ASME SA336 F5N geschmiedete Rohrplatte Chrom-Moly-Stahl-Wärmetauscher-Rohrplatte

ASME SA336 F5N Rohrboden: Geschmiedeter Chrom-Molybdän-Stahl Wärmetauscherteil​

Welche Rolle spielt der Rohrboden im Wärmetauscher?

Ein Rohrboden ist eine kritische Komponente in Rohrbündelwärmetauschern, Druckbehältern und Reaktoren und dient als struktureller Anker für Rohre, während er gleichzeitig die Trennung zwischen den Fluiden auf der Mantel- und Rohrseite aufrechterhält. Der ASME SA-336 F5N Rohrboden ist eine spezielle geschmiedete Stahlkomponente, die für Hochtemperatur-, Hochdruck- (HPHT) und korrosive Einsatzumgebungen konzipiert ist. Diese Güte wird aufgrund ihrer außergewöhnlichen Festigkeit, Kriechbeständigkeit und Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung in Branchen wie der petrochemischen Raffination, der Stromerzeugung und der Wasserstoffverarbeitung häufig eingesetzt. 

1. Materialspezifikationen

ASME SA-336 F5N ist ein normalisierter und vergüteter 5% Chrom-Molybdän-Vanadium (Cr-Mo-V) Stahl-Schmiedestück, das dem ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) Abschnitt II entspricht. Das Suffix "N" bezeichnet die Normalisierungs-Wärmebehandlung.

Chemische Zusammensetzung (Gewicht %)

Mechanische Eigenschaften

2. Wärmebehandlung

SA-336 F5N wird normalisiert (auf 900–980°C erhitzt) und anschließend vergütet (650–750°C), um Folgendes zu erreichen:

• Gleichmäßige Mikrostruktur (feinkörniges Bainit/Martensit).

• Ausgewogene Festigkeit, Duktilität und Beständigkeit gegen wasserstoffinduziertes Reißen (HIC).

• Verbesserte Kriechbeständigkeit bei Temperaturen bis zu 565°C (1.050°F).

3. Hauptvorteile

• Hochtemperaturfestigkeit: Behält die mechanischen Eigenschaften bei längerer Exposition gegenüber 500–565°C bei.

• Wasserstoffbeständigkeit: Beständig gegen Wasserstoffversprödung und Blasenbildung in sauren (H₂S) oder Hochdruck-Wasserstoffumgebungen.

• Kriechbeständigkeit: Geeignet für langfristige zyklische thermische Belastungen (z. B. Raffinerie-Hydrocracker).

• Schweißbarkeit: Kompatibel mit Lichtbogenschweißen mit umhüllter Elektrode (SMAW) und Unterpulverschweißen (UP-Schweißen) mit geeignetem Vorwärmen (200–300°C) und Wärmenachbehandlung (PWHT).

4. Konstruktions- und Fertigungsstandard

• ASME BPVC Abschnitt VIII: Regelt die Konstruktionsregeln für Druckbehälter.

• ASME BPVC Abschnitt IX: Spezifiziert Schweiß- und PWHT-Verfahren.

• TEMA-Standards: Führen die Rohranordnung, den Abstand und die Bohrtoleranzen an.

• NDT-Anforderungen:

  • Ultraschallprüfung (UT): Erkennt innere Fehler in Schmiedestücken.

  • Magnetpulverprüfung (MT): Identifiziert Oberflächenrisse.

  • Radiographische Prüfung (RT): Optional für kritische Anwendungen.

5. Anwendungen

SA-336 F5N Rohrböden sind ideal für:

• Wasserstoffverarbeitungseinheiten: Hydrocracker, Hydrodesulfurierungs- (HDS-) Reaktoren.

• Stromerzeugung: Hochdruck-Dampferzeuger, Speisewassererhitzer.

• Petrochemie: Katalytische Reformer, verzögerte Cokerkessel.

• Kerntechnik: Kühlmittelsysteme von Reaktoren (Sekundärkreisläufe).

6. Fertigungsüberlegungen

Bearbeitung

• Erfordert Hartmetallwerkzeuge aufgrund der hohen Härte.

• Bohrtoleranz für Rohrlöcher: ±0,05 mm für präzise Ausrichtung.

Schweißen

• Zusatzwerkstoffe: AWS E8018-B2 (SMAW) oder ER80S-B2 (GTAW).

• PWHT: Obligatorisch bei 650–700°C für 1 Stunde pro 25 mm Dicke, um Eigenspannungen abzubauen.

Beschichtung

• Optionale Edelstahl- (z. B. 309L/347) oder Nickellegierungs- (Inconel 625) Beschichtung für hohe Korrosionsbeständigkeit.

7. Vergleich mit ähnlichen Güten

8. Einschränkungen

• Nicht geeignet für kryogene Anwendungen: Begrenzte Zähigkeit unter -20°C.

• Korrosion in Chlorid-Umgebungen: Erfordert Beschichtung für Meerwasser- oder saure Chlorid-Exposition.