ASTM A691 Electric-Fusion-Zvárané potrubie
Základný prehľad
ASTM A691je štandardná špecifikácia prerúrky z uhlíkovej a legovanej ocele, elektricky-fúzne{1}}zvárané (EFW) s pridaným prídavným kovom, vyrobené z tlakovej-nádoby-kvalitného plechu . Táto špecifikácia je špeciálne navrhnutá prevysokotlaková služba pri vysokých{0}teplotách, vďaka čomu je nevyhnutný pre náročné aplikácie v energetike, rafinériách a petrochemických závodoch.
Označenie „elektrická{0}}fúzia-zvárané“ odlišuje tento proces od ERW (pri ktorom sa nepoužíva prídavný kov) a označuje, že rúra sa vyrába formovaním kvalitných dosiek tlakovej nádoby do valca a zváraním pozdĺžneho švu pomocou procesu elektrického oblúkapridaný prídavný kov .
Kľúčové vlastnosti
| Funkcia | Popis |
|---|---|
| Výrobný proces | Elektrické{0}}tavné zváranie (EFW) s pridaným prídavným kovom; typicky zvárané pod tavivom (SAW) |
| Materiálový zdroj | Dosky kvality pre tlakové-nádoby- (ASTM A387 Cr-zliatiny Mo, A204, A299, A537 atď.) |
| Primárna aplikácia | Vysokotlaková-služba privysoké teploty(až do 593 °C / 1100 °F) |
| Rozsah priemeru | 16 palcov (400 mm) a viacnominálne; do 48"+ |
| Hrúbka steny | Až do3 palce (75 mm)vrátane |
| Dĺžka | Typicky 8 m až 12,5 m; vlastné dĺžky k dispozícii |
| Tepelné spracovanie | Požiadavky na triedu (uvoľnenie napätia, normalizované, normalizované a temperované, kalené a temperované) |
| Typ zvaru | Pozdĺžne, s výplňovým kovom |
Systém označovania tried
ASTM A691 používa dvoj{1}}systém označovania častí:stupňa(s uvedením materiálu dosky) atriedy(s uvedením tepelného spracovania a úrovne kontroly) .
Stupne (materiál dosky)
| Stupeň potrubia | Špecifikácia zodpovedajúcej dosky | Oceľový typ | Typická aplikácia |
|---|---|---|---|
| CM-65, CM-70, CM-75 | ASTM A204/A204M | Uhlík-molybdén | Všeobecná-služba pri vysokej teplote |
| CMSH-70, CMSH-80 | ASTM A537/A537M | Uhlík-mangán-kremík | Kalené a temperované druhy |
| CMS-75 | ASTM A299/A299M | Uhlík-mangán-kremík | Stredná sila |
| ½ CR | ASTM A387/A387M Stupeň 2 | 0,5 % Cr - 0.5 % Mo | Mierne vysoké{0}}teploty |
| 1CR | ASTM A387/A387M Trieda 12 | 1 % Cr - 0.5 % Mo | Všeobecná-služba pri vysokej teplote |
| 1¼ CR | ASTM A387/A387M Trieda 11 | 1,25 % Cr - 0.5 % Mo | Spoločné pre potrubia rafinérie |
| 2¼ CR | ASTM A387/A387M Trieda 22 | 2,25 % Cr - 1 % Mo | Vynikajúca odolnosť voči tečeniu, elektrárne |
| 3CR | ASTM A387/A387M Trieda 21 | 3 % Cr - 1 % Mo | Služba pri vysokých{0}}teplotách |
| 5CR | ASTM A387/A387M Trieda 5 | 5 % Cr - 0.5 % Mo | Odolnosť proti oxidácii a korózii |
| 9CR | ASTM A387/A387M Trieda 9 | 9 % Cr - 1 % Mo | Vysoká-teplota, vysoká-korózna ochrana |
| 91 | ASTM A387/A387M Trieda 91 | 9 % Cr - 1 % Mo - V - Nb | Vynikajúca pevnosť pri tečení, pokročilé elektrárne |
Označenia tried (tepelné spracovanie a kontrola)
Systém číslovania tried sa riadi logickým vzorom, kdeprvá číslica označuje typ tepelného spracovaniaadruhá číslica označuje úroveň kontroly :
| triedy | Tepelné spracovanie | Rádiografia (RT) | Tlaková skúška | Spoločný faktor (E) |
|---|---|---|---|---|
| 10, 12 | žiadne | Nie / Áno | Nie / Áno | 0.85 |
| 20, 22 | Úľava od stresu | Nie / Áno | Nie / Áno | 0.90 |
| 30, 32 | Normalizované | Nie / Áno | Nie / Áno | 1.00 |
| 40, 42 | Normalizované a temperované | Nie / Áno | Nie / Áno | 1.00 |
| 50, 52 | Kalené a temperované | Nie / Áno | Nie / Áno | 1.00 |
Bežné výbery-pre vysokoteplotné služby :
Trieda 22:Odľahčené, plne skontrolované – štandard pre mnohé aplikácie
Trieda 32:Normalizované, plne kontrolované – keď je potrebné zjemnenie zrna
Trieda 42:Normalizované a temperované, plne kontrolované – pre vylepšené vlastnosti pri zvýšených{0}}teplotách
Chemické zloženie (typické pre bežné Cr-Mo triedy)
| stupňa | % uhlíka (C) | Mangán (Mn) % | % chrómu (Cr) | molybdén (Mo) % |
|---|---|---|---|---|
| ½ CR | 0,17 max | 0.40-0.65 | 0.50-0.80 | 0.44-0.65 |
| 1CR | 0,17 max | 0.40-0.65 | 0.80-1.15 | 0.44-0.65 |
| 1¼ CR | 0,17 max | 0.40-0.65 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 |
| 2¼ CR | 0,17 max | 0.30-0.60 | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 |
| 5CR | 0,17 max | 0.30-0.60 | 4.00-6.00 | 0.44-0.65 |
| 9CR | 0,15 max | 0.30-0.60 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 |
*Poznámka: Skutočné hodnoty sa líšia podľa špecifikácie dosky. Na kvalitu ekvivalentnú PSL2 sa vzťahujú prísnejšie limity.*
Mechanické vlastnosti (typické pre Cr-Mo triedy)
| stupňa | Medza klzu (min) | Pevnosť v ťahu (min) | % predĺženie (min) |
|---|---|---|---|
| ½ CR | 205 MPa (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 1CR | 205 MPa (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 1¼ CR | 205 MPa (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 2¼ CR | 205 MPa (30 ksi) | 415-585 MPa (60-85 ksi) | 18-20 |
| 5CR | 205 MPa (30 ksi) | 415-585 MPa (60-85 ksi) | 18-20 |
| 9CR | 205 MPa (30 ksi) | 415-585 MPa (60-85 ksi) | 18-20 |
Poznámka: Vyššie triedy pevnosti (napr. 91) majú vyššie požiadavky na pevnosť. Vlastnosti pri zvýšenej teplote (pevnosť pri tečení) sú primárnym návrhovým hľadiskom.
