Tubo sem costura de aço inoxidável 310S para aplicações em alta temperatura

Introdução aos tubos de aço inoxidável 310S

Os tubos de aço inoxidável 310S são um aço inoxidável austenítico de alta liga, especificamente concebido para uma resistência excepcional à oxidação e à corrosão a temperaturas elevadas.É a versão de baixo carbono da liga básica 310, 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).

Parâmetros-chave e composição química:

• Classificações comuns: UNS S31008, AISI 310S, EN 1.4845

• Composição química (% do peso típico):

  • Carbono (C): ≤ 0,08% (Baixo teor de carbono para melhorar a soldabilidade e a estabilidade em altas temperaturas)

  • Cromo (Cr): 24,0 - 26,0% (Fornece resistência primária à oxidação)

  • Níquel (Ni): 19,0 - 22,0% (Estabiliza a estrutura austenítica, aumenta a ductilidade e a resistência à corrosão)

  • Manganês (Mn): ≤ 2,00%

  • Silício (Si): ≤ 1,50%

  • Fósforo (P): ≤ 0,045%

  • Enxofre (S): ≤ 0,030%

  • Ferro (Fe): Balanço

• Densidade: 7,98 g/cm3 (0,288 lb/in3)

• Ponto de fusão: ~ 1400°C - 1450°C (2550°F - 2640°F)

• Temperatura de serviço contínua: até 1150°C (2100°F) em atmosferas oxidantes.

• Expansão térmica: relativamente elevada (comparável a outros austeníticos como 304), ~ 16-18 μm/m·°C (20-100°C).

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

• Resistividade elétrica: ~ 0,85 μΩ·m.

• Propriedades magnéticas: essencialmente não magnéticas (estrutura austenítica).

Normas e especificações comuns:

Os tubos 310S são fabricados para atender a vários padrões internacionais dependendo das dimensões, tolerâncias, testes e uso pretendido.

• ASTM (American Society for Testing and Materials):

  • A213/A213M: Especificação para caldeiras, superaquecedores e tubos de trocador de calor de liga ferrítica e austenítica sem costura.

  • A269/A269M: Especificação para tubos de aço inoxidável austenítico sem costura e soldados para serviço geral.

  • A312/A312M: Especificação para tubos austeníticos de aço inoxidável sem costura, soldados e trabalhados a frio. (Muitas vezes abrange tubos de diâmetro maior).

  • A789/A789M: Especificação para tubos de aço inoxidável ferrítico/austenítico sem costura e soldados para serviço geral.

• ASME (Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos): SA213, SA269, SA312, SA789 (Muitas vezes idênticas às especificações ASTM, mas adotadas para o uso do código de caldeira e recipiente sob pressão).

• EN (norma europeia):

  • EN 10216-5: Tubos de aço sem costura para efeitos de pressão - Condições técnicas de entrega - Parte 5: Tubos de aço inoxidável.

  • EN 10296-2: Tubos de aço circulares soldados para fins de engenharia mecânica e geral - Condições técnicas de entrega - Parte 2: aço inoxidável.

• DIN (Deutsches Institut für Normung): DIN 17458 (tubos circulares sem costura), DIN 17456 (tubos circulares soldados).

• JIS (Normas Industriais Japonesas): JIS G 3463 (tubos de caldeira e trocadores de calor de aço inoxidável), JIS G 3459 (tubos de aço inoxidável).

• GOST (Normas russas): GOST 9941 (tubos sem costura deformados a quente), GOST 11068 (tubos soldados).

Principais vantagens:

1. Resistência à oxidação a altas temperaturas: o elevado teor de cromo (Cr) e níquel (Ni) forma uma escala de óxido de cromo (Cr2O3) estável e protetora,que impede a oxidação adicional mesmo em condições de aquecimento cíclico severas até 1150°C (2100°F).

2. Excelente Resistência à Carburação: Performa bem em atmosferas de carburação em comparação com aços inoxidáveis ligados mais baixos.

