熱交換器用非合金鋼和鐵素體合金鋼無縫鋼管尺寸與交貨技術條件(NF A49:215-1981)
1、制造方法
(1)鋼采用堿性平爐堿性純氧轉爐和堿性電弧爐冶煉。上述方式可單獨或組合采用,也可經用戶同意,采用能達到同等技術要求的其他煉鋼方法。
除咨詢和定貨單中另有規定外,冶煉和脫氧方法應由生產廠自行選定。可按要求將所用的冶煉方法通告用戶。
(2)鋼管采用非焊接法制造,并在熱處理狀態下交貨。
2、牌號和化學成分
銅的牌號和鋼管的化學成分(成品分析)分別見表1~表4。
表1 高溫用非合金鋼管化學成分
| 牌號 | C ≤ | Si | Mn | P ≤ | S ≤ | Cu1)≤ | Sn1)≤ |
TU37C TU42C TU48C | 0.18 0.22 0.24 | 0.05~0.27 0.07~0.40 0.09~0.40 | 0.30~0.80 0.40~1.05 0.60~1.30 | 0.045 0.045 0.045 | 0.045 0.045 0.045 | 0.25 0.25 0.25 | 0.03 0.03 0.03 |
1)如銅含量不超過0.15%,則鎳含量可達0.04%。
表2 高溫用鐵素體合金鋼管化學成分
| 牌號 | C | Si | Mn | P ≤ | S ≤ | Cr | Mo | Ni ≤ | Cu3)≤ | Sn3)≤ |
| TU15D31) | 0.10~0.22 | 0.10~0.40 | 0.40~0.90 | 0.045 | 0.045 | ≤0.40 | 0.21~0.39 | 0.30 | 0.25 | 0.03 |
| TU15CD2-05 | 0.08~0.20 | 0.05~0.40 | 0.40~1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.30~0.75 | 0.41~0.64 | 0.30 | 0.25 | 0.03 |
| TU10CD5-052) | ≤0.17 | 0.45~1.05 | 0.20~0.70 | 0.035 | 0.035 | 0.90~1.60 | 0.41~0.69 | 0.30 | 0.25 | 0.03 |
| TU10CD9-102) | ≤0.17 | 0.05~0.55 | 0.20~0.70 | 0..35 | 0.035 | 1.90~2.60 | 0.85~1.15 | 0.30 | 0.25 | 0.03 |
| TUZ10CD505 | ≤0.17 | 0.10~0.55 | 0.30~0.65 | 0.035 | 0.035 | 3.90~6.10 | 0.40~0.65 | — | — | — |
| TUZ10CD9 | ≤0.17 | 0.20~1.05 | 0.20~0.70 | 0.035 | 0.035 | 7.90~10.15 | 0.85~1.15 | 0.30 | 0.25 | 0.03 |
1)該牌號的最大鉬含量不應超過0.25%。
2)產品的化學成分適于兩種熱處理方法。
3)如(Cu+10Sn)含量不超過0.55%,則錫含量可以超過0.03%,最大可達0.04%。
表3 低溫用非合金鋼管化學成分
| 牌號 | C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | P ≤ | S ≤ |
| TU42BT1) | 0.22 | 0.40 | 1.15 | 0.04 | 0.04 |
1)銅含量應小于0.30%。
表4 低溫用鐵素體合金鋼管化學成分
| 牌號1) | C ≤ | Si ≤ | Mn ≤ | Ni | P ≤ | S ≤ |
TU17N2 TU10N9 TU10N14 TUZ6N9 | 0.23 0.17 0.17 0.12 | 0.40 0.35 0.40 0.35 | 1.60 1.00 0.75 1.00 | 0.6~0.8 2.0~2.6 3.2~3.8 8.5~9.6 | 0.045 0.035 0.035 0.035 | 0.045 0.035 0.035 0.035 |
1)除本表所列元素以外的其他成分的允許含量為:Cu≤0.30%;Mo≤0.10%;Cr≤0.20%;V≤0.05%。
只有在咨詢和訂貨時協商,才提供鋼管的化學成分。
3、力學性能
鋼管的力學性能見表5~表8。
表5 高溫用非合金鋼管的力學性能
| 牌號 | 20℃下 | 力學性能MPa1) | ||||||||||||
| Rm | Rp0.2≥ | A%2)≥ | 規定性能1) | 基準溫度℃ | ||||||||||
| 250 | 275 | 300 | 325 | 350 | 375 | 400 | 425 | 450 | 475 | |||||
| TU37C | 360~450 | 220 | Rm(A-2)≥10500 | Rp0.2104hσr105h | 157 | 142 | 127 | 122 | 118 | 115 191 157 | 113 157 122 | 110 127 98 | 108 103 78 | 83 64 |
