Fichas de tubos do trocador de calor ASME SA336 F5N
O que é o SA336 F5N Tubo de Troca de Calor?
Uma folha de tubo de trocador de calor é um componente crítico em trocadores de calor de casca e tubo,atuando como uma estrutura de suporte que mantém os tubos no lugar e garante uma separação adequada do fluido entre o lado da concha e o lado do tubo.
Especificações:
Regido pela norma ASME/ASTM SA-336, uma norma para acessórios e componentes de aço forjado concebidos para serviço a altas temperaturas e altas pressões.
O grau F5N é um aço de liga de 5% de cromo e 0,5% de molibdênio (Cr-Mo) com tratamento térmico normalizado (o sufixo "N").
Composição e propriedades essenciais:
Composição química:
Cr: 4,0·6,0%, Mo: 0,45·0,65%, C: ≤ 0,15% (melhor soldabilidade em comparação com o F5 padrão).
Propriedades mecânicas:
Resistência à tração: ≥ 485 MPa (70 ksi)
Resistência ao rendimento: ≥ 275 MPa (40 ksi)
Alta resistência ao arrastamento a temperaturas de até 600°C.
Melhoria da dureza devido ao tratamento térmico normalizado.
Porquê SA-336 F5N para folhas de tubo?
Desempenho a altas temperaturas:
Mantém a resistência e resiste à deformação sob estresse térmico prolongado (ideal para trocadores de calor em refinarias, centrais elétricas e processamento químico).
Resistência à corrosão e oxidação:
O teor de cromo proporciona resistência à oxidação e sulfidação (comum em ambientes de gás ácido ou petróleo bruto).
Adequado para serviço de hidrogénio (resiste à fragilização do hidrogénio).
Soldabilidade e Fabricação:
O teor de carbono mais baixo em comparação com o F5 padrão reduz os requisitos de tratamento térmico pré/pós-sódio.
Compatível com revestimento (por exemplo, revestimento de aço inoxidável) para meios agressivos.
Aplicação em trocadores de calor
Papel da folha de instruções:
Atua como uma âncora estrutural para tubos, mantendo o alinhamento e selamento de fluidos de casca/lado do tubo.
Deve suportar expansão térmica diferencial, cargas de pressão e tensões cíclicas.
Casos de utilização típicos:
Intercambiadores de calor de refinaria: manipulação de hidrocarbonetos, H2S ou vapor de alta pressão.
Centrais Elétricas: aquecedores de água, condensadores ou caldeiras.
Instalações de hidrogénio ou amônia: serviço de alta pressão e alta temperatura.
Conformidade do projeto e da fabricação
Normas ASME:
ASME BPVC Secção VIII: Regula o projeto, a seleção de materiais e a fabricação de vasos de pressão/tubos.
Secção II (Materiais): especifica os requisitos químicos/mecânicos da SA-336 F5N.
Secção IX: Procedimentos de solda (por exemplo, SMAW, GTAW) para aços Cr-Mo.
Etapas de fabrico:
Forja: A SA-336 F5N é forjada para formar uma estrutura de grãos superior.
Perfuração: perfuração de precisão de furos de tubos (normas TEMA para o passo/tolerância).
Tratamento térmico: normalizado (aquecido a mais de 900 °C e arrefecido a ar) para refinar a microestrutura.
Teste e inspecção:
NDT: Ensaios por ultra-som (UT) ou radiografia (RT) para detectar defeitos.
Teste hidrostático: valida a integridade da pressão.
Ensaios de dureza: assegura a conformidade após a solda.
Comparação com materiais similares
| Materiais |
Aplicação |
Vantagens em relação ao SA-336 F5N |
Limitações |
| SA-387 Gr.5 Cl.2 |
Material de chapa para conchas/cabeças |
Conteúdo semelhante de Cr-Mo, mais barato para componentes planos |
Menos resistência que a forjada F5N |
| SA-182 F5N |
Flancas/acessórios forjados |
O mesmo grau normalizado, compatível com folhas de tubo |
Não utilizadas para folhas de tubos de grande diâmetro |
| Aço carbono (SA-516) |
Exchanger de baixa temperatura |
Menor custo |
Pouca resistência à alta temperatura e resistência à corrosão |
Considerações essenciais para as folhas de tubos SA-336 F5N
Desafios de solda: requer eletrodos com baixo teor de hidrogénio (por exemplo, E8018-B2) e PWHT rigoroso (tratamento térmico pós-sólida).
Gerenciamento do esforço térmico: deve abordar-se a expansão diferencial entre os tubos (por exemplo, aço inoxidável) e a folha de tubo F5N.
Proteção contra corrosão: pode ser necessário revestimento ou revestimento para fluidos altamente corrosivos (por exemplo, cloretos).
Conclusão
A folha de tubo ASME SA-336 F5N é uma escolha robusta para aplicações exigentes de trocador de calor, oferecendo um equilíbrio de resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e soldabilidade.A sua estrutura normalizada garante a fiabilidade em indústrias críticas como a refinação., petroquímicos e geração de energia.
