Prehľad bezšvíkových oceľových rúr ASTM A335 P5
ASTM A335 pokrýva bezšvíkové rúry z feritickej legovanej ocele pre vysokoteplotné-prevádzky vrátane kotlov, prehrievačov a petrochemických aplikácií. Trieda P5 je trieda 5Cr{6}}0,5Mo tejto špecifikácie: oceľová rúra z chróm-molybdénovej zliatiny s dobrou pevnosťou pri tečení a výrazne lepšou odolnosťou voči oxidácii ako triedy s nižším chrómom rovnakej skupiny.
P5 sa bežne vyberá tam, kde je prevádzková teplota príliš vysoká pre uhlíkovú oceľ a pre triedy 1,25Cr a 2,25Cr, ale tam, kde zliatiny 9Cr ešte nie sú opodstatnené. Dodáva sa ako bezšvíková rúra vyrábaná bez zvarového švu, čo je nevyhnutné pre vysokotlakové-služby, pretože odstraňuje potenciálnu líniu zlyhania od hranice tlaku.
Chemické zloženie triedy P5
Primárnou definíciou triedy je chémia. Úroveň chrómu vytvára na povrchu ochrannú vrstvu oxidu, zatiaľ čo molybdén podporuje zachovanie pevnosti a odolnosť proti tečeniu pri teplote. Požiadavky ASTM A335 P5 na tepelnú analýzu sú:
| Prvok | Zloženie (%) |
|---|---|
| uhlík (C) | 0,15 max |
| mangán (Mn) | 0.30–0.60 |
| fosfor (P) | 0,025 max |
| síra (S) | 0,025 max |
| kremík (Si) | 0,50 max |
| chróm (Cr) | 4.00–6.00 |
| molybdén (Mo) | 0.45–0.65 |
Nízke limity zvyškového fosforu a síry chránia húževnatosť v oblasti ovplyvnenej teplom zvaru-a obmedzený obsah uhlíka udržuje oceľ zvariteľnú pri zachovaní požadovaných minimálnych vlastností v ťahu.
Mechanické vlastnosti
Rúrka P5 je tepelne spracovaná do normalizovaného a temperovaného stavu, aby sa dosiahli nasledujúce minimálne hodnoty, overené ťahovou skúškou vzoriek z hotového výrobku:
| Nehnuteľnosť | Požiadavka |
|---|---|
| Pevnosť v ťahu | 415 MPa (60 ksi) min |
| Medza klzu | 205 MPa (30 ksi) min |
| Predĺženie | 30 % min za 2 palce. |
| Stav dodávky | Normalizované a temperované |
Oxidácia, sulfidácia a creepové správanie
Obsah chrómu 4,00 – 6,00 % je kľúčovým rozlišovacím znakom. Pri teplote vytvára povrch kompaktnú vrstvu oxidu chrómu, ktorá spomaľuje ďalšie usadzovanie, takže P5 toleruje nepretržitú prevádzku vysoko nad rozsahom, v ktorom uhlíková oceľ a ocele s nízkym -chrómom rýchlo oxidujú. Toto sa zvyčajne uvádza od približne 540 stupňov (1000 stupňov F) a vyššie, kde si P5 zachováva jasnú výhodu oproti materiálom 1,25Cr a 2,25Cr.
Rovnaká hladina chrómu v rafinérskych prevádzkach tiež zlepšuje odolnosť voči sulfidácii z horúcich sírových-procesných prúdov, a preto sa P5 objavuje v rúrach pecí a prenosových potrubí a nie iba v parných okruhoch.
Výroba a kontrola kvality
Bezšvíková rúra P5 sa vyrába dierovaním valcového predvalku za tepla a následným predĺžením a valcovaním výsledného plášťa na objednaný priemer a hrúbku steny. Pretože tu nie je žiadny zvarový šev, pevnosť je po celom obvode rovnomerná a rúra je vhodná pre vysokotlakové-pracovanie.
Špecifikácia vyžaduje oceľ roztavenú procesom riadenej pece s dodatočnou rafináciou podľa potreby, aby sa splnili limity zloženia. Hotová rúra sa overuje testovaním hydrostatickým tlakom, elektrickou ne-deštruktívnou skúškou, akou je kontrola vírivým prúdom alebo ultrazvukom, a testovaním sploštenia, ohybu, tvrdosti, chemickým testom a testom ťahom na základe odberu vzoriek z každej šarže.
