Tubi per caldaie e scambiatori di calore: da A192 a T91

Perché tubi, non tubi per condotte

I tubi per caldaie e scambiatori di calore sono tubi in senso stretto: ordinati per diametro esterno e spessore di parete esatti (spesso per calibro BWG — 16 BWG è 1.65 mm), perché devono essere mandrinati o saldati in piastre tubiere, piegati in forme a U e tenere la pressione a temperature del metallo dove l'acciaio scorre lentamente per scorrimento viscoso. Le dimensioni nominali dei tubi per condotte non hanno posto qui.

La scala delle temperature

La selezione del grado segue la temperatura di servizio, perché la resistenza allo scorrimento viscoso crolla in punti diversi per leghe diverse. Limiti indicativi, che dipendono sempre da tensione e codice:

Famiglia	Esempi	Indicativamente, temperatura del metallo
Acciaio al carbonio	ASTM A192, A210 A-1, EN P235GH/P265GH	Fino a circa 450 °C
C-Mo e 1.25Cr	A213 T11 (≈ EN 13CrMo4-5), 16Mo3	Circa 500–550 °C
2.25Cr-1Mo	A213 T22 (≈ EN 10CrMo9-10)	Circa 550–580 °C
9Cr a resistenza allo scorrimento viscoso migliorata	A213 T91 (EN X10CrMoVNb9-1)	Circa 600 °C e oltre
Inossidabile austenitico	A213 TP304H, TP347H	Temperature più alte e servizio in corrosione

Le specifiche chiave

• ASTM A192 — tubi per caldaie in acciaio al carbonio senza saldatura per servizio ad alta pressione: il grado al carbonio standard per surriscaldatori/pareti d'acqua, con durezza controllata per la mandrinatura dei tubi.
• ASTM A179 — tubi in acciaio a basso carbonio trafilati a freddo per scambiatori di calore e condensatori, dove pressione e temperatura sono moderate.
• ASTM A213 — tubi in lega ferritica e austenitica senza saldatura per caldaie, surriscaldatori e scambiatori: i gradi T (T5, T9, T11, T22, T91) e i gradi inossidabili TP vivono qui.
• EN 10216-2 — la controparte europea, con gradi al carbonio P235GH/P265GH e gradi legati 16Mo3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, X10CrMoVNb9-1.
• ASME SA-192/SA-213 sono le versioni adottate dai codici delle norme ASTM, obbligatorie per la costruzione con timbro ASME.

T91 merita una cautela

La resistenza allo scorrimento viscoso di T91 proviene da una chimica precisa e da un ciclo di normalizzazione più rinvenimento che produce martensite rinvenuta. È intransigente in fabbricazione: la saldatura necessita di preriscaldo controllato, temperatura interpasse e trattamento termico post-saldatura, e verifica della durezza. Piegatura, prove di durezza e registri PWHT sono parte dell'acquisto, non extra burocratici. I gradi bassolegati sono molto più tolleranti delle condizioni di cantiere — una ragione per cui T11 e T22 restano ampiamente specificati anche dove T91 sarebbe più compatto.

Prove e documentazione

I tubi per parti in pressione portano un onere di ispezione più pesante del pipe ordinario. Le norme di prodotto richiedono prove di appiattimento, svasatura o piegatura come prova di duttilità, prova idrostatica o un equivalente a correnti indotte/ultrasuoni per tubo, e limiti di durezza su gradi come A192 che saranno espansi in piastre tubiere. Per gradi legati e da creep, l'identificazione positiva del materiale (PMI) al ricevimento è prassi standard negli impianti critici: un singolo tubo T11 mescolato in un banco T22, o un tubo al carbonio in un banco legato, potrebbe non cedere finché non è stato in servizio caldo. La tracciabilità per numero di colata, supportata da certificati EN 10204 3.1, è ciò che rende possibile quel controllo.

Specificità degli scambiatori

Per gli scambiatori a fascio tubiero, specificare anche: lunghezza del tubo e tolleranza, requisiti di piega a U e loro ricottura di solubilizzazione, condizione superficiale, ambito delle prove a correnti indotte o idrostatiche e certificazione EN 10204 3.1. Un tubo che soddisfa il materiale ma fallisce sulla condizione di piega o sull'ambito di prova è comunque il tubo sbagliato.