O tubo de aço ASTM A214 é um tubo de aço carbono soldado por resistência elétrica, utilizado em trocadores de calor, condensadores e equipamentos similares de transferência de calor. Geralmente, aplica-se a tubos de aço com diâmetro externo não superior a 3 polegadas [76,2 mm].
As dimensões normalmente aplicáveis aos tubos de aço são:não maior que 3 polegadas [76,2 mm].
Outros tamanhos de tubos de aço ERW podem ser fornecidos, desde que atendam a todos os demais requisitos desta especificação.
O material fornecido de acordo com esta especificação deve estar em conformidade com os requisitos aplicáveis da edição atual da Especificação A450/A450M, salvo disposição em contrário neste documento.
Os tubos serão fabricados porsoldagem por resistência elétrica (ERW).
Graças ao seu baixo custo de fabricação, alta precisão dimensional, excelente resistência e durabilidade, além da flexibilidade de design, o tubo de aço ERW tornou-se o material preferido para uma ampla gama de sistemas de tubulação industrial, engenharia estrutural e diversos projetos de infraestrutura.
Após a soldagem, todos os tubos devem ser tratados termicamente a uma temperatura de 1650°F [900°] ou superior e, em seguida, resfriados ao ar ou na câmara de resfriamento de um forno de atmosfera controlada.
Os tubos trefilados a frio devem ser tratados termicamente após a última passagem de trefilação a frio a uma temperatura de 1200°F [650°C] ou superior.
| C(Carbono) | Mn(Manganês) | P(Fósforo) | S(Enxofre) |
| máximo 0,18% | 0,27-0,63 | máximo 0,035% | máximo 0,035% |
Não é permitido fornecer aços-liga de diferentes tipos que exijam especificamente a adição de qualquer elemento que não esteja listado.
Os requisitos mecânicos não se aplicam a tubos com diâmetro interno inferior a 0,126 pol [3,2 mm] ou espessura inferior a 0,015 pol [0,4 mm].
Propriedade de tração
A norma ASTM A214 não apresenta requisitos específicos para propriedades de tração.
Isso ocorre porque a norma ASTM A214 é usada principalmente para trocadores de calor e condensadores. O projeto e a operação desses dispositivos normalmente não submetem os tubos a altas pressões. Em contrapartida, dá-se mais atenção à capacidade do tubo de suportar pressão, às suas propriedades de transferência de calor e à sua resistência à corrosão.
Teste de achatamento
Para tubos soldados, o comprimento da seção de teste exigido não é inferior a 4 polegadas (100 mm).
O experimento foi conduzido em duas etapas:
O primeiro passo é o teste de ductilidade.Na superfície interna ou externa do tubo de aço, não devem existir rachaduras ou rupturas até que a distância entre as placas seja menor que o valor de H calculado de acordo com a seguinte fórmula.
H=(1+e)t/(e+t/D)
H= distância entre placas de achatamento, em polegadas [mm],
t= espessura de parede especificada do tubo, em polegadas [mm],
D= diâmetro externo especificado do tubo, em polegadas [mm],
e= 0,09 (deformação por unidade de comprimento) (0,09 para aço de baixo carbono (teor máximo de carbono especificado de 0,18% ou menos)).
O segundo passo é o teste de integridade., que deverá continuar a ser achatada até que a amostra se rompa ou as paredes do tubo se encontrem. Durante todo o ensaio de achatamento, se for encontrado material laminado ou defeituoso, ou se a solda estiver incompleta, a amostra deverá ser rejeitada.
Teste de flange
Um trecho de tubo deve ser capaz de ser flangeado em uma posição perpendicular ao corpo do tubo sem rachaduras ou imperfeições que possam ser rejeitadas de acordo com as especificações do produto.
A largura da flange para aços carbono e aços ligados não deve ser inferior às porcentagens.
| Diâmetro externo | Largura do flange |
| Até 2½ pol. [63,5 mm], incluindo | 15% da DO |
| Mais de 2½ a 3¾ [63,5 a 95,2], incluindo | 12,5% da DO |
| Mais de 3¾ a 8 [95,2 a 203,2], incluindo | 15% da DO |
Teste de achatamento reverso
Um tubo soldado acabado de 5 polegadas [100 mm] de comprimento, com diâmetros externos de até ½ polegada [12,7 mm] inclusive, deve ser dividido longitudinalmente a 90° em cada lado da solda, e a amostra deve ser aberta e achatada com a solda no ponto de curvatura máxima.
Não deverá haver evidência de fissuras, falta de penetração ou sobreposições resultantes da remoção de rebarbas na solda.
Teste de dureza
A dureza do tubo não deve exceder72 HRBW.
Para tubos com espessura de parede igual ou superior a 0,200 pol [5,1 mm], deve-se utilizar o teste de dureza Brinell ou Rockwell.
Em cada tubo de aço são realizados testes hidrostáticos ou elétricos não destrutivos.
Teste hidrostático
Ovalor máximo de pressãodeve ser mantido por pelo menos 5 segundos sem vazamento.
A pressão mínima de teste hidrostático está relacionada ao diâmetro externo e à espessura da parede do tubo. Ela pode ser calculada pela fórmula.
Unidades em polegadas-libras: P = 32000 t/DorUnidades SI: P = 220,6 t/D
P= pressão de teste hidrostático, psi ou MPa,
t= espessura de parede especificada, em polegadas ou milímetros,
D= diâmetro externo especificado, em polegadas ou milímetros.
