Tubo per scambiatore di calore senza saldatura ASME SB163 UNS N04400 in lega di nichel: specifiche, proprietà e applicazioni

Che cos'è il tubo senza saldatura ASME SB163 UNS N04400?

ASME SB163, identico nei contenuti tecnici a ASTM B163, è la specifica per tubi trafilati a freddo-senza saldatura di nichel e leghe di nichel utilizzati nel servizio di condensatori e scambiatori di calore. Tra le famiglie di leghe coperte dalla specifica, UNS N04400 è una lega di nichel-rame contenente almeno il 63% di nichel e il 28-34% di rame. La lega è nota per l'elevata resistenza, la buona tenacità in un ampio intervallo di temperature e la resistenza affidabile all'acqua di mare, al vapore e alle soluzioni saline alcaline o neutre. I tubi vengono forniti allo stato ricotto e possono essere ulteriormente rinforzati mediante lavorazione a freddo quando le condizioni di progetto richiedono proprietà meccaniche più elevate.

Composizione chimica (ASTM B163 / ASME SB163)

La composizione specificata di UNS N04400 sotto B163 è mostrata di seguito. L'elevato contenuto combinato di nichel e rame, tipicamente superiore al 90%, conferisce alla lega il suo caratteristico comportamento alla corrosione.

Elemento	Intervallo specificato (% in peso)
Nichel (Ni)	63,0 minuti
Rame (Cu)	28.0 - 34.0
Ferro (Fe)	2,5 massimo
Manganese (Mn)	2,0 massimo
Carbonio (C)	0,30 massimo
Silicio (Si)	0,50 massimo
Zolfo (S)	0,024 massimo

Proprietà meccaniche e fisiche (ricotto)

Proprietà	Valore
Resistenza alla trazione, min	483 MPa (70 ksi)
Limite di snervamento, min	172 MPa (25 ksi)
Allungamento, minimo (50 mm)	35%
Densità	8,80 g/cm3
Intervallo di fusione	circa 1300 - 1350 gradi
Modulo di elasticità	179 GPa

Copertura dimensionale, condizioni di consegna e applicazioni

Secondo ASTM B163, il tubo senza saldatura per il servizio del condensatore e dello scambiatore di calore è specificato in termini di diametro esterno e spessore della parete. La specifica copre tubi con diametro esterno pari o inferiore a 3 pollici (76,2 mm), con spessori minimi delle pareti pari a 0,148 pollici (3,76 mm) e inferiori, o spessori medi delle pareti pari a 0,165 pollici (4,19 mm) e inferiori. Vengono definite anche le dimensioni dei convertitori da parete-piccolo e leggero-da parete. I tubi vengono normalmente consegnati allo stato ricotto; è possibile specificare stati lavorati a freddo-dove è richiesta una resistenza maggiore. UNS N04400 resiste alla corrosione dell'acqua di mare, alla tensocorrosione da cloruri e all'attacco di soluzioni saline alcaline e neutre e offre buone prestazioni contro gli acidi riducenti diluiti. Le applicazioni tipiche includono scambiatori di calore e condensatori che gestiscono acqua di mare o fluidi corrosivi, apparecchiature di ingegneria navale come tubazioni di bordo e impianti di desalinizzazione, sistemi di trattamento chimico per la gestione di alcali e acidi e apparecchiature per petrolio e gas in servizi acidi e altri servizi impegnativi.

UNS N04400 rispetto a UNS N05500

UNS N05500 è la versione-indurente per precipitazione della stessa famiglia di nichel-rame. Le aggiunte di alluminio e titanio consentono alla lega di essere rafforzata mediante indurimento per invecchiamento fino a raggiungere una resistenza e una durezza sostanzialmente superiori rispetto a UNS N04400, pur mantenendo una resistenza alla corrosione comparabile. Laddove viene scelto UNS N04400 per il servizio generale di corrosione e la facilità di formatura, UNS N05500 viene selezionato quando l'elevata resistenza, ad esempio negli alberi, negli elementi di fissaggio e nei componenti della pompa, è il requisito di progettazione determinante.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra UNS N04400 e UNS N05500?

UNS N05500 (K-500) contiene aggiunte intenzionali di alluminio e titanio ed è rafforzato dal trattamento termico per precipitazione. Raggiunge resistenza e durezza significativamente più elevate rispetto a UNS N04400 offrendo allo stesso tempo una resistenza alla corrosione simile, rendendolo adatto per componenti rotanti e di fissaggio altamente caricati.

Il tubo UNS N04400 è adatto per il servizio con acqua di mare?

SÌ. La lega è ampiamente utilizzata negli scambiatori di calore raffreddati con acqua di mare-, nei condensatori e nelle tubazioni marine grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione dell'acqua di mare e alla rottura per tensocorrosione da cloruri.

È possibile saldare il tubo senza saldatura UNS N04400?

SÌ. La lega può essere saldata mediante processi TIG, MIG e a resistenza utilizzando il metallo d'apporto corrispondente. Normalmente non è richiesto alcun preriscaldamento e il trattamento termico post-saldatura non è necessario per la maggior parte dei servizi, sebbene i parametri applicabili debbano essere confermati rispetto alle specifiche di fabbricazione.

Quale gamma di dimensioni copre ASME SB163?

La specifica copre tubi senza saldatura con diametro esterno fino a 3 pollici (76,2 mm) e spessore della parete fino a circa 0,165 pollici (4,19 mm) in media o 0,148 pollici (3,76 mm) minimo, comprese le dimensioni dei convertitori da parete di-diametro leggero-piccolo.

Quali standard si applicano al tubo UNS N04400?

Lo standard principale è ASTM B163/ASME SB163 per tubi del condensatore e dello scambiatore di calore senza saldatura, supportato dalle specifiche di prodotto ASTM correlate come B165 (tubo senza saldatura), B725 e B751 (tubo saldato), B730 (tubo saldato) e B829 (tubo e tubo senza saldatura generale).

A quali temperature è possibile utilizzare UNS N04400?

La lega mantiene una buona tenacità e proprietà meccaniche a temperature criogeniche ed è adatta per il servizio a temperature-moderatamente elevate. Poiché non contiene cromo, la resistenza all'ossidazione ad alta temperatura è limitata, quindi le temperature di servizio sono normalmente mantenute moderate e i limiti di progettazione devono seguire il codice del recipiente a pressione o delle tubazioni applicabile.