Rozmerové tolerancie
| Parameter | Tolerancia |
|---|---|
| Vonkajší priemer (telo potrubia) | ±0,5 % špecifikovanej OD |
| Vonkajší priemer (konce rúr) | ±0,25 % špecifikovanej OD |
| Hrúbka steny | +10 % / -5 % nominálnej hodnoty |
| Ovalita (elipticita) | ≤ 1,0 % špecifikovanej OD |
| Priamosť | ≤ 3 mm na 3 m dĺžky |
| Dĺžka | 8-12,5 m štandard; zvyk podľa dohody |
Požiadavky na testovanie a kontrolu
| Typ testu | Účel | Použiteľnosť |
|---|---|---|
| Chemická analýza | Skontrolujte zloženie materiálu dosky | Za teplo |
| Test napätia | Overenie klzu a pevnosti v ťahu (izbová teplota) | Za kus |
| Zvýšené teplotné napätie | Overte pevnosť-pri vysokej teplote | Keď je špecifikované |
| Skúška ohybu priečne vedeného zvaru | Overte ťažnosť a integritu zvaru | Všetky potrubia |
| Rádiografické vyšetrenie (RT) | Zistiť chyby zvaru – po celej dĺžke každého zvaru | Vyžaduje sa pre triedy s „1“ alebo „2“ ako druhou číslicou |
| Hydrostatický test | Dôkaz o tesnosti-tesnosti | Vyžaduje sa pre triedy s „2“ alebo „3“ ako druhou číslicou |
| Test dopadu (Charpy V-zárez) | Overte odolnosť- pri nízkych teplotách | Vyžaduje sa pre mnoho aplikácií |
| PMI (Pozitívna identifikácia materiálu) | Skontrolujte zloženie zliatiny | 100% pre zliatiny |
| Skúška tvrdosti | Overte konzistentné vlastnosti | Keď je špecifikované |
| Test HIC/SSC | Overenie kyslej služby | Keď je špecifikované |
Porovnanie: ASTM A691 vs. A671 vs. A672
Všetky tri špecifikácie používajú rovnaký výrobný proces, ale používajú sa v rôznych teplotných rozsahoch:
| Aspekt | ASTM A691 | ASTM A672 | ASTM A671 |
|---|---|---|---|
| Servisná teplota | Vysoké teploty(až do 593 °C) | Mierne teploty(-29 °C až 343 °C) | Atmosférické a nižšie teploty(až do -46°C) |
| Primárne zameranie | Vysoká-teplotná pevnosť, odolnosť proti tečeniu | Zvýšená teplotná pevnosť, vysoký{0}}tlak | Húževnatosť pri nízkych-teplotách, rázové vlastnosti |
| Základná doska | A387 (zliatiny Cr-Mo) | A515, A516 (uhlíková oceľ) | A516, A285 (uhlíková oceľ) |
| Typické stupne | 1CR, 1,25CR, 2,25CR, 5CR, 9CR, 91 | B60, B65, B70, C55, C60, C65 | CB60, CB65, CB70 |
| Typ materiálu | Chróm-moly legovaná oceľ | Uhlíková oceľ (zabitá) | Uhlíková oceľ (mletá/jemnozrnná) |
| Bežné aplikácie | Vysokoteplotné parné vedenia, rafinérske ohrievače, pripojenia prehrievačov | Vonkajšie potrubie kotla, procesné linky s miernou teplotou | Nízkoteplotné{0}}procesné potrubie, LNG, chladenie |
| Zvarový faktor (E) | 0,85 – 1,0 (trieda 32/42=1.0) | 0,85 – 1,0 (trieda 32/42=1.0) | 0,85 – 1,0 (trieda 32/42=1.0) |
Bežné aplikácie
| priemysel | Aplikácie | Typické stupne |
|---|---|---|
| Generovanie energie | Vedenie prehriatej pary, zberače kotlov, