ASTM A249

ASTM Designación A 249/A 249M-92 USDOE-NE

usada en estándares

Especificación estándar para Tubos soldados en acero austenítico para Calderas, Sobrecalentadores, Intercambiadores de calor y Condensadores 1 Esta norma está publicada bajo bajo la denominación fija A249/ A 249M; el número que sigue inmediatamente a la designación indica el año de la adopción original o, en caso de revisión, el año de la última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última reaprobación. Una letra epsilon (sobrescrita indica un cambio editorial desde la última revisión o reaprobación

1. Alcance 1.1 Esta especificación 2 cubre tubos soldados de espesor de pared nominal hechos de aceros austeníticos listados en la Tabla 1, con varias calidades propuestas para usos tales como tubo para caldera, sobrecalentador, intercambiador de calor, o condensador. 1.2 Las calidades TP304H, TP309H, TP309HCb, TP310H, TP310HCb, TP316H, TP321H, TP347H y TP348H son modificaciones de las calidades TP304, TP309S, TP309Cb, TP310S, TP310Cb, TP316, TP321, TP347, y TP348, y están propuestos para servicio de alta temperatura tal como sobrecalentadores y recalentadores. 1.3 Los tamaños de tubos y espesores usualmente suministrados bajo esta especificación están entre 1/8“ (3.2 mm) de diámetro interior y 5” (127 mm) de diámetro exterior  y 0.015 a 0.320” (0.4 a 8.1 mm), inclusive, de espesor de pared. Se pueden suministrar tubos que tengan otras dimensiones, estipulando que tales tubos cumplan con todos los otros requisitos de esta norma. 1.4 Los requisitos de propiedades mecánicas no se

2. Documentos de de referencia referencia 2.1 Normas ASTM:  A 262 Procedimientos para Detectar Susceptibilidad Susceptibilidad al ataque intergranular en aceros inoxidables austeniti3 cos A 450/A 450M Especificación de Requisitos Generales para Tubos de Grafito, Aleaciones Ferríticas y Ace4 ros Aleados Austeníticos A 480/A 480M Especificación de Requisitos Generales para Aceros Inoxidable y Resistente al Calor lami3 nado plano en Planchas, Chapas y Fajas E 112 Métodos de Prueba para Determinación Determinación del Ta5 maño de Grano Promedio E 527 Procedimiento para Numeración de Metales y 4 Aleaciones (UNS)

3. Requisitos Generales

A 249/A 249M

5. Manufactura 7. Composición Química 5.1 Los tubos deberán ser hechos a partir de acero laminado plano por un proceso automático de soldadura sin adición de metal de aporte. 5.2 Con posterioridad al soldado y antes del tratamiento térmico final, los tubos deberán ser trabajados en frío en el metal de base y la soldadura o en la soldadura solamente. El método de trabajado en frío deberá ser especificado por el comprador. Cuando se utilice el trefilado en frío, el comprador deberá especificar la cantidad mínima de reducción en el área transversal o espesor de pared, o ambos.

6. Tratamiento Térmico 6.1 Todos los materiales deberán ser suministrados con tratamiento térmico. El procedimiento, excepto para las calidades “H”, S30815, y S31254, consistirá en calentar el material a una temperatura mínima de 1900 ºF (1040 ºC) y templarlos en agua o enfriarlos rápidamente por otros medios. 6.2 Todas las calidades “H” y S30815 deberán ser  suministrados tratados térmicamente. La temperatura mínima del templado por disolución para las Calidades TP321H, TP347H, y TP348H será de 2000 ºF (1100 ºC) y para las calidades TP304H y TP316H, 1900 ºF (1040 ºC). La temperatura mínima del templado por disolución para S30815 será de 1920 ºF (1050 ºC). La temperatura mínima del templado por disolución para TP309H, TP309HCb, TP310H, TP310HCb, será de 1900 ºF (1040 ºC).

