Norme sur les tubes d'échangeur de chaleur en acier inoxydable ASTM A213/A213M.PDF
Aug 04, 2026
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Choisissez-vous des tubes d'échangeur de chaleur en acier inoxydable pour votre prochain projet ?La sélection de la bonne norme de tube d'échangeur de chaleur est l'une des décisions les plus importantes pour les ingénieurs, les entrepreneurs EPC et les acheteurs industriels. Une spécification de matériau incorrecte peut entraîner une corrosion prématurée, des fuites de tubes, des arrêts imprévus et une maintenance coûteuse.
Parmi les normes internationales, ASTM A213/A213M-25 est l'une des normes les plus largement spécifiées pour les tubes sans soudure en acier allié ferritique et austénitique utilisés dans les échangeurs de chaleur, les chaudières, les surchauffeurs, les condenseurs et les récipients sous pression. Il est largement adopté dans les industries pétrochimiques, de production d’électricité, de raffinage, d’engrais, pharmaceutique, de transformation alimentaire et offshore.
Ce guide explique ce que couvre l'ASTM A213/A213M-25, les principaux changements apportés à la dernière édition, les qualités de matériaux, les exigences d'inspection et comment sélectionner le tube d'échangeur de chaleur en acier inoxydable adapté à votre application.
ASTM A213.PDF
Qu'est-ce que la norme ASTM A213/A213M-25 ?
ASTM A213/A213M-25 est la dernière édition de la norme ASTM intitulée : Spécification standard pour les tubes de chaudière, de surchauffeur et d'échangeur de chaleur en acier allié ferritique et austénitique sans soudure.
La spécification établit la fabrication, la composition chimique, les propriétés mécaniques, les tolérances dimensionnelles, le traitement thermique, les exigences de test et les procédures d'inspection pour les tubes en acier allié sans soudure utilisés à des températures et des pressions élevées. Contrairement aux normes de tubes en acier inoxydable à usage général, ASTM A213 se concentre sur les applications où la résistance à haute température, la résistance à la pression, la résistance à la corrosion et une longue durée de vie sont essentielles.
La spécification comprend une large gamme de qualités :
Aciers alliés ferritiques : T2, T5, T9, T11, T12, T22, T23, T24, T91, T92, T122
Aciers inoxydables austénitiques : TP304, TP304L, TP304H, TP316, TP316L, TP316H, TP321, TP321H, TP347, TP347H, TP310S, TP310H
Qualités spéciales : Les qualités marquées d'un « H » (par exemple, TP304H) ont des exigences modifiées pour une résistance à la rupture par fluage plus élevée à des températures élevées.
1.1 Portée et exigences techniques
La norme couvre les tubes sans soudure fabriqués par des procédés de finition à chaud ou à froid, destinés à être utilisés dans les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur.
Gamme de tailles : couvre généralement les tubes d'un diamètre intérieur de 1/8 pouce (3,2 mm) à un diamètre extérieur de 5 pouces (127 mm), avec des épaisseurs de paroi comprises entre 0,015 et 0,500 pouces.
Tests obligatoires : Chaque tube doit subir des tests de tension, de dureté, d'aplatissement et d'évasement. De plus, chaque tube nécessite soit un test hydrostatique, soit un test électrique non destructif.
Traitement thermique : Les tubes en acier inoxydable austénitique doivent être fournis dans un état de traitement thermique (recuit en solution), tandis que les alliages ferritiques nécessitent un réchauffage.
