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Standard ASTM A178/A178M ERW-Rohr
1. ASTM A178/A178M Geltungsbereich
1.1 Diese Spezifikation umfasst elektrisch widerstandsgeschweißte Rohre mit minimaler Wandstärke aus Kohlenstoffstahl und Kohlenstoff-Mangan-Stahl, die für die Verwendung als Kesselrohre, Kesselzüge, Überhitzerzüge und sichere Enden vorgesehen sind.
*Hinweis 1: Rohre vom Typ C und D sind nicht zum sicheren Verschweißen durch Feuerschweißen geeignet.*
1.2 Die angegebenen Rohrgrößen und -dicken liegen typischerweise im Außendurchmesser von 12,7 bis 127 mm [1/2 bis 5 Zoll] und in der Mindestwanddicke von 0,9 bis 9,1 mm [0,035 bis 0,360 Zoll] (einschließlich). Rohre mit Abmessungen außerhalb dieses Bereichs können geliefert werden, sofern alle anderen Anforderungen dieser Spezifikation erfüllt werden.
1.3 Die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften gelten nicht für Rohre mit einem Innendurchmesser von weniger als 3,2 mm [1/8 Zoll] oder einer Dicke von weniger als 0,4 mm [0,015 Zoll].
1.4 Optionale Zusatzanforderungen sind möglich und sollten bei der Bestellung angegeben werden.
1.5 Werte, die entweder in Zoll-Pfund-Einheiten oder in SI-Einheiten angegeben sind, gelten als separate Standards. Obwohl beide Systeme im Text mit in Klammern angegebenen SI-Einheiten dargestellt sind, kann die Kombination von Werten aus beiden Systemen zu Nichtübereinstimmung führen. Die Zoll-Pfund-Einheiten gelten, sofern in der Bestellung nicht die Bezeichnung „M“ dieser Spezifikation angegeben ist.
2. ASTM A178/A178M Referenzierte Dokumente
2.1 ASTM-Normen:
- A450/A450M-Spezifikation für allgemeine Anforderungen an Rohre aus unlegiertem und niedriglegiertem Stahl
- E213 Praxis für die Ultraschallprüfung von Metallrohren und -schläuchen
- E273 Praxis für die Ultraschallprüfung der Schweißzone von geschweißten Rohren und Schläuchen
3. ASTM A178/A178M Bestellinformationen
3.1 Bestellungen für Material gemäß dieser Spezifikation sollten die folgenden Details enthalten, um das gewünschte Material ausreichend zu beschreiben:
- Menge (Fuß, Meter oder Anzahl der Längen)
- Werkstoffbezeichnung (elektrisch widerstandsgeschweißte Rohre)
- Note (A, C oder D, Tabelle 1)
- Größe (Außendurchmesser und Mindestwandstärke)
- Länge (spezifisch oder zufällig)
- Optionale Anforderungen (Produktanalyse, Abschnitt 7; Quetschprüfung, Abschnitt 10; hydrostatische oder zerstörungsfreie elektrische Prüfung, 11.6)
- Testbericht erforderlich (Zertifizierungsabschnitt der Spezifikation A450/A450M)
- Spezifikationsbezeichnung
- Individuelle Zusatzbedarfe, sofern erforderlich
- Besondere Anforderungen
4. ASTM A178/A178M Herstellung
4.1 Stahl der Güteklasse D muss beruhigt werden.
4.2 Die Herstellung der Rohre erfolgt im Widerstandsschweißverfahren.
5. ASTM A178/A178M Wärmebehandlung
5.1 Nach dem Schweißen müssen alle Rohre einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 1650 °F [900 °C] oder höher unterzogen werden, gefolgt von einer Abkühlung in Luft oder in der Kühlkammer eines Ofens mit kontrollierter Atmosphäre. Kaltgezogene Rohre müssen nach dem letzten Kaltziehdurchgang bei einer Temperatur von 1200 °F [650 °C] oder höher wärmebehandelt werden.
6. ASTM A178/A178M Zusammensetzungsspezifikationen
6.1 Der Stahl muss die in Tabelle 1 aufgeführten Anforderungen an die chemische Zusammensetzung erfüllen.
6.2 Wird im Rahmen dieser Spezifikation eine bestimmte Güteklasse angefordert, ist die Bereitstellung einer Legierungsgüte, die die Einbeziehung eines Elements erfordert, das nicht in Tabelle 1 aufgeführt ist, strengstens untersagt.
