Tubo senza saldatura in acciaio inossidabile 310S per applicazioni ad alta temperatura

Introduzione ai tubi in acciaio inossidabile 310S

I tubi in acciaio inossidabile 310S sono un acciaio inossidabile austenitico ad alta lega specificamente progettato per una resistenza eccezionale all'ossidazione e alla corrosione a temperature elevate.È la versione a basso tenore di carbonio della lega 310 di base, which significantly enhances its suitability for high-temperature applications by minimizing carbide precipitation during welding or exposure in the critical temperature range (800°F - 1500°F / 427°C - 816°C).

Parametri chiave e composizione chimica:

• Classi comuni: UNS S31008, AISI 310S, EN 1.4845

• Composizione chimica (% in peso tipico):

  • Carbonio (C): ≤ 0,08% (basso tenore di carbonio per una migliore saldabilità e stabilità ad alta temperatura)

  • Cromo (Cr): 24,0 - 26,0% (fornisce resistenza all'ossidazione primaria)

  • Nickel (Ni): 19,0 - 22,0% (stabilizza la struttura austenitica, aumenta la duttilità e la resistenza alla corrosione)

  • Manganese (Mn): ≤ 2,00%

  • Silicio (Si): ≤ 1,50%

  • Fosforo (P): ≤ 0,045%

  • Sulfuro (S): ≤ 0,030%

  • Ferro (Fe): bilanciamento

• Densità: 7,98 g/cm3 (0,288 lb/in3)

• Punto di fusione: ~ 1400°C - 1450°C (2550°F - 2640°F)

• Temperatura di servizio continua: fino a 1150°C (2100°F) in atmosfere ossidanti.

• Espansione termica: relativamente elevata (comparabile ad altri austenitici come il 304), ~16-18 μm/m·°C (20-100°C).

• Conduttività termica: ~14 W/m·K (a 100°C).

• Resistenza elettrica: ~ 0,85 μΩ·m.

• Proprietà magnetiche: essenzialmente non magnetiche (struttura austenitica).

Norme e specifiche comuni:

I tubi 310S sono fabbricati per soddisfare vari standard internazionali a seconda delle dimensioni, delle tolleranze, delle prove e dell'uso previsto.

• ASTM (American Society for Testing and Materials):

  • A213/A213M: Specifica per caldaie in acciaio in lega ferritica e austenitica senza saldatura, super riscaldatori e tubi per scambiatori di calore.

  • A269/A269M: Specifica per tubi in acciaio inossidabile austenitico senza saldatura e saldatura per uso generale.

  • A312/A312M: Specifica per tubi in acciaio inossidabile austenitici senza saldatura, saldatura e lavorazione a freddo.

  • A789/A789M: Specifica per tubi in acciaio inossidabile ferritico/austenitico senza saldatura e saldatura per uso generale.

• ASME (American Society of Mechanical Engineers): SA213, SA269, SA312, SA789 (spesso identici alle specifiche ASTM, ma adottati per l'uso del codice della caldaia e del vaso a pressione).

• EN (norma europea):

  • EN 10216-5: Tubi in acciaio senza cuciture per uso a pressione - Condizioni tecniche di consegna - Parte 5: Tubi in acciaio inossidabile.

  • EN 10296-2: Tubi circolari di acciaio saldati per usi meccanici e di ingegneria generale - Condizioni tecniche di consegna - Parte 2: acciaio inossidabile.

• DIN (Deutsches Institut für Normung): DIN 17458 (tubi circolari senza cuciture), DIN 17456 (tubi circolari saldati).

• JIS (norme industriali giapponesi): JIS G 3463 (tubi per caldaie e scambiatori di calore in acciaio inossidabile), JIS G 3459 (tubi in acciaio inossidabile).

• GOST (norme russe): GOST 9941 (tubi senza cuciture deformati a caldo), GOST 11068 (tubi saldati).

Vantaggi principali:

1. eccezionale resistenza all'ossidazione ad alte temperature: l'alto contenuto di cromo (Cr) e nichel (Ni) forma una scala di ossido di cromo (Cr2O3) stabile e protettiva,che impedisce ulteriori ossidazioni anche in condizioni di riscaldamento ciclico severe fino a 1150°C (2100°F).