2.1 Composition chimique :
| Grade | UNS Conception |
Composition % | ||||||||||||||
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | Nb | N | Cu | Ce | B | Al | ||
| TP304 | S30400 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18.0–20 | 8.0–11 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP304L | S30403 | 0.035 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18.0–20 | 8.0–13 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP304H | S30409 | 0.04 – 0.1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18.0–20 | 8.0–11 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP310S | S31008 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 24.0- 26 | 19.0- 22 | 0.8 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP310H | S31009 | 0.04 – 0.1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 24.0–26 | 19.0–22 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | |||
| TP310H | S31035 | 0.04 – 0.1 | 0.6 | 0.025 | 0.015 | 0.4 | 21.5–23.5 | 23.5–26.5 | . . . | . . . | 0.40- 0.6 | 0.20- 0.3 | 2.5- 3.5 | . . . | 0.002- 0.008 | |
| TP316 | S31600 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16.0–18 | 10.0–14 | 2.00–3 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP316L | S31603 | 0.035 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16.0–18 | 10.0–14 | 2.00–3 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP316H | S31609 | 0.04 – 0.1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16.0–18 | 10.0–14 | 2.00–3 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP317 | S31700 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18.0–20 | 11.0–15 | 3.0–4 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP317L | S31703 | 0.035 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18.0–20 | 11.0–15 | 3.0–4 | . . . | . . . | . . . | . . . | . . . | ||
| TP321 | S32100 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 17.0–19 | 9.0–12 | . . . | Ti 5 × (C+N) min, 0,70 max | . . . | 0.1 | . . . | . . . | ||
| TP321H | S32109 | 0.04 – 0.1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 17.0–19 | 9.0–12 | . . . | 4(C+N) minutes ; 0,70 maximum | . . . | 0.1 | . . . | . . . | ||
| TP347 | S34700 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 17.0–19 | 9.0–13 | . . . | . . . | Voir les spécifications | . . . | . . . | . . . | ||
2.2 Exigences de traction
| Grade | UNS | Résistance à la traction, min. Ksi [MPa] | Limite d'élasticité, min. Ksi [MPa] | Allongement en 2 po ou 50 mm, min, % A, B |
Dureté, maximale | |
| Désignation | Brinell / Vickers | Rockwell | ||||
| TP304 | S30400 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP304L | S30403 | 70 [485] | 25 [170] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP304H | S30409 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP304N | S30415 | 80 [550] | 35 [240] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP310S | S31008 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP310H | S31009 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP316 | S31600 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP316L | S31603 | 70 [485] | 25 [170] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP316H | S31609 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP316Ti | S31635 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP317 | S31700 | 75 [515] | 30 [205] | 34 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP317L | S31703 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP321 | S32100 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP321H | S32109 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
| TP347 | S34700 | 75 [515] | 30 [205] | 35 | 192HBW/200Hv | 90HB |
2.3 Exigences en matière de traitement thermique
| Grade | UNS Désignation |
Type de traitement thermique | Température d'austénitisation/mise en solution, min ou plage degré F [degré] | Média de refroidissement | Granulométrie ASTM n° B |
| TP304 | S30400 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP304L | S30403 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP304H | S30409 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | 7 |
| TP309S | S30908 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP309H | S30909 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | 7 |
| TP310S | S31008 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP310H | S31009 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | 7 |
| TP316 | S31600 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP316L | S31603 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP316H | S31609 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | 7 |
| TP317 | S31700 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP317L | S31703 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP321 | S32100 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
| TP321H | S32109 | Traitement en solution | travaillé à froid: 2000 [1090] laminé à chaud : 1925 [1050]H |
de l'eau ou un autre refroidissement rapide | 7 |
| TP347 | S34700 | Traitement en solution | 1900 degrés F [1040 degrés] | de l'eau ou un autre refroidissement rapide | . . . |
2.4 Tolérances sur le diamètre extérieur (OD)
Les tubes sans soudure finis à froid sont fabriqués selon des tolérances de diamètre extérieur plus strictes que les tubes finis à chaud, garantissant une précision dimensionnelle améliorée et un meilleur assemblage de l'échangeur de chaleur.
| Diamètre extérieur spécifié | Diamètre extérieur spécifié | Variation autorisée | Variation autorisée |
|---|---|---|---|
| dans. | mm | dans. | mm |
| Moins de 1.000 | Moins de 25,4 | ±0.004 | ±0.10 |
| 1.000 à moins de 1.500 | 25,4 à moins de 38,1 | ±0.006 | ±0.15 |
| 1.500 à moins de 2.000 | 38,1 à moins de 50,8 | ±0.008 | ±0.20 |
| 2.000 à moins de 2.500 | 50,8 à moins de 63,5 | ±0.010 | ±0.25 |
| 2.500 à moins de 3.000 | 63,5 à moins de 76,2 | ±0.012 | ±0.30 |
Note:
Les tubes finis à chaud sont autorisés avec des tolérances dimensionnelles plus grandes. Cependant, les tubes finis à froid sont généralement préférés pour les applications d'échangeurs de chaleur en raison de leur finition de surface supérieure, de leur contrôle dimensionnel plus strict et de leurs propriétés mécaniques améliorées.
