ASTM A213 圧力定格

ステンレス鋼熱交換器チューブを調達するエンジニアや調達専門家にとって、ASTM A213 圧力定格を理解することは不可欠です。圧力定格は、特定の温度条件下でチューブがどの程度の内圧に安全に耐えられるかを決定します。正しいチューブ仕様を選択することは、熱交換器の安全性、寿命、動作効率に直接影響します。

このガイドでは、熱交換器チューブを購入する際に購入者が評価すべき ASTM A213 の圧力定格、計算方法、一般的なステンレス鋼グレード、および重要な流れの考慮事項について説明します。

 

1.ASTM A213 材料とは何ですか?

ASTM A213広く使用されている国際仕様です。シームレスなフェライト系とオーステナイト系の合金-鋼製ボイラー、過熱器、熱交換器のチューブ.

ステンレス鋼熱交換器用途の場合、最も一般的なグレードは次のとおりです。

ASTMグレード	相当グレード	主な特長	代表的な用途
TP304	1.4301/SUS304	耐食性が良く経済的	一般的な熱交換器
TP304L	1.4306	低炭素、より優れた溶接性	食品加工用熱交換器
TP316	1.4401	耐食性の向上	化学装置
TP316L	1.4404	低炭素+優れた耐食性	海洋および化学熱交換器
TP321	1.4541	高温用にTiで安定化	高温熱交換器-

このうち、TP316L 熱交換器チューブで広く使用されています化学プラント、海水淡水化システム、復水器優れた耐性があるため、孔食および隙間腐食.

 

 

2.ASTM A213 316L 圧力定格表 (参考)

以下は、ASTM A213 TP316L室温（約. 20度/70度F）でのシームレスチューブ。
値は、16,700 PSI の許容応力に基づいています (ASME BPVC による)。

外径 (OD)	肉厚 (BWG/mm)	作動圧力 (PSI)	バースト圧力 (理論上の PSI)
1/2インチ (12.7 mm)	18(1.24mm)	3,250	13,000
1/2インチ (12.7 mm)	16(1.65mm)	4,300	17,200
3/4インチ (19.05 mm)	16(1.65mm)	2,850	11,400
3/4インチ (19.05 mm)	14(2.11mm)	3,700	14,800
1 インチ (25.4 mm)	16(1.65mm)	2,150	8,600
1 インチ (25.4 mm)	12(2.77mm)	3,650	14,600

免責事項: これらの値は参考値です。実際の設計では、安全係数 (通常は 4:1) と温度ディレーティング係数を適用する必要があります。

 

ステンレス鋼管を使用したシェルアンドチューブ熱交換器

3.ASTM A213 圧力定格はどのように計算されますか?

ステンレス鋼チューブの内圧定格は通常、次の式を使用して計算されます。バーロウの公式。この式は、内部圧力を材料の許容応力、厚さ、直径に関連付けます。

公式:

P= 内部設計圧力 (PSI または MPa)

S= 許容応力値 (ASME B31.3 または BPVC セクション II より)

t= 公称壁厚さ (インチまたは mm)

D= 外径 (OD) (インチまたは mm)

購入者向けの注意事項:ASTM A213 は次のように指定しています最小肉厚。安全性を計算するときは、必ず製造公差 (通常は +20% / -0%) を考慮してください。

 

4.圧力定格に対する温度の影響

ボイラーや熱交換器の動作温度が上昇すると、ステンレス鋼の強度が低下します。これは ASTM A213 アプリケーションにとって不可欠です。

200 度 (392 度 F) の場合:316L の許容応力は室温値の約 85% に低下します。-。

400 度 (752 度 F) の場合:強度は約70％まで低下します。

調達のヒント:サプライヤーには必ず次の情報を提供してください。最高動作温度これにより、定格圧力容量を検証できるようになります。

 

5.熱交換器チューブの寸法 ASTM A213

ASTM A213 シームレス熱交換器チューブは通常、外径 (OD) が 1/8 インチ (3.2 mm) ～ 5 インチ (127 mm) で、壁厚が 0.015 ～ 0.500 インチ (0.4 ～ 12.7 mm) です。熱交換器の最も一般的な外径サイズは 19.05 mm (3/4 インチ) と 25.4 mm (1 インチ) です。

外径	肉厚範囲	長さ
12.7 mm (1/2 インチ)	0.7～2.0mm	最大24m
19.05 mm (3/4 インチ)	1.0～3.0mm	最大24m
25.4mm (1インチ)	1.2～3.5mm	最大24m
38.1 mm (1.5 インチ)	1.5～4.0mm	最大24m

 

 

6.伝熱管の流量に関する考慮事項

チューブは圧力に耐えるだけでなく、流体の流れに対応できなければなりません。熱交換器の購入者にとって、流体の流れに密接に関係する 2 つの問題、A. 最適な流速、B. 圧力降下 (ΔP) が非常に重要です。

A. 最適な流速

流速が速すぎると、侵食-腐食特に熱交換器の U ベンドでは-。

流体の種類	推奨速度
冷却水	1.0 – 2.5 m/s
海水	1.0 – 2.0 m/s
油	0.5 – 1.5 m/s
蒸気凝縮水	20 – 40 m/s

流速が速すぎると、特に熱交換器の U ベンドでエロージョン-コロージョンが発生します。-
リスク: 液体サービスで 3.5 m/s を超えると、316L チューブから酸化クロムの保護層が剥がれる可能性があります。

 

B. 圧力損失

圧力降下は、流体が摩擦によりチューブ内を移動する際の圧力損失です。

より細いチューブ (より小さな内径): 熱伝達効率は向上しますが、圧力損失が大幅に増加するため、より多くのポンプ出力が必要になります。

表面粗さ: ASTM A213 シームレス チューブは、溶接チューブ (A249) よりも滑らかな内面を備えているため、圧力損失が低くなり、汚れに対する耐性が向上します。

 

7. 伝熱管の流量例

チューブサイズ	内径	流速	おおよその流量
19.05×1.65mm	15.75mm	2 m/s	0.39 m³/h
25.4×2.11mm	21.18mm	2 m/s	0.72 m³/h
38.1×2.77mm	32.56mm	2 m/s	1.66 m³/h

これらの価値観はエンジニアに役立ちますポンプの要件と熱交換器の容量を見積もる.

 

ASTM A213 チューブ調達チェックリスト

お問い合わせを送信する際は、圧力定格がお客様の特定の要件を満たしていることを確認するために、次のパラメータを明確に指定してください。
材料グレード: (例: TP316L、TP304、TP321)。
供給条件: シームレス (ASTM A213 標準チューブは完全にシームレスです)。
寸法: 外径 × 最小肉厚 (例: 19.05 mm × 2.11 mm 最小肉厚)。
テスト要件:
静水圧試験: 必須。チューブの圧力の完全性を検証するために使用されます。
渦電流検査: 壁の薄化や亀裂の欠陥を検出するために使用されます。
熱処理: 最適な耐食性と延性を実現するために、「溶体化処理」条件を確保します。

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