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TABELLE 1 Chemische Anforderungen |
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|
Element |
Komposition, % |
||
|
|
Klasse A, Kohlenstoffarmen Stahl |
Note C, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt |
Note D, Kohlenstoff-Mangan-Stahl |
|
Kohlenstoff |
0,06–0,18 |
0,35 max |
0,27 max
|
|
Mangan |
0,27–0,63 |
0,80 max |
1,00–1,50
|
|
Phosphor, max. |
0,035 |
0,035 |
0,030
|
|
Schwefel, max. |
0,035 |
0,035 |
0,015
|
|
Silizium |
... |
... |
0,10 Minuten |
7. ASTM A178/A178M Produktanalyse
7.1 Auf Anfrage in der Bestellung führt der Hersteller oder Lieferant eine Produktanalyse an einem Rohr pro 100 Stück für Größen über 3 Zoll [76,2 mm] und an einem Rohr pro 250 Stück für Größen von 3 Zoll [76,2 mm] und darunter durch. Alternativ muss bei Rohridentifizierung nach Wärme ein Rohr pro Wärme analysiert werden. Die ermittelte chemische Zusammensetzung muss den angegebenen Anforderungen entsprechen.
7.2 Im Falle eines Fehlers bei der ursprünglichen Produktanalyse sind Wiederholungsprüfungen an zwei weiteren Längen Flachmaterial oder Rohren obligatorisch. Beide Wiederholungsprüfungen müssen hinsichtlich der relevanten Elemente die Spezifikationsanforderungen erfüllen. Die Nichterfüllung dieser Standards kann zur Ablehnung des gesamten verbleibenden Materials in der Wärme oder Partie führen (Anmerkung 2). Nach Ermessen des Herstellers kann jede Länge Flachmaterial oder Rohr einzeln zur Abnahme geprüft werden. Rohre oder Material, das die Spezifikationsanforderungen nicht erfüllt, werden abgelehnt.
*Hinweis 2: Eine Partie besteht aus 250 Rohren für Größen von 3 Zoll [76,2 mm] und darunter und 100 Rohren für Größen über 3 Zoll [76,2 mm], vor dem Zuschneiden auf die richtige Länge.*
8. ASTM A178/A178M Allgemeine Anforderungen
8.1 Im Rahmen dieser Spezifikation geliefertes Material muss den geltenden Anforderungen der aktuellen Ausgabe der Spezifikation A450/A450M entsprechen, sofern hierin nicht ausdrücklich Ausnahmen vorgesehen sind.
9. Zugfestigkeitsanforderungen nach ASTM A178/A178M
9.1 Rohre der Güteklasse C und D müssen die in Tabelle 2 aufgeführten spezifizierten Zugfestigkeitseigenschaften aufweisen.
*Anmerkung 3: Erläuternde Anmerkung: Aus Konstruktionsgründen können für Rohre der Güteklasse A folgende Zugfestigkeitseigenschaften angenommen werden:*
9.2 Tabelle 3 enthält die berechneten Mindestdehnungswerte für jede Verringerung der Wandstärke um 1/32 Zoll [0,8 mm]. Liegt die Wandstärke zwischen zwei oben angegebenen Werten, wird der Mindestdehnungswert mit der folgenden Gleichung bestimmt:
\[ E = 48t1 / (15,00) \quad \text{oder} \quad E = 1,87t1 / (15,00) \]
Wo:
\( E \) = Dehnung in 2 Zoll oder 50 mm, %, und,
\( t \) = tatsächliche Dicke der Probe in Zoll [mm].
10. ASTM A178/A178M Quetschversuch
10.1 Falls vom Käufer angegeben, sind Druckprüfungen an Rohrabschnitten mit einer Länge von 2 1/2 Zoll [63 mm] durchzuführen. Diese müssen einer Druckbeanspruchung in Längsrichtung standhalten, ohne dass es zu Rissen, Spalten oder Öffnungen an der Schweißnaht kommt. Dabei gilt:
\[ \text{Wandstärke der Rohre, in. [mm]} \]
\[ \text{Höhe des zerkleinerten Abschnitts, in. [mm]} \]
\[ \begin{align*} \text{Rohre der Güteklasse A} & : 0,135 [3,43] und darunter - 3/4 [19] oder bis die äußeren Falten in Kontakt sind; \text{Stauchprüfungen nicht erforderlich} \\ \text{Rohre der Güteklasse C und D} & : über 0,135 [3,43] - 1 1/4 [32] \end{align*} \]
10.2 Bei Rohren mit einem Außendurchmesser von weniger als 1 Zoll [25,4 mm] muss die Länge der Probe das 2,5-fache des Außendurchmessers des Rohrs betragen. Leichte Oberflächenrisse sind kein Grund zur Ablehnung.
11. ASTM A178/A178M Obligatorische mechanische Tests
11.1 Abflachungstest:
11.1.1 Für Klasse A ist ein Abflachungstest an Proben von jeweils zwei Rohren aus jeder Partie (Anmerkung 2) oder einem Teil davon und von jeweils 2000 Fuß [600 m] oder einem Teil davon des Safe-End-Materials erforderlich.