2.5 Tolérances d'épaisseur de paroi
ASTM A213 fournit généralement des tubes sur la base d'une épaisseur de paroi minimale, sauf indication contraire dans le bon de commande. En vertu de cette exigence, une tolérance négative sur l’épaisseur de paroi n’est pas autorisée.
Tubes finis à froid
| Type de tube | Variation autorisée |
|---|---|
| Épaisseur de paroi minimale | +20% / −0% |
| Épaisseur moyenne de paroi* | ±10% |
Tubes finis à chaud
| Type de tube | Variation autorisée |
|---|---|
| Épaisseur de paroi minimale (t > 0,180 po.) | +28% / −0% |
| Épaisseur de paroi minimale (t inférieure ou égale à 0,180 po.) | +35% / −0% |
| Épaisseur moyenne de paroi* | ±12,5 % à ±15 % |
Note:Les tolérances d’épaisseur de paroi moyenne s’appliquent uniquement lorsqu’elles sont explicitement spécifiées dans le bon de commande.
2.6 Tolérances de longueur de coupe
Les tolérances suivantes s'appliquent àlongueurs de coupe spécifiées, sauf accord contraire entre l'acheteur et le fabricant.
| Méthode de fabrication | Diamètre extérieur | Longueur | Tolérance positive | Tolérance positive | Tolérance négative |
|---|---|---|---|---|---|
| dans. | mm | ||||
| Finition à froid ou à chaud | Inférieur ou égal à 2 po (50,8 mm) | Inférieur ou égal à 24 pi (7,3 m) | +1/8 | +3 | 0 |
| Finition à froid ou à chaud | Inférieur ou égal à 2 po (50,8 mm) | >24 pi (7,3 m) | Ajoutez +1/8 pouces pour chaque 10 pieds supplémentaires | Ajoutez +3 mm pour chaque 3 m supplémentaires | 0 |
| Finition à froid ou à chaud | >2 po (50,8 mm) | N'importe quelle longueur | +3/16 | +5 | 0 |
2.7 Tolérance de rectitude
ASTM A213 spécifie un écart de rectitude maximal de : 1/8 pouce par 10 pieds (environ 3 mm par 3 000 mm).
Pour les tubes d'échangeurs de chaleur hautes performances, des exigences de rectitude plus strictes peuvent être convenues entre l'acheteur et le fabricant.
2.8 Tolérance d'ovalité
Pour les tubes à paroi mince (rapport diamètre extérieur/épaisseur de paroi élevé), l'ovalité est généralement contrôlée dans la tolérance de diamètre extérieur spécifiée.
Lorsque spécifiquement évalué :
L'ovalité (différence entre le diamètre extérieur maximum et minimum) ne doit pas dépasser le double de la tolérance autorisée sur le diamètre extérieur, sauf indication contraire.
2.9 Tolérances spéciales pour les tubes coudés en U
Étant donné que les tubes ASTM A213 sont largement utilisés pour les tubes d'échangeurs de chaleur coudés en U, des exigences dimensionnelles supplémentaires s'appliquent généralement après le cintrage.
| Article | Exigence typique |
|---|---|
| Amincissement du mur au virage | La réduction maximale de la paroi ne doit pas dépasser 10 % de l'épaisseur de paroi spécifiée |
| Tolérance de longueur de jambe | +1/8 po (+3.2 mm) / −0 |
| Rondeur au virage | L'aplatissement ou la déformation du tube est généralement limité à 10 % maximum |
Veuillez nous faire savoir si vous avez besoin de calculs de tolérance précis pour des spécifications spécifiques (telles que 19,05 mm x 2,11 mm ou 25,4 mm x 1,65 mm).