7.1 El acero se ajustará a los requisitos de composición química establecidos en Tabla 1.

8. Análisis de Producto 8.1 Se deberá hacer un análisis en cada corrida de un tramo de la existencia del rolado plano o de un tubo. La composición química así determinada deberá satisfacer los requisitos especificados en la sección 7. 8.2 Se aplicará una tolerancia de análisis de producto de la Tabla A1.1 en la Especificación A 480/A 480M. La tolerancia de análisis de producto no es aplicable al contenido de carbono de materiales con un contenido máximo de 0.04% o menos. 8.3 Si la prueba original para análisis de producto falla, se deberán volver a ensayar dos tramos adicionales de la existencia de rolado plano o tubos. Ambos ensayos de los elementos en cuestión deberán satisfacer los requisitos de la Especificación; de lo contrario, todo el material remanente en la partida o lote (NOTA 1) será rechazado o, según la opción del fabricante, cada tramo de la existencia de rolado plano o tubo podrá ser ensayado individualmente para su aceptación. Tramos de la existencia de rolado plano o tubos que no se ajusten a los requisitos de la Especificación serán rechazados.NOTA 1 - Para los requisitos de aplanamiento y reborde, el término lote se aplica para todos los tubos antes de cortarlos del mismo tamaño

A 249/A 249M soldadura, o de solapamientos resultantes de la reducción de espesor de las áreas soldadas por el trabajo en frío. NOTA 3 - La prueba de doblado inverso no es aplicable cuando el espesor de pared nominal especificado es 10% o más del diámetro exterior especificado, o el espesor de pared es 0.134” (3.4 mm) o más grande, o el diámetro exterior es menor a 0.375” (9.5 mm). Bajo estas condiciones se deberá aplicar la prueba de achatamiento inverso de la Especificación A 450/a 450M.

maños de tubos. El resto de las tolerancias dimensionales estarán de acuerdo con la Especificación A 450/A 450M. 15. Hechura, Terminación y Apariencia 15.1 Los tubos terminados tendrán extremos lisos libres de rebabas y no se desviarán de la derechura más de 0.030” (0.8 mm) en 3 pies (900 mm) de longitud. A

TABLA 3 Requisitos de Tensión y Dureza

12. Requisito de Tamaño de Grano 12.1 El tamaño de grano de las calidades TP309H, TP309HCb, TP310H y TP310HCb, determinado de acuerdo con los métodos de prueba E 112, será nº 6 o más grueso. 12.2 El tamaño de grano de las calidades TP321H, determinado de acuerdo con los métodos de prueba E 112, serán nº 7 o más grueso.

13. Determinaciones Requeridas de Pruebas Mecánicas y Tamaño de Grano 13.1 Prueba de tensión - Una prueba de tensión se hará sobre una muestra para lotes de no más de 50 tubos. Las pruebas de tensión se harán sobre muestras de dos tubos para lotes de más de 50 tubos (Nota 2). 13.2 Prueba de achatamiento  - Para cada lote se hará una prueba de achatamiento sobre muestras de cada extremo de un tubo terminado, no de aquél usado para la prueba de reborde (Nota 1). 13.3 Prueba de reborde  - Para cada lote se hará una prueba de reborde sobre muestras de cada extremo de un tubo terminado, no de aquél usado para la prueba de acha-

Calidad

TP201 TP202

Designa ción UNS

S20100 S20200

Resisten Tensión cia a la admitida tracción, , min, min, ksi ksi [MPa] [MPa] 95[655] 90[620]

38[260] 38[260]

Elongación en 2” o 50 mm, min, %

Numero de dureza Rockwel lmax

35 35

B95 B95

TP304

S30400

75[515]

30[205]

35

B90

TP304H

S30409

75[515]

30[205]

35

B90

TP304L

S30403

70[485]

25[170]

35

B90

TP304N

S30451

80[550]

35[240]

35

B90

TP304LN

S30453

75[515]

30[205]

35

B90

TP305

S30500

75[515]

30[205]

35

B90

TP309Cb

S30940

75[515]

30[205]

35

B90

TP309H

S30909

75[515]

30[205]

35

B90

TP309HCb

S30941

75[515]

30[205]

35

B90

TP309S

S30908

75[515]

30[205]

35

B90

TP310Cb

S31040

75[515]

30[205]

35

B90

TP310H

S31009

75[515]

30[205]

35

B90

A 249/A 249M 16. Condición Superficial 16.1 Los tubos, después del tratamiento térmico final, serán descamados químicamente o decapados libres de escamas. Cuando se use recocido brillante, el decapado o descamado químicos no son necesarios.