Pressão experimental máxima, para cumprir os requisitos abaixo.
| Diâmetro externo do tubo | Pressão de teste hidrostático, psi [MPa] | |
| OD < 1 polegada | OD < 25,4 mm | 1000 [7] |
| 1≤ OD < 1½ pol. | 25,4≤ OD ＜38,1 mm | 1500 [10] |
| 1½≤ OD < 2 polegadas | 38.≤ OD ＜50,8 mm | 2000 [14] |
| 2≤ DO < 3 polegadas | 50,8≤ OD ＜76,2 mm | 2500 [17] |
| 3≤ DO < 5 pol. | 76,2≤ OD ＜127 mm | 3500 [24] |
| DO ≥5 em | OD ≥127 mm | 4500 [31] |
Teste Elétrico Não Destrutivo
Cada tubo deverá ser examinado por métodos de ensaio não destrutivos, de acordo com a Especificação E213, a Especificação E309 (materiais ferromagnéticos), a Especificação E426 (materiais não magnéticos) ou a Especificação E570.
Os dados a seguir são derivados da norma ASTM A450 e atendem somente aos requisitos relevantes para tubos de aço soldados.
Desvio de Peso
0 - +10%, sem desvio negativo.
O peso de um tubo de aço pode ser calculado pela fórmula.
W = C(Dt)t
W= peso, lb/pé [kg/m],
C= 10,69 para unidades em polegadas [0,0246615 para unidades SI],
D= diâmetro externo especificado, em polegadas [mm],
t= espessura mínima de parede especificada, em polegadas [mm].
Desvio da espessura da parede
0 - +18%.
A variação na espessura da parede de qualquer seção de tubo de aço de 0,220 pol [5,6 mm] ou superior não deve exceder ±5% da espessura média real da parede dessa seção.
A espessura média da parede é a média entre as espessuras da parede mais grossa e da parede mais fina na seção.
Desvio do diâmetro externo
| Diâmetro externo | Variações permitidas | ||
| in | mm | in | mm |
| DO ≤1 | DO ≤ 25,4 | ±0,004 | ±0,1 |
| 1 < DO ≤1½ | 25,4 < DO ≤ 38,4 | ±0,006 | ±0,15 |
| 1½ < OD < 2 | 38,1 < OD < 50,8 | ±0,008 | ±0,2 |
| 2≤ OD ＜2½ | 50,8≤ DO < 63,5 | ±0,010 | ±0,25 |
| 2½≤ OD <3 | 63,5≤ DO < 76,2 | ±0,012 | ±0,30 |
| 3 ≤ DO ≤ 4 | 76,2≤ DO ≤101,6 | ±0,015 | ±0,38 |
| 4＜ OD ≤7½ | 101,6 < DO ≤ 190,5 | -0,025 - +0,015 | -0,64 - +0,038 |
| 7½＜ OD ≤9 | 190,5 < DO ≤ 228,6 | -0,045 - +0,015 | -1,14 - +0,038 |
Os lubrificantes acabados devem estar isentos de incrustações. Uma ligeira quantidade de oxidação não deve ser considerada como incrustação.
Cada tubo deve ser claramente etiquetado com oNome ou marca do fabricante, número da especificação e ERW.
O nome ou símbolo do fabricante pode ser gravado permanentemente em cada tubo por meio de laminação ou estampagem leve antes da normalização.
Se um único carimbo for colocado no tubo manualmente, essa marca não deve estar a menos de 200 mm (8 pol.) de uma das extremidades do tubo.
Resistência a altas temperaturas e pressõesA capacidade de suportar altas temperaturas e pressões é uma propriedade muito importante em sistemas de troca de calor.
Boa condutividade térmicaOs materiais e o processo de fabricação deste tubo de aço garantem excelente condutividade térmica para aplicações que exigem troca de calor eficiente.
soldabilidadeOutra vantagem é que podem ser bem conectados por soldagem, facilitando a instalação e a manutenção.
Utilizado principalmente em trocadores de calor, condensadores e equipamentos similares de transferência de calor.
1. Trocadores de calorEm diversos processos industriais, os trocadores de calor são utilizados para transferir energia térmica de um fluido (líquido ou gasoso) para outro sem que entrem em contato direto. Os tubos de aço ASTM A214 são amplamente utilizados nesse tipo de equipamento por suportarem as altas temperaturas e pressões que podem ocorrer no processo.
2. CondensadoresOs condensadores são usados principalmente para remoção de calor em processos de resfriamento, como em sistemas de refrigeração e ar condicionado, ou para converter vapor de volta em água em usinas de energia. Eles são utilizados nesses sistemas devido à sua boa condutividade térmica e resistência mecânica.
3. Equipamento de troca de calorEste tipo de tubo de aço também é utilizado em outros equipamentos de troca de calor semelhantes a trocadores de calor e condensadores, como evaporadores e resfriadores.
ASTM A179O A179 é um tubo de aço macio trefilado a frio, sem costura, para trocadores de calor e condensadores. É tipicamente usado em aplicações com funções semelhantes, como trocadores de calor e condensadores. Embora o A179 não tenha costura, ele oferece propriedades de troca de calor similares.
ASTM A178Abrange tubos de aço carbono e aço carbono-manganês soldados por resistência para caldeiras. Esses tubos são usados em caldeiras e superaquecedores, e também podem ser usados em aplicações de troca de calor com necessidades semelhantes, especialmente onde são necessários elementos soldados.
ASTM A192: Abrange tubos de aço carbono sem costura para caldeiras, destinados a serviços de alta pressão. Embora esses tubos sejam projetados principalmente para uso em ambientes de alta pressão e alta temperatura, seus materiais e processos de fabricação os tornam adequados para uso em outros equipamentos de transferência de calor que exigem alta resistência à pressão e à temperatura.
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