| TU42C | 410~510 | 235 | Rp0.2104hσr105h | 186 | 167 | 157 | 152 | 147 | 142 235 181 | 137 191 147 | 134 152 113 | 132 118 88 | 93 67 | |
| TU48C | 470~570 | 275 | Rp0.2104hσr105h | 216 | 201 | 186 | 176 | 167 | 162 304 235 | 157 245 186 | 154 191 142 | 152 147 103 | 108 74 | |
1)Rp0.2為最小值;σr為平均值。
2)該條件可保證縱向伸長率不小于16%。
表6 高溫用鐵素體合金鋼管
| 牌號 | 20℃下4) | 力學性能MPa1) | 規定性能2) | |||||||||||||||
| Rm | Rp0.2≥ | A% ≥ | 參考溫度℃ | |||||||||||||||
| 250 | 300 | 350 | 400 | 425 | 450 | 475 | 500 | 525 | 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | |||||
| TU15D3 | 430~530 | 265 | 22 | 235 | 206 | 186 | 176 | 172 | 167 304 216 147 | 157 235 157 115 | 147 176 93 74 | 118 53 41 | (69) 31 24 | - | - | - | - | Rp0.2104hσR105hσ1 |
| TU15CD205 | 440~570 | 275 | 22 | 235 | 216 | 196 | 180 | - | 181 343 | 294 196 152 | (175) 216 137 108 | 147 88 72 | (88) 49 (39) | - | - | - | - | Rp0.2104hσR105hσ1 |
| TU10CD506 | a)4403)~590 | 225 | 22 | 196 | 186 | 176 | 172 | - | 167 | 164 (181) | 162 206 127 93 | 147 88 69 | 98 64 49 | 69 44 34 | - | - | - | Rp0.2104hσR105hσ1 |
| b)4903)~640 | 325 | 20 | 255 | 235 | 216 | 206 | - | 196 | 186 (181) | 176 225 137 93 | 147 98 69 | 98 69 49 | 69 44 34 | - | - | - | Rp0.2104hσR105hσ1 | |
| TU10CD910 | a)4103)~560 | 225 | 22 | 191 | 186 | 176 | 167 | - | 157 | (181) | 147 196 137 93 | 146 103 74 | 113 78 54 | 88 59 39 | 69 39 29 | 49 | - | Rp0.2104hσR105hσ1 |
| b)4903)~640 | 325 | 20 | 255 | 235 | 225 | 216 | - | 206 | (181) | 196 181 137 88 | 139 100 64 | 106 73 49 | 83 54 36 | 64 39 (29) | 49 | - | Rp0.2104hσR105hσ1 | |
| TUZ10CD505 | 590~710 | 390 | 17 | 323 | 309 | 294 | 279 | - | 265 | 186 147 83 | (255) 147 108 61 | 113 75 44 | 83 54 32 | 61 38 24 | 44 27 18 | - | - | Rp0.2104hσR105hσ1 |
| TUZ10CD9 | 440~590 | 205 | 22 | - | - | - | 150 | 146 | 143 | 140 | 136 | 130 | 120 88 69 41 | 69 49 29 | 49 34 21 | 34 25 18 | - | Rp0.2104hσR105hσ1 |
1)括號中的值是直接給定的。
2)Rp0.2為最小值,σ1和σR為平均值。
3)根據熱處理,見表9。
4)這些性能可滿足產品的Rm(A-2)值保證大于10500。
表7 低溫用非合金鋼管力學性能
| 牌號 | Rp0.2 MPa ≥ | Rm MPa | A ,%2)≥ | 沖擊功1),J ≥ | ||
| 試驗溫度 | 平均試驗結果 | 個別試驗結果 | ||||
| TU42BT | 235 | 410~510 | 23 | -46℃ | 44 | 21 |
