ASME SA336 F5N-roetbladen voor warmtewisselaars
Wat is een SA336 F5N-warmtewisselaar?
Een warmtewisselaar buisplaat is een essentieel onderdeel in schelp- en buiswarmtewisselaars,als een dragerstructuur die de buizen op hun plaats houdt en zorgt voor een goede scheiding van de vloeistof tussen de schelpzijde en de buiszijde.
Specificatie:
Onderworpen aan ASME/ASTM SA-336, een norm voor gesmeed staal accessoires en componenten die zijn ontworpen voor gebruik bij hoge temperaturen en hoge druk.
F5N is een 5% chroom, 0,5% molybdeen (Cr-Mo) legeringsstaal met genormaliseerde warmtebehandeling (het "N"-suffix).
Belangrijkste samenstelling en eigenschappen:
Chemische samenstelling:
Cr: 4,0·6,0%, Mo: 0,45·0,65%, C: ≤ 0,15% (verbeterde lasbaarheid ten opzichte van standaard F5).
Mechanische eigenschappen:
Tensile sterkte: ≥485 MPa (70 ksi)
Vermogensterkte: ≥ 275 MPa (40 ksi)
Hoge kruipbestandheid bij temperaturen tot 600°C.
Verbeterde taaiheid door genormaliseerde warmtebehandeling.
Waarom SA-336 F5N voor tube sheets?
Hoogtemperatuurprestaties:
Behoudt de sterkte en is bestand tegen vervorming onder langdurige thermische spanning (ideaal voor warmtewisselaars in raffinaderijen, elektriciteitscentrales en chemische verwerking).
Corrosie- en oxidatiebestendigheid:
Het gehalte aan chroom zorgt voor weerstand tegen oxidatie en sulfidatie (algemeen in zure gas- of ruwe-olieomgevingen).
Geschikt voor waterstofservice (weerstand biedt aan waterstofbrekbaarheid).
Lasbaarheid en fabricage:
Een lager koolstofgehalte in vergelijking met de standaard F5 vermindert de vereisten voor/na de laswarmtebehandeling.
Compatibel met bekleding (bv. overlaag van roestvrij staal) voor agressieve media.
Toepassing in warmtewisselaars
De rol van het blad:
Het fungeert als een structurele anker voor buizen, waarbij de uitlijning wordt gehandhaafd en de schil/buiszijde vloeistoffen worden verzegeld.
Het moet bestand zijn tegen differentiële thermische uitbreiding, drukbelastingen en cyclische spanningen.
Typische gebruiksgevallen:
Raffinaderijwarmtewisselaars: voor de behandeling van koolwaterstoffen, H2S of hoge-drukstoom.
Energiecentrales: Voedingswaterverwarmers, condensatoren of ketels.
Waterstof- of ammoniakinstallaties: Hoogdruk, hoge temperatuur.
Conformiteit van ontwerp en productie
ASME-normen:
ASME BPVC Sectie VIII: Regelt ontwerp, materiaalkeuze en fabricage van drukvaten/buisplaten.
Sectie II (Materialen): Specificeert de chemische/mechanische eisen van SA-336 F5N.
Afdeling IX: Lasprocedures (bijv. SMAW, GTAW) voor Cr-Mo-staal.
Vervaardiging:
Snijwerk: SA-336 F5N wordt gesmeed voor een superieure korrelsstructuur.
Boren: Precisieboren van buisgaten (TEMA-normen voor toonhoogte/tolerantie).
Warmtebehandeling: genormaliseerd (verwarmd tot 900 °C+ en luchtgekoeld) om de microstructuur te verfijnen.
Test & inspectie:
NDT: Ultrasone testen (UT) of radiografie (RT) op defecten.
Hydrostatische test: valideert de drukintegriteit.
Hardheidstest: zorgt voor na het lassen conformiteit.
Vergelijking met soortgelijke materialen
| Materiaal |
Toepassing |
Voordelen ten opzichte van SA-336 F5N |
Beperkingen |
| SA-387 Gr.5 Cl.2 |
Plaatmateriaal voor schelpen/koppen |
Vergelijkbaar Cr-Mo-gehalte, goedkoper voor platte onderdelen |
Minder taai dan gesmeed F5N |
| SA-182 F5N |
gesmede flenzen/toebehoren |
Zelfde gestandaardiseerde kwaliteit, compatibel met buisplaten |
niet gebruikt voor buisplaten met een grote diameter |
| koolstofstaal (SA-516) |
met een vermogen van niet meer dan 50 W |
Lagere kosten |
Slechte hoogtemperatuursterkte en corrosiebestendigheid |
Belangrijkste overwegingen voor SA-336 F5N-buisbladen
Lasproblemen: vereist waterstofarme elektroden (bijv. E8018-B2) en strikte PWHT (warmtebehandeling na las).
Thermische spanningsbeheersing: er moet worden gekeken naar de differentiële uitbreiding tussen buizen (bijv. roestvrij staal) en het F5N-buisplaatje.
Corrosiebescherming: Voor zeer corrosieve vloeistoffen (bv. chloriden) kan een bekleding of overlay nodig zijn.
Conclusies
De ASME SA-336 F5N-buisplaat is een robuuste keuze voor veeleisende warmtewisselaartoepassingen en biedt een balans tussen hoge temperatuursterkte, corrosiebestendigheid en lasbaarheid.De gestandaardiseerde structuur zorgt voor betrouwbaarheid in kritieke industrieën zoals de raffinage., petrochemie en elektriciteitsopwekking.