3. Boa resistência à sulfidação: oferece uma resistência razoável a atmosferas que contenham enxofre a altas temperaturas.

4. Boa resistência ao arrasto e ruptura: Mantenha a resistência melhor do que os graus austeníticos padrão (como 304/316) em altas temperaturas sustentadas.

5. Resistência à corrosão: Excelente resistência geral à corrosão em muitos ambientes aquosos (semelhante ao 304/304L),e superior resistência à corrosão por fenda/fenda em comparação com o 304 devido ao maior Cr & NiResiste bem ao ácido nítrico.

6. Baixo teor de carbono (310S): Minimiza a sensibilização (precipitação de carburo de cromo nos limites dos grãos) durante a soldagem ou a exposição a altas temperaturas,Prevenção da corrosão intergranular e manutenção da ductilidadeEsta é a principal diferença contra a 310.

7. Formabilidade e soldabilidade: Boa formabilidade e soldabilidade (usando procedimentos austeníticos padrão como TIG, MIG, SAW), embora sua alta resistência possa exigir mais força para formar.O recozimento pós-sódio geralmente não é necessário devido ao baixo teor de carbono.

Embalagem típica:

A embalagem visa proteger a superfície do tubo de danos, arranhões e corrosão durante o manuseio, armazenamento e transporte.

1. Embutidos: Os tubos são amarrados de forma segura (bandas de plástico ou de aço) em feixes.

2. Protecção de extremidades: As tampas de extremidades de plástico ou metal são frequentemente instaladas para proteger as extremidades e os fios dos tubos (se estiverem presentes).

3. Embalagem: Os pacotes podem ser embalados em:

   • Papel à prova d'água / VCI Paper: protege contra a umidade e fornece proteção física básica.

   • Revestimento de plástico retráctil / filme de polietileno: fornece uma barreira de umidade e uma boa proteção física.

   • Hessian / Burlap: Às vezes usado sobre o envoltório para resistência adicional à abrasão (menos comum agora).

4. Caixas de madeira / paletes: Os pacotes são colocados em paletes de madeira resistentes ou fechados dentro de caixas de madeira para cargas pesadas, armazenamento de longo prazo ou transporte exigente (especialmente frete marítimo).A madeira deve frequentemente cumprir a ISPM 15 para o transporte marítimo internacional.

5. Identificação: Cada pacote ou caixa é claramente rotulado com a qualidade do material (310S), tamanho, comprimento, número de calor, quantidade, padrão, fabricante e outras informações relevantes do pedido.

Aplicações primárias:

Os tubos 310S se destacam em ambientes com altas temperaturas e atmosferas corrosivas:

1. Componentes do forno: tubos radiantes, muffles, retortes, tubos de combustão, thermowells, bicos do queimador, transportadores do forno, tampas de recozimento.

2. Trocadores de calor e caldeiras: Tubos para superqueimadores, reaquecedores, sistemas de recuperação de calor e outros componentes em serviços corrosivos de alta temperatura (especialmente onde a resistência à oxidação é primordial).

3. Processamento químico e petroquímico: Tubos em reatores, reformadores, craques e sistemas de tubulação que lidam com gases corrosivos quentes, ácidos (como nitrógeno) e catalisadores.

4. Geração de energia: Tubos de caldeira, tubos de superaquecimento e outros componentes de alta temperatura em usinas de combustível fóssil e de resíduos para energia.

5. Equipamento de tratamento térmico: Acessórios, cestos, bandejas e partes internas do forno expostos a altas temperaturas repetidas.

6. Aeronáutica: determinados componentes de escape e partes de motor de alta temperatura.

7. Processamento de alimentos: Equipamento que requer esterilização a altas temperaturas e boa resistência à corrosão.

8. Fornos e incineradores: componentes estruturais e tubos expostos a altas temperaturas e gases de combustão.