1)這些性能是有保證的,但在交貨狀態的鋼管上不可能測量,因為鋼管的尺寸不允許切取10mm×10mm的標準試樣或縮減為10mm×7.5mm或10mm×5mm的試樣。
2)這些性能可滿足產品的Rm(A-2)保證不小于10500的要求。
表8 低溫用鐵素體合金鋼管力學性能
| 牌號 | Rp0.2 MPa ≥ | Rm MPa ≥ | A ,%2)≥ | 沖擊功1),J ≥ | ||
| 試驗溫度 | 平均試驗結果 | 個別試驗結果 | ||||
TU17N2 TU10N9 TU10N14 TUZ6N9 | 325 245 245 520 | 490 450 450 650 | 22 20 20 16 | -60℃ -80℃ -100℃ 196℃ | 40 40 40 48 | 32 32 32 40 |
1)這些性能是有保證的,但在交貨狀態的鋼管上不可能測量,因為鋼管的尺寸不允許切取10mm×10mm的標準試樣或縮減為10mm×7.5mm或10mm×5mm的試樣。
2)除TUZ6N0外,這些性能可滿足產品的Rm(A-2)保證不小于10500的要求。
鋼管的標準熱處理制度見表9。
表9 標準熱處理
| 牌號 | 標準熱處理 |
| TU37C | 正火 |
| TU12C | 正火 |
| TU18C | 正火 |
| TU15D3 | 875~925℃空冷1) |
| TU15CD205 | 875~925℃空冷加625~700℃回火 |
| TU10CD505 | a)900/950℃,每小時至多冷卻100℃,冷卻到700℃ |
| b)900~950℃空冷加850~775℃回火 | |
| TU10CD910 | a)925~975℃,每小時至多冷卻100℃,冷卻到700℃ |
| b)900~950℃加650/775℃回火 | |
| TUZ10CD505 | 900~950℃加700~760℃回火 |
| TUZ10CD9 | 900~950℃,每小時至多冷卻100℃,冷卻到700℃ |
| TU42BT | 875~925℃正火 |
| TU17N2 | 850~900℃正火,或正火加550~700℃回火 |
| TU10N9 | 850~900℃正火,或正火加550~700℃回火 |
| TU10N14 | 825~875℃正火,或正火加625~675℃回火 |
| TUZ6N9 | 785~825℃正火(或水淬)加565~655℃回火 |
1)對某些尺寸的鋼管,可進行600~675℃回火。
4、尺寸、單位長度重量及偏差
(1)鋼管的尺寸和單位長度重量見表10~表15。鋼管一般以精確長度交貨。
表10 表1~表4中各牌號鋼管的尺寸和單位長度的重量
外徑 mm | 厚度(mm)和單位長度重量,kg/m | |||||||
| 1.2 | 1.5 | 2 | 2.6 | 3.2 | 4 | 4.5 | 5 | |
| 16 | 0.438 | 0.568 | 0.691 | - | - | - | - | - |
| 20 | - | 0.726 | 0.888 | 1.12 | - | - | - | - |
| 25 | - | 0.923 | 1.13 | 1.44 | 1.72 | - | - | - |
| 30 | - | 1.12 | 1.38 | 1.76 | 2.11 | 2.56 | - | - |
| 38 | - | - | 1.78 | 2.27 | 2.75 | 3.35 | - | - |
| 51 | - | - | 2.42 | 3.10 | 3.77 | 4.64 | 5.16 | 5.67 |
表11 表2中TUZ10CD5-05和TUZ10CD9牌號鋼管的尺寸和單位長度重量
外徑 mm | 厚度(mm)和單位長度重量,kg/m | |||||||
| 1.2 | 1.5 | 2 | 2.6 | 3.2 | 4 | 4.5 | 5 | |
| 16 | 0.431 | 0.559 | 0.681 | - | - | - | - | - |
| 20 | - | 0.715 | 0.875 | 1.10 | - | - | - | - |
| 25 | - | 0.902 | 1.11 | 1.42 | 1.69 | - | - | - |
| 30 | - | 1.10 | 1.36 | 1.73 | 2.08 | 25.2 | - | - |
| 38 | - | - | 1.75 | 2.24 | 2.71 | 3.30 | - | - |
| 51 | - | - | 2.38 | 3.05 | 3.71 | 4.57 | 5.08 | 5.58 |
表12 表4中TUZ6N9牌號鋼管的尺寸和單位長度重量
外徑 mm | 厚度(mm)和單位長度重量,kg/m | |||||||
| 1.2 | 1.5 | 2 | 2.6 | 3.2 | 4 | 4.5 | 5 | |
| 16 | 0.445 | 0.557 | 0.701 | - | - | - | - | - |