Súvisiace špecifikácie a porovnanie známok
ASTM A213 T5 je porovnateľná špecifikácia rúr: nesie rovnaké požiadavky na chémiu a mechanické vlastnosti, ale je usporiadaná podľa presného vonkajšieho priemeru pre aplikácie kotlov a prehrievačov s menším{2}}priemerom. ASME SA335 P5 je kódové vydanie špecifikácie potrubia a je ekvivalentom ASTM A335 P5.
| stupňa | Nominálna chémia | Postavenie v rodine |
|---|---|---|
| P5 | 5Cr-0,5Mo | Vysoká odolnosť proti oxidácii a sulfidácii s miernou cenou zliatiny |
| P11 | 1,25Cr-0,5Mo | Nižší obsah chrómu, tým nižšia odolnosť proti usadzovaniu vodného kameňa a nižšia cena pre menej náročné zaťaženie |
| P22 | 2,25Cr-1Mo | Viac molybdénu ako P11 pre vyššiu pevnosť pri tečení, ale stále menej chrómu ako P5 |
| P9 | 9Cr-1Mo | Vyšší chróm a vyššia pevnosť pre náročnejšie-teplotné služby |
| P91 | 9Cr-1Mo-V-Nb | Pokročilá trieda s oveľa vyššou pevnosťou, ktorá umožňuje tenšie steny pri rovnakom tlaku |
V porovnaní s P11 je obsah chrómu v P5 zhruba štyrikrát vyšší, takže P5 ponúka lepšiu odolnosť voči oxidácii a sulfidácii a je preferovaný tam, kde sa životnosť riadi tvorbou vodného kameňa alebo napadnutím sírou. Prechod na P9 alebo P91 ďalej zvyšuje pevnosť a umožňuje ľahšie steny, ale zvyšuje zložitosť zvárania a náklady.
Často kladené otázky o potrubí ASTM A335 P5
Otázka: Aký je bežný názov pre ASTM A335 P5?
Zvyčajne sa nazýva 5% chróm, pol percenta molybdénovej ocele alebo skrátene 5Cr-0,5Mo.
Otázka: Aká je maximálna prevádzková teplota pre potrubie P5?
Odolnosť voči oxidácii sa bežne používa od približne 540 stupňov (1000 stupňov F) vyššie, s povoleným limitom stanoveným príslušným konštrukčným predpisom a úrovňou napätia.
Otázka: Aký je rozdiel medzi A335 P5 a A213 T5?
Majú rovnaké chemické a mechanické požiadavky; A213 T5 je špecifikácia potrubia zoradená podľa presného vonkajšieho priemeru, zatiaľ čo A335 P5 je špecifikácia potrubia zoradená podľa nominálnej veľkosti potrubia.
Otázka: Prečo zvoliť P5 namiesto P11 alebo P22?
Úroveň 4,00 – 6,00 % chrómu poskytuje výrazne lepšiu odolnosť voči oxidácii a sulfidácii, čo je dôležité v rafinérskych prúdoch a službách horúcich plynov, kde je dizajn poháňaný tvorbou vodného kameňa.
Otázka: Ako musí byť potrubie P5 tepelne spracované a zvárané?
Potrubie sa dodáva normalizované a temperované. Zváranie vyžaduje kontrolované predhrievanie, zodpovedajúci chróm-molybdénový prídavný kov a tepelné spracovanie po-zváraní, aby sa obnovila pevnosť spoja.
Otázka: V ktorých priemyselných odvetviach je potrubie P5 najbežnejšie?
Výroba energie pre rúrky kotlov a prehrievačov a vysokoteplotné parné vedenia, petrochemické a rafinačné potrubia a komponenty pecí a výroba tlakových nádob pre zberače a rozdeľovače.
ASTM A335 P5 vypĺňa medzeru medzi rúrami z nízko-chrómovej zliatiny a triedami 9Cr, pričom poskytuje spoľahlivú pevnosť pri vysokých-teplotách a odolnosť proti usadzovaniu pri priemernej cene zliatiny.