11.1.2 Für die Güteklassen C und D ist ein Abflachungstest an Proben von jeweils zwei Röhrchen aus jeder Partie (Anmerkung 2) oder einem Teil davon erforderlich.
11.2 Flanschprüfung:
11.2.1 Für Klasse A muss ein Flanschtest an Proben von jeweils zwei Rohren aus jeder Partie (Anmerkung 2) oder einem Teil davon und von jeweils 2000 Fuß [600 m] oder einem Teil davon des Safe-End-Materials durchgeführt werden.
11.2.2 Für die Güteklassen C und D ist ein Flanschtest an Proben von jeweils zwei Rohren aus jeder Partie (Anmerkung 2) oder einem Teil davon vorgeschrieben. Die Breite des Flansches darf nicht weniger als 75 % der in der Spezifikation A450/A450M angegebenen Breite betragen.
11.3 Druckfestigkeitsprüfung (Klasse A):
Auf Verlangen des Käufers ist ein Druckversuch an Proben von jeweils zwei Rohren aus jeder Partie (Anmerkung 2) oder einem Teil davon und von jeweils 2000 Fuß [600 m] oder einem Teil davon des Safe-End-Materials durchzuführen.
11.4 Zugversuch (Klassen C und D):
An Proben von jeweils zwei Rohren aus jeder Charge muss ein Zugversuch durchgeführt werden. Der Begriff „Charge“ für die Anforderungen an Zugversuche bezieht sich auf alle Rohre vor dem Schneiden mit gleichem Nenndurchmesser und gleicher Wandstärke, die aus derselben Stahlschmelze hergestellt wurden. Bei der Endwärmebehandlung in einem Chargenofen umfasst eine Charge nur die Rohre gleicher Größe, die in derselben Ofencharge wärmebehandelt wurden. In einem Durchlaufofen umfasst eine Charge alle Rohre gleicher Größe und Schmelze, die im selben Ofen, bei gleicher Temperatur, Schmelzzeit und Ofengeschwindigkeit wärmebehandelt wurden.
11.5 Umgekehrter Abflachungstest:
Für jeweils 450 m (1500 Fuß) des fertigen Rohrs ist ein umgekehrter Abflachungstest erforderlich.
11.6 Hydrostatischer oder zerstörungsfreier elektrischer Test:
Jedes Rohr muss entweder dem hydrostatischen oder dem zerstörungsfreien elektrischen Test unterzogen werden. Der Käufer hat die Möglichkeit, anzugeben, welcher Test angewendet werden soll.
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TABELLE 2 Zugfestigkeitsanforderungen |
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Klasse A |
Klasse C |
Klasse D |
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Zugfestigkeit, min., ksi [MPa] |
47 [325] |
60 [415] |
70 [485] |
|
Streckgrenze, min., ksi [MPa] |
26 [180 |
37 [255] |
40 [275] |
|
Dehnung in 2 Zoll oder 50 mm, min., % |
35 |
30 |
30 |
|
Bei Längsstreifenprüfungen ist für jede Abnahme der Wanddicke um 0,8 mm (1 ⁄ 32 Zoll) unter 8 mm (5 ⁄ 1 6 Zoll) von der Mindestdehnung ein Abzug in Höhe der folgenden Prozentpunkte vorzunehmen. |
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1,50 A |
1,50 A |
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12. ASTM A178/A178M Umformvorgänge
12.1 Rohre müssen beim Einsetzen in den Kessel Ausdehnung und Wulstbildung standhalten, ohne dass Risse, Fehler oder Öffnungen an der Schweißnaht auftreten. Überhitzerrohre müssen bei richtiger Handhabung alle für die Anwendung erforderlichen Schmiede-, Schweiß- und Biegevorgänge ohne Defektbildung überstehen.
13. ASTM A178/A178M Produktkennzeichnung
13.1 Zusätzlich zu der in der Spezifikation A450/A450M beschriebenen Kennzeichnung müssen die Buchstaben „ERW“ leserlich auf jedes Rohr gedruckt oder auf einem Etikett am Bündel oder Karton angebracht sein, in dem die Rohre versendet werden.
13.2 Der Name oder das Symbol des Herstellers kann vor dem Normalisieren durch Rollen oder leichtes Stempeln dauerhaft auf jedes Rohr aufgebracht werden. Wenn ein einzelner Stempel von Hand angebracht wird, sollte diese Markierung nicht weniger als 200 mm von einem Ende des Rohrs entfernt sein.
14. ASTM A178/A178M Schlüsselwörter
14.1 Kesselrohr; widerstandsgeschweißtes Stahlrohr ; Stahlrohr, Kohlenstoff; geschweißtes Stahlrohr
ASTM A178 ERWIN-Rohr
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