| 20 | - | 0.737 | 0.901 | 1.14 | - | - | - | - |
| 25 | - | 0.937 | 1.15 | 1.46 | 1.75 | - | - | - |
| 30 | - | 1.14 | 1.40 | 1.79 | 2.14 | 2.60 | - | - |
| 38 | - | - | 1.81 | 2.30 | 2.79 | 3.40 | - | - |
| 51 | - | - | 2.46 | 3.15 | 3.83 | 4.71 | 5.24 | 5.76 |
表13 表1~表4中各牌號鋼管的尺寸和單位長度重量(表2中TUZCD5-05及TUZ10CD9和表4中TUZ6N9鋼管除外)
外徑 mm | 厚度(mm)和單位長度重量,kg/m | ||||||||
| 1.25 | 1.65 | 2.11 | 2.77 | 3.41 | 3.76 | 4.2 | 4.5 | 5 | |
| 15.9 | 0.452 | 0.580 | 0.718 | 0.897 | 1.05 | - | - | - | - |
| 19.05 | - | 0.708 | 0.881 | 1.11 | 1.32 | - | - | - | - |
| 25.4 | - | 0.966 | 1.21 | 1.55 | 1.85 | - | - | - | - |
| 31.8 | - | 1.23 | 1.54 | 1.98 | 2.39 | 2.60 | - | - | - |
| 38.1 | - | 1.48 | 1.87 | 2.41 | 2.92 | 3.18 | - | - | - |
| 50.8 | - | - | 2.53 | 3.28 | 3.99 | 4.30 | 4.83 | 5.14 | 5.65 |
| 63.5 | - | - | 3.19 | 4.15 | 5.05 | 5.54 | 6.14 | 6.55 | 7.21 |
| 76.1 | - | - | - | 5.01 | 6.11 | 6.71 | 7.45 | 7.95 | 8.77 |
表14 表2中TUZ10CD5-05和TUZ10CD9號鋼管的尺寸及單位長度重量
外徑 mm | 厚度(mm)和單位長度重量,kg/m | ||||||||
| 1.25 | 1.65 | 2.11 | 2.77 | 3.41 | 3.76 | 4.2 | 4.5 | 5 | |
| 15.9 | 0.445 | 0.571 | 0.707 | 0.883 | 1.03 | - | - | - | - |
| 19.05 | - | 0.697 | 0.868 | 1.09 | 1.30 | - | - | - | - |
| 25.4 | - | 0.951 | 1.19 | 1.53 | 1.82 | - | - | - | - |
| 31.8 | - | 1.21 | 1.52 | 1.95 | 2.35 | 2.56 | - | - | - |
| 38.1 | - | 1.46 | 1.84 | 2.37 | 2.88 | 3.13 | - | - | - |
| 50.8 | - | - | 2.49 | 3.23 | 3.93 | 4.29 | 4.76 | 5.06 | 5.57 |
| 63.5 | - | - | 3.14 | 4.09 | 4.97 | 5.47 | 6.05 | 6.45 | 7.10 |
| 76.1 | - | - | - | 4.93 | 6.02 | 6.61 | 7.34 | 7.83 | 8.64 |
表15 表4中TUZ6N9號鋼管的尺寸和單位長度重量
外徑 mm | 厚度(mm)和單位長度重量,kg/m | ||||||||
| 1.25 | 1.65 | 2.11 | 2.77 | 3.41 | 3.76 | 4.2 | 4.5 | 5 | |
| 15.9 | 0.459 | 0.589 | 0.729 | 0.911 | 1.07 | - | - | - | - |
| 19.05 | - | 0.719 | 0.894 | 1.13 | 1.34 | - | - | - | - |
| 25.4 | - | 0.981 | 1.23 | 1.57 | 1.88 | - | - | - | - |
| 31.8 | - | 1.25 | 1.56 | 2.01 | 2.43 | 2.64 | - | - | - |
| 38.1 | - | 1.50 | 1.90 | 2.45 | 2.96 | 3.23 | - | - | - |
| 50.8 | - | - | 2.57 | 3.33 | 4.05 | 4.43 | 4.90 | 5.22 | 5.73 |
| 63.5 | - | - | 3.24 | 4.21 | 5.13 | 5.61 | 6.23 | 6.65 | 7.32 |