17. Operaciones de Formado 17.1 Los tubos cuando se inserten en la caldera deberán soportar la expansión y mandrilado sin mostrar fisuras o imperfecciones. Todos los tubos, si se manejan apropiadamente, serán capaces de soportar la expansión y mandrilado sin mostrar fisuras u imperfecciones y también de-

berán soportar todas las operaciones de forja, soldadura y doblado necesarias para la aplicación sin desarrollar defectos.

18. Marcado del Producto 18.1 Además del marcado prescripto en la Especificación A 450/A 450M, el marcado para las calidades TP304H, TP309H, TP309HCb, TP310H, TP310HCb, TP316H, TP321H, TP347H, y TP348H incluirán también el número de partida y la identificación del lote de tratamiento térmico.

REQUISITOS SUPLEMENTARIOS Los siguientes requisitos suplementarios se aplicarán sólo cuando sea especificado por el comprador en la consulta, contacto u orden. S1. Tubos Recocidos Libres de Tensiones

S4. Tratamiento Térmico de Estabilización

S1.1 Para uso con ciertos materiales corrosivos, particularmente cloruros, donde puede ocurrir corrosión por fatiga, los tubos en las calidades TP304L, TP316l, TP321, TP347, y TP348 deben ser especificados como recocidos libres de tensiones. Los detalles de estos requisitos suplementarios deben ser acordados entre el fabricante y el comprador.

S4.1 Después del recocido en solución requerido en la Sección 6, las calidades TP309HCb, TP310HCb, TP321, TP321H, TP347, TP347H, TP348, y TP348H, se les dará un tratamiento térmico de estabilización a una temperatura más baja que la usada en el tratamiento térmico inicial de recocido en solución. La temperatura del tratamiento térmico de estabilización será acordada entre el comprador y el

A 249/A 249M dividir la muestra longitudinalmente para permitir una fácil medición con un micrómetro. Lo deseable es dividir el tubo longitudinalmente a 90º a cada lado de la soldadura. Sin embargo, para tubos grandes, reduzca el tamaño de la muestra para que entre en el Erlenmeyer. Así, los cortes irán desde un máximo de 30º a cada lado de la soldadura para un tubo de 5 pulgadas de diámetro hasta 90º a cada lado de la soldadura para tubos con un diámetro de 2.75 pulgadas y menos. Cortar una sección de metal de base de tamaño similar del resto del tubo opuesto a la soldadura. Eliminar todas las rebabas y bordes agudos mediante un ligero pulido. Eliminar el polvo y la grasa utilizando jabón y agua u otro solvente apropiado. Luego, colocar ambas secciones de cada muestra de tubo en el mismo frasco. S7.3 Prepare una solución de ácido clorhídrico al 20% agregando lentamente ácido clorhídrico calidad reactivo (37%) a un volumen igual de agua destilada. NOTA 5 : Precaución - Proteja los ojos y use guantes de goma cuando maneje ácidos. El mezclado y el ensayo se deben hacer bajo campana.

S7.4 El recipiente de ensayo será un frasco Erlenmeyer equipado con juntas de vidrio esmerilado y un condensador Ahlin. El volumen de la solución será aproximadamente de 700 mL. S7.5 Medir el espesor del tubo en cinco lugares a lo largo del área soldada de una sección de muestra, y en cinco lugares a lo largo de la sección de muestra del metal de base. En ambos casos, tomar las medidas con intervalos de aproximadamente 0.4 pulgadas a lo largo de la sección. Hacer estas medidas con un micrómetro de aguja de una precisión de al menos 0.001 pulgada. S7.6 Sumergir las secciones de muestra en la solución.

durante todo el ensayo. El tiempo de la prueba será el necesario para disolver del 40 al 60% del espesor original del metal de base (normalmente 2 h o menos). S7.7 Al final del ensayo, sacar el par de muestras de la solución, lavar con agua destilada y secar. S7.8 Repetir las mediciones del espesor del tubo, como se hizo en S7.5. S7.9 Calcular la relación de corrosión, R, como sigue:

R



W0



W

B0



B

donde: W 0 = espesor promedio de la soldadura antes del ensayo W = espesor promedio de la soldadura después del ensayo. B0 = espesor promedio del metal de base antes del ensayo. B = espesor promedio del metal de base después del ensayo. S7.9.1 Una relación de corrosión de 1.25 o menos es satisfactoria, pero el comprador y vendedor pueden acordar otros valores.