FAQ
Quelle est la pression nominale pour ASTM A213 ?
ASTM A213 n'a pas de pression nominale fixe unique car il s'agit d'une spécification de fabrication pour les tubes sans soudure plutôt que d'un composant fini avec une limite définie. La pression de service réelle dépend de quatre variables principales : le diamètre extérieur, l'épaisseur de la paroi, la qualité spécifique du matériau (telle que TP304, TP316 ou T11) et la température de fonctionnement.
Quelle est la plage de température pour ASTM A213 ?
ASTM A213 n'a pas une seule plage de température fixe car elle couvre de nombreuses qualités de tubes en acier ferritique et austénitique sans soudure pour les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur. Les températures de traitement thermique de fabrication varient de 1 200 degrés F à 2 050 degrés F (650 degrés à 1 120 degrés), tandis que les limites maximales de service de fonctionnement s'étendent jusqu'à 1 500 degrés F (815 degrés) en fonction de la qualité d'alliage spécifique.
Qu'est-ce que la norme ASTM A213 TP304 ?
ASTM A213 TP304 est une spécification standard pour les tubes en acier inoxydable austénitique sans soudure en acier inoxydable de type 304, spécialement conçus pour être utilisés dans des environnements à haute température et haute pression comme les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur.
Qu'est-ce que la norme ASTM A213 TP316L ?
ASTM A213 TP316L est une spécification de matériau standard pour les tubes sans soudure en acier inoxydable austénitique à faible teneur en carbone utilisés dans les applications corrosives et à haute température telles que les chaudières, les surchauffeurs et les échangeurs de chaleur. Le « TP » signifie produit en tube, « 316 » désigne la qualité de l'alliage et « L » indique une faible teneur en carbone.
Quelle est la différence entre ASTM A213 et ASTM A249 ?
La principale différence entre l'ASTM A213 et l'ASTM A249 réside dans la méthode de fabrication et les types de matériaux qu'ils couvrent : l'ASTM A213 spécifie les tubes en acier allié ferritique et austénitique sans soudure, tandis que l'ASTM A249 spécifie les tubes en acier austénitique soudés.
Quelle est la différence entre les tubes A213 et A269 ?
A213 est une norme pour les récipients sous pression et les chaudières, exigeant la prise en compte du fluage à haute température et des environnements à haute pression ; A269 est une norme à usage général souvent utilisée pour les tubes d’instrumentation et les tuyauteries générales résistantes à la corrosion. L'A213 impose des tests d'aplatissement, d'évasement et de dureté, tandis que l'A269 a des exigences relativement clémentes pour ces tests, les traitant parfois simplement comme des contrôles de référence.
Quels tests de propriétés mécaniques sont requis pour les tubes en acier inoxydable ASTM A213 ?
Selon la norme, les tests suivants doivent être effectués sur chaque lot :
Test de traction : pour déterminer la limite d'élasticité, la résistance à la traction et l'allongement.
Test de dureté : Pour les aciers inoxydables austénitiques (par exemple, 304/316), la dureté ne doit généralement pas dépasser 192 HBW ou 90 HRB.
Test d'aplatissement : Pour vérifier la ductilité du tube et détecter la présence de fissures.
Test d'évasement : pour simuler le processus d'expansion des tubes lors de l'installation dans les plaques tubulaires de l'échangeur de chaleur ; l'extrémité du tube doit être évasée jusqu'à un diamètre spécifié sans se fissurer.
Pourquoi des tests par courants de Foucault (ET) sont-ils souvent requis pour les tubes d'échangeur de chaleur A213 ?
Les tubes de l'échangeur de chaleur ont des parois minces.
Test hydrostatique : Pour vérifier que le tube peut résister à la pression sans fuite.
Test par courants de Foucault : Capable de détecter des trous microscopiques, des fissures ou des inhomogénéités de matériaux invisibles à l'œil nu.
Selon la norme A213, les essais électriques non destructifs (ET ou UT) peuvent généralement remplacer l'essai hydrostatique, à moins que le bon de commande n'exige explicitement les deux.
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