| 76.1 | - | - | - | 5.09 | 6.20 | 6.81 | 7.56 | 8.07 | 8.90 |
表13、表14和表15為維修現有的熱交換器所需要的。
(2)偏差
(a)外徑(D)偏差
D≤20mm ±0.10mm
D>20~38mm ±0.15mm
D>38~50mm ±0.25mm
D>50mm ±0.30mm
(b)厚度偏差
管體:±9%,最小為±0.20mm。
根據咨詢和定貨單要求,可按鋼管最小厚度交貨,此時厚度偏差為+18%。
(c)不圓度與偏心度偏差
鋼管截面應為圓形。不圓度不應導致外徑超過偏差。用研磨或機械加工去除缺陷后,局部外徑可小于允許的最小直徑,但厚度必須保持在規定的允許偏差范圍內。
(d)單位長度重量的偏差;
對于每批至少50根的鋼管,其允許偏差為
D≤31.8 +12%
0
D>31.8 +13%
0
(e)精確長度偏差
長度≤6m +3.0mm
0
長度>6~9m +4.5mm
0
長度>9~12m +6.0mm
0
長度>12~15m +7.5mm
0
長度>15~18m +9.0mm
0
長度>18m +12.5mm
0
(f)平直度偏差
局部彎曲:用lm直尺測出的局部彎曲應小于3mm。
總彎曲:允許的總彎曲度應至多等于以下規定的最大值:
長度<4m:2mm/m
長度4~<6m:8mm
長度≥6m:8mm,6m以上長度,每增加1m加1mm。
5、物理性能
鋼管各牌號的彈性模量、平均線熱膨脹系數和熱導率見表16、表17和表18。
表16 彈性模量
| 牌號 | 溫度 | ||||||
| 20℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | |
TU37C TU42C TU48C TU15D3 TU15CD205 TU10CD505 TU10CD910 | 205000 | 200000 | 195000 | 185000 | 175000 | 165000 | 155000 |
TUZ10CD9 TUZ10CD565 | 215000 | 210000 | 205000 | 195000 | 185000 | 175000 | - |
表17 平均線熱膨脹系數1)
| 牌號 | 在20℃和下列任一溫度間 | ||||||
| 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | 700℃ | |
TU37C TU42C TU48C TU15D3 TU15CD205 TU10CD505 TU10CD910 | 11.1 | 12.1 | 12.9 | 13.5 | 13.9 | 14.1 | - |
TUZ10CD9 TUZ10CD565 | 10.9 | 11.3 | 11.7 | 12.1 | 12.4 | 12.7 | 12.9 |
1)10-5m/(m•℃)=10-6K-1。
表18 熱導率1)
| 牌號 | 溫度 | ||||||
| 20℃ | 100℃ | 200℃ | 300℃ | 400℃ | 500℃ | 600℃ | |
TU37C TU42C TU48C | 193 | 186 | 176 | 165 | 155 | 144 | - |
TU15D TU15CD205 TU10CD505 TU10CD910 | 172 161 159 138 | 167 159 155 134 | 163 155 149 130 | 155 149 142 126 | 147 142 136 121 | 138 134 126 113 | 128 126 117 105 |
TUZ10CD9 TUZ10CD505 | 72 | 83 | 90 | 97 | 101 | 101 | 101 |
1)KJ/(m•h•℃)=0.2778W/(m•K)。
6、外觀要求
(1)鋼管應具有與制造方法相符合的加工精良的內外表面。鋼管表面允許附著薄層氧化皮。應仔細檢查鋼管的表面缺陷,如印痕、機械劃痕、凹坑、夾渣等。
在任何情況下,缺陷下面的完全的金屬壁厚應保持在標準規定的偏差范圍內。
對氣孔、折疊、裂紋等缺陷,如缺陷深度不小于0.3mm,應予清除;
反之,在下列條件下,可予許可:
——缺陷下面的完好金屬的厚度保持在偏差范圍內;
——在同一根鋼管上或同的的多根鋼管上的缺陷不重復出現,且其平均深度小于0.2mm。
只要這些缺陷滿足缺陷下面的金屬厚度在標準規定的偏差范圍內,則象印痕、機械劃痕、凹坑、夾渣之類的缺陷允許存在。
只能采用研磨或機械加工方法進行修整。嚴禁用焊接方法填補和
修整。
(2)端部精整:應垂直于鋼管軸線切割管端,并清除端部毛刺。
清除毛刺允許有輕度內外倒角。
7、密封檢驗
每根鋼管必須進行密封試驗。如進行液壓試驗,試驗壓力應為60Pa并保持6s。
檢驗后既不應出現表面泄漏,也不能有殘余變形。
如生產廠同意,可進行渦流檢驗代替液壓試驗。
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