S8. Aplicaciones Especiales S8.1 Para aplicaciones especiales, tales como expansión hidráulica de tubos dentro de tubos laminados, no

A 249/A 249M

TABLA 1

Requisitos Químicos % Composición %

TP 202

TP 304

TP 304H

TP 304L

TP 304N

TP 304LN

TP 305

TP 309Cb

TP 309H

S20100

S20200

S30400

S30409

S30403

S30451

S30453

S30500

S30940

S30909

Manganeso, H máx Fósforo, max

0.15 max 5.507.50 0.06

0.15 max 7.5010.0 0.060

0.08 max 2.00

0.040.10 2.00

0.035 B max 2.00

0.08 max 2.00

0.035 B max 2.00

0.12 max 2.00

0.08 max 2.00

0.040

0.040

0.040

0.040

0.040

0.045

Azufre, máx

0.03

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

Silicio, max

1.00

1.00

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

1.00

Níquel

Molibdeno

3.505.50 16.018 .....

4.006.00 17.019.0 .....

8.0011.0 18.020.0 .....

8.0011.0 18.020.0 .....

8.0013.0 18.020.0 .....

8.0011.0 18.020.0 .....

8.0013.0 18.020.0 .....

10.013.0 17.019.0 .....

Titanio

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

Columbio + tantalio

.....

.....

.....

.....

.....

.....

. ....

.....

..... 0.25 max .....

..... .....

..... .....

..... .....

Vanadio

..... 0.25 max .....

.....

.....

.....

..... 0.100.16 .....

..... 0.100.16 .....

Otros

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

Calidad Designación UNS

Carbono

Cromo

Tantalio, máx NitrógenoG

TP 201

TP 309S

TP 310Cb

TP 310H

S30941

S30908

S31040

S31009

S31041

S31008

0.040.10 2.00

0.040.10 2.00

0.08 max 2.00

0.08 max 2.00

0.040.10 2.00

0.0400.10 2.00

0.045

0.040

0.045

0.045

0.045

0.040

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

12.016.0 22.024.0 0.75 max .....

12.015.0 22.024.0 .....

12.016.0 22.024.0 0.75 max .....

12.015.0 22.024.0 0.75 max .....

19.022.0 24.026.0 0.75 max .....

19.022.0 24.026.0 .....

.....

TP 309HCb

..... .....

10 x C min 1.10 max ..... .....

..... .....

10 x C min 1.10 max ..... .....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.. . . .

..... .....

10 x C min 1.10 max ..... .....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

TP 310HCb

TP 310S

TP 316

TP 316H

TP 316L

TP 316N

S31600

S31609

S31603

S31651

0.08 max 2.00

0.08 max 2.00

0.040.10 2.00

0.035 B max 2.00

0.08 max 2.00

0.045

0.045

0.040

0.040

0.040

0.040

0.040

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

19.022.0 24.026.0 0.75 max .....

19.022.0 24.026.0 0.75 max .....

10.014.0 16.018.0 2.003.00 .....

10.014.0 16.018.0 2.003.00 .....

10.015.0 16.018.0 2.003.00 .....

10.014.0 16.018.0 2.003.00 .....

10.015.0 16.018.0 2.003.00 .....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

..... .....

..... .....

..... .....

..... .....

..... 0.100.16 ..... .....

..... .....

10 x C min 1.10 max ..... .....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

..... 0.100.16 .....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

.....