2. Eccellente resistenza alla carburizzazione: si presta bene nelle atmosfere carburanti rispetto agli acciai inossidabili legati inferiori.

3. Buona resistenza alla sulfidazione: offre una ragionevole resistenza alle atmosfere contenenti zolfo ad alte temperature.

4. Buona resistenza al sollevamento e alla rottura: mantiene la resistenza meglio dei gradi austenitici standard (come 304/316) a temperature elevate prolungate.

5. Resistenza alla corrosione: eccellente resistenza generale alla corrosione in molti ambienti acquosi (simile a 304/304L),e una resistenza alla corrosione superiore rispetto al 304 a causa del Cr & Ni superioreResiste bene all'acido nitrico.

6. Basso contenuto di carbonio (310S): riduce al minimo la sensibilizzazione (precipitazione di carburo di cromo ai confini del grano) durante la saldatura o l'esposizione ad alte temperature,prevenzione della corrosione intergranulare e mantenimento della duttilitàQuesta e' la differenza chiave contro la 310.

7. Formabilità e saldabilità: Buona formabilità e saldabilità (usando procedure austenitiche standard come TIG, MIG, SAW), anche se la sua elevata resistenza può richiedere più forza per la formazione.La ricottura post-saldatura non è generalmente richiesta a causa del basso contenuto di carbonio.

Imballaggio tipico:

L'imballaggio mira a proteggere la superficie del tubo da danni, graffi e corrosione durante la movimentazione, lo stoccaggio e il trasporto.

1. Fusolazione: i tubi vengono legati strettamente (in fasce di plastica o di acciaio) in fasci.

2. Protezione delle estremità: per proteggere le estremità dei tubi e i fili (se presenti) sono spesso installati tappi di plastica o metallo.

3. Imballaggio: i pacchetti possono essere avvolti in:

   • Carta impermeabile / carta VCI: protegge dall'umidità e fornisce una protezione fisica di base.

   • Plastic Shrink Wrap / Polyethylene Film: fornisce una barriera all'umidità e una buona protezione fisica.

   • Hessian / Burlap: A volte usato sopra l' avvolgimento per una maggiore resistenza all' abrasione (meno comune ora).

4. Casse in legno: i fasci vengono posizionati su pallet di legno resistenti o racchiusi in casse di legno per carichi pesanti, stoccaggio a lungo termine o trasporto impegnativo (specialmente il trasporto marittimo).Il legno deve spesso rispettare la norma ISPM 15 per il trasporto internazionale.

5. Identificazione: ogni fascio o scatola è chiaramente etichettato con il grado del materiale (310S), le dimensioni, la lunghezza, il numero di calore, la quantità, lo standard, il produttore e altre informazioni pertinenti sull'ordine.

Applicazioni principali:

I tubi 310S eccellono in ambienti con alte temperature e atmosfere corrosive:

1. Componenti del forno: tubi radianti, muffe, retorte, tubi di combustione, termoforni, ugelli del bruciatore, trasportatori del forno, coperture di ricottura.

2. Scambiatori di calore e caldaie: tubi per super riscaldatori, riscaldatori, sistemi di recupero del calore e altri componenti in servizio corrosivo ad alta temperatura (soprattutto dove la resistenza all'ossidazione è primaria).

3. Processo chimico e petrolchimico: tubi nei reattori, riformatori, cracker e sistemi di tubazioni che gestiscono gas corrosivi caldi, acidi (come l'azoto) e catalizzatori.

4. Generazione di energia: tubi di caldaia, tubi di super riscaldamento e altri componenti ad alta temperatura negli impianti di combustibile fossile e di trasformazione di rifiuti in energia.

5. Apparecchiature per il trattamento termico: apparecchiature, cestini, vassoi e interni del forno esposti a temperature elevate ripetutamente.

6. Aerospaziale: determinati componenti di scarico ad alta temperatura e parti di motori.

7. Trasformazione alimentare: attrezzature che richiedono sterilizzazione ad alta temperatura e buona resistenza alla corrosione.

8. Forni e inceneritori: componenti strutturali e tubi esposti a calore elevato e gas di combustione.