Se aplicará el método de ensayo de la norma ASME SA336 F5N.
¿Qué es el SA336 F5N Tubo de intercambiador de calor?
Una lámina de tubo del intercambiador de calor es un componente crítico en los intercambiadores de calor de cáscara y tubo,actuando como una estructura de soporte que mantiene los tubos en su lugar y asegura una separación adecuada del fluido entre el lado de la cáscara y el lado del tubo.
Especificación:
Se rige por ASME/ASTM SA-336, una norma para accesorios y componentes de acero forjado diseñados para el servicio a alta temperatura y alta presión.
El grado F5N es un acero de aleación de 5% de cromo y 0,5% de molibdeno (Cr-Mo) con tratamiento térmico normalizado (el sufijo "N").
Composición y propiedades clave:
Composición química:
El valor de las emisiones de CO2 de las instalaciones de soldadura se calculará en función de las emisiones de CO2 de las instalaciones de soldadura.
Propiedades mecánicas:
Resistencia a la tracción: ≥485 MPa (70 ksi)
La resistencia al rendimiento: ≥ 275 MPa (40 ksi)
Alta resistencia al arrastramiento a temperaturas de hasta 600 °C.
Mejora de la dureza debido al tratamiento térmico normalizado.
¿Por qué SA-336 F5N para hojas de tubo?
Funcionamiento a altas temperaturas:
Conserva la resistencia y resiste la deformación bajo un esfuerzo térmico prolongado (ideal para intercambiadores de calor en refinerías, centrales eléctricas y procesamiento químico).
Resistencia a la corrosión y la oxidación:
El contenido de cromo proporciona resistencia a la oxidación y la sulfidación (común en los ambientes de gas ácido o petróleo crudo).
Apto para el servicio de hidrógeno (resiste la fragilidad del hidrógeno).
Saldurabilidad y fabricación:
El contenido de carbono más bajo en comparación con el F5 estándar reduce los requisitos de tratamiento térmico antes y después de la soldadura.
Compatibles con revestimiento (por ejemplo, recubrimiento de acero inoxidable) para medios agresivos.
Aplicación en intercambiadores de calor
El papel de la hoja de información:
Actúa como un anclaje estructural para los tubos, manteniendo la alineación y sellando los fluidos de la cubierta / lado del tubo.
Debe soportar la expansión térmica diferencial, las cargas de presión y las tensiones cíclicas.
Casos de uso típicos:
Intercambiadores de calor de refinería: para el manejo de hidrocarburos, H2S o vapor de alta presión.
Plantas de energía: Calentadores de agua de alimentación, condensadores o calderas.
Plantas de hidrógeno o amoníaco: servicio de alta presión y alta temperatura.
Conformidad del diseño y la fabricación
Las normas ASME:
ASME BPVC Sección VIII: Regula el diseño, la selección de materiales y la fabricación de recipientes a presión / láminas de tubos.
Sección II (Materiales): especifica los requisitos químicos/mecánicos de la SA-336 F5N.
Sección IX: Procedimientos de soldadura (por ejemplo, SMAW, GTAW) para aceros Cr-Mo.
Paso de fabricación:
Forja: el SA-336 F5N se forja para obtener una estructura de grano superior.
Perforación: perforación de precisión de los orificios de los tubos (normas TEMA para el tono/tolerancia).
Tratamiento térmico: normalizado (calentado a 900 °C+ y enfriado por aire) para refinar la microestructura.
Pruebas e inspecciones:
NDT: Prueba por ultrasonido (UT) o radiografía (RT) para detectar defectos.
Prueba hidrostática: valida la integridad de la presión.
Prueba de dureza: garantiza el cumplimiento después de la soldadura.
Comparación con materiales similares
| El material |
Aplicación |
Ventajas sobre el SA-336 F5N |
Las limitaciones |
| Se trata de un sistema de control de las emisiones de gases.2 |
Material de placa para conchas/cabezas |
Contenido similar de Cr-Mo, más barato para componentes planos |
Menos dureza que el F5N forjado |
| Las condiciones de los requisitos de seguridad de las aeronaves no se aplicarán. |
Flancas y accesorios forjados |
El mismo grado normalizado, compatible con las láminas de tubo |
No se utiliza para hojas de tubos de gran diámetro |
| Acero de carbono (SA-516) |
Exchanger de baja temperatura |
Costo más bajo |
Pobre resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión |
Consideraciones clave para las hojas de tuberías SA-336 F5N
Desafíos de soldadura: requiere electrodos de bajo contenido de hidrógeno (por ejemplo, E8018-B2) y un estricto tratamiento térmico PWHT (tratamiento térmico post-soldadura).
Gestión de la tensión térmica: debe abordarse la expansión diferencial entre los tubos (por ejemplo, acero inoxidable) y la lámina de tubo F5N.
Protección contra la corrosión: puede ser necesario un revestimiento o una superposición para los fluidos altamente corrosivos (por ejemplo, cloruros).
Conclusión
La lámina de tubos ASME SA-336 F5N es una opción robusta para aplicaciones exigentes de intercambiadores de calor, ofreciendo un equilibrio de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y soldabilidad.Su estructura normalizada garantiza la fiabilidad en industrias críticas como la refinación., petroquímicos y generación de energía.