TP 316LN S31653

0.035 B max 2.00

A 249/A 249M

TABLA 1

Continuación 

Composición % Calidad Designación UNS Carbono Manganeso, máx H Fósforo, max

TP 317

TP 317L

TP 321

TP 321H

TP 347

TP 347H

TP 348

TP 348H

XM-15

TP XM-19

S31700

S31703

S32100

S32109

S34700

S34709

S34800

S34809

S38100

S20910

0.08 max

0.035 max

0.08 max

0.04-0.10

0.08 max

0.04-0.10

0.08 max

0.04-0.10

0.08 max

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

TP XM-29

.....

.....

.....

.....

.....

.....

S24000

S31050

S31254

S30815

S31725

S31726

S24565

0.06 max

0.08 max

0.025 max

0.02 max

0.05-0.10

0.03 max

0.03 max

0.03 max

2.00

4.00-6.00

11.5-14.5

2.00

1.00

0.80

2.00

2.00

5.0-7.0

0.03

0.04

0.04

0.020

0.03

0.04

0.045

0.045

0.030

Azufre, máx

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.015

0.01

0.03

0.03

0.03

0.010

Silicio, max

0.75 max

0.75 max

0.75 max

0.75 max

0.75 max

0.75 max

0.75 max

0.75 max

1.50-2.50

1.00 max

1.00 max

0.4 max

0.80 max

1.40-2.00

0.75 max

0.75 max

1.00 max

Níquel

11.0-14.0

11.0-15.0

9.00-13.0

9.00-13.0

9.00-13.0

9.00-13.0

9.00-13.0

9.00-13.0

17.5-18.5

11.5-13.5

2.25-3.75

20.5-23.5

17.5-18.5

10.0-12.0

13.5-17.5

13.5-17.5

16.0-18.0

Cromo

18.0-20.0

18.0-20.0

17.0-20.0

17.0-20.0

17.0-20.0

17.0-20.0

17.0-20.0

17.0-20.0

17.0-19.0

20.5-23.5

17.0-19.0

24.0-26.0

19.5-20.5

20.0-22.0

18.0-20.0

17.0-20.0

23.0-25.0

Molibdeno

3.00-4.00

3.00-4.00

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

1.50-3.00

.......

1.6-2.6

6.00-6.50

.......

4.0-5.0

4.0-5.0

4.0-5.0

Titanio

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

Columbio + tantalio Tantalio, máx

.......

.......

.......

0.10-0.30

.......

.......

.......

.......

.......

.......

0.1 max

.......

.......

.......

.......

0.18-0.22

0.14-0.20

0.10 max

0.10-0.20

0.4-0.6

C .......

E .......

D

F

D

F

.......

.......

.......

.......

.......

.......

0.10

0.10

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

0.20-0.40

0.20-0.40

0.09-0.15

Vanadio

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

0.10-0.30

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

Otros

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

.......

Cu 0.501.00

Ce 0.030.08

Cu 0.75 max

Cu 0.75 max

.......

Nitrógeno

A

B

G

Nueva designación establecida de acuerdo con Procedimiento E527 y SAE J1088, Procedimiento para Numeración de Metales y Aleaciones (UNS).

Para pequeños diámetros o paredes finas, o ambos, donde se requieren muchas pasadas por la trefila, es necesario un máximo de carbono de 0.040% en las Calidades TP304L y TP316L. Pequeño diámetro exterior en tubos se define como menor de 0.500” (12.7 mm) de diámetro exterior y pared fina como aquellos de menos de 0.049” (1.2 mm)en promedio de espesor de pared [ 0.044” (1.1 mm) espesor mínimo de pared]. C

D E F G H

La Calidad TP321 tendrá un contenido de Titanio de no menor que cinco veces el contenido de carbono y no más de 0.70%. Las Calidades TP347 y TP348 tendrán un contenido de Columbio + Tantalio de no menor que diez veces el contenido de carbono y no más de 1.0%. La Calidad TP321H tendrá un contenido de Titanio de no menor que cuatro veces el contenido de carbono y no más de 0.60%. Las Calidades TP347H y TP348H tendrán un contenido de Columbio + Tantalio no menor que ocho veces el contenido de carbono y no más de 1.0%. El método de análisis para Nitrógeno será materia de acuerdo entre el comprador y el fabricante. Máximo, a menos que se indique otra cosa.