ASME SA336 F5N Folha de tubo forjado de trocador de calor de aço cromo moly folha de tubo

Tubo de Chapa ASME SA336 F5N: Peça Forjada de Trocador de Calor em Aço Cromo-Molibdênio​

Qual o papel da chapa tubular no trocador de calor?

Uma chapa tubular é um componente crítico em trocadores de calor de casco e tubos, vasos de pressão e reatores, servindo como uma âncora estrutural para os tubos, mantendo a separação entre os fluidos do lado do casco e do lado dos tubos. A chapa tubular ASME SA-336 F5N é um componente de aço forjado especializado projetado para ambientes de serviço de alta temperatura, alta pressão (HPHT) e corrosivos. Esta classe é amplamente utilizada em indústrias como refino petroquímico, geração de energia e processamento de hidrogênio devido à sua excepcional resistência, resistência à fluência e resistência à fragilização por hidrogênio. 

1. Especificações do Material

ASME SA-336 F5N é uma forja de aço 5% cromo-molibdênio-vanádio (Cr-Mo-V) normalizada e temperada, em conformidade com a Seção II do Código de Caldeiras e Vasos de Pressão ASME (BPVC). O sufixo "N" denota tratamento térmico de normalização.

Composição Química (Peso %)

Propriedades Mecânicas

2. Tratamento Térmico

SA-336 F5N passa por normalização (aquecido a 900–980°C) seguido de têmpera (650–750°C) para obter:

• Microestrutura uniforme (bainita/martensita de grão fino).

• Resistência, ductilidade e resistência equilibradas à fissuração induzida por hidrogênio (HIC).

• Resistência à fluência aprimorada em temperaturas de até 565°C (1.050°F).

3. Principais Vantagens

• Resistência a Altas Temperaturas: Mantém as propriedades mecânicas sob exposição prolongada a 500–565°C.

• Resistência ao Hidrogênio: Resiste à fragilização por hidrogênio e bolhas em ambientes ácidos (H₂S) ou hidrogênio de alta pressão.

• Resistência à Fluência: Adequado para cargas térmicas cíclicas de longo prazo (por exemplo, hidrocracks de refinaria).

• Soldabilidade: Compatível com soldagem por arco com eletrodo revestido (SMAW) e soldagem por arco submerso (SAW) com pré-aquecimento adequado (200–300°C) e tratamento térmico pós-soldagem (PWHT).

4. Norma de Projeto e Fabricação

• ASME BPVC Seção VIII: Rege as regras de projeto para vasos de pressão.

• ASME BPVC Seção IX: Especifica os procedimentos de soldagem e PWHT.

• Normas TEMA: Orienta o layout dos tubos, passo e tolerâncias de furação.

• Requisitos de END:

  • Teste Ultrassônico (UT): Detecta falhas internas em forjados.

  • Teste por Partículas Magnéticas (MT): Identifica rachaduras na superfície.

  • Teste Radiográfico (RT): Opcional para aplicações críticas.

5. Aplicações

As chapas tubulares SA-336 F5N são ideais para:

• Unidades de Processamento de Hidrogênio: Hidrocracks, reatores de hidrodessulfurização (HDS).

• Geração de Energia: Geradores de vapor de alta pressão, aquecedores de água de alimentação.

• Petroquímica: Reformadores catalíticos, coqueamento retardado.

• Nuclear: Sistemas de refrigeração de reatores (circuitos secundários).

6. Considerações de Fabricação

Usinagem

• Requer ferramentas com ponta de metal duro devido à alta dureza.

• Tolerância de furação do furo do tubo: ±0,05 mm para alinhamento de precisão.

Soldagem

• Metais de Adição: AWS E8018-B2 (SMAW) ou ER80S-B2 (GTAW).

• PWHT: Obrigatório a 650–700°C por 1 hora por 25 mm de espessura para aliviar tensões residuais.

Revestimento

• Revestimento opcional de aço inoxidável (por exemplo, 309L/347) ou liga de níquel (Inconel 625) para resistência à corrosão severa.

7. Comparação com Classes Semelhantes

8. Limitações

• Não Adequado para Serviço Criogênico: Tenacidade limitada abaixo de -20°C.

• Corrosão em Ambientes de Cloreto: Requer revestimento para exposição à água do mar ou cloreto ácido.