tube sera utilisé.

Pourquoi ne puis-je pas préciser le diamètre intérieur ?

Parce que A214 est une spécification de mur minimum. Vous contrôlez le diamètre extérieur et la paroi minimale, et le diamètre intérieur correspond à ce que ces deux produits produisent. C'est intentionnel : cela permet au broyeur de faire passer la paroi du côté positif, ce qui est bon pour le tube et inoffensif pour le service. Si un alésage précis est essentiel à votre conception, A214 n'est pas la bonne spécification d'achat.

La soudure des restes explosifs des guerres est-elle un point faible en service ?

Pas lorsque le tube est fabriqué et traité correctement. Le joint est forgé à partir du métal de base sans charge, puis normalisé à 900 degrés ou plus, et il est vérifié par des tests d'aplatissement et de bride sur chaque lot. Historiquement, les tubes ERW ont acquis une mauvaise réputation grâce au soudage à basse fréquence avec un apport de chaleur incontrôlé, et cette réputation est toujours citée. Le soudage moderne à haute fréquence avec recuit en ligne et test par courants de Foucault sur toute la longueur est un produit différent.

Le tube A214 peut-il être utilisé pour les faisceaux courbés en U ?

Oui, et c'est courant. Spécifiez le rayon de courbure, la longueur des deux tangentes et l'orientation de couture requise à travers le pli - normalement sur l'axe neutre. Le pliage est effectué après le recuit final, de sorte que tout travail à froid introduit par le pliage n'est pas soulagé à moins qu'un soulagement des contraintes après le pliage ne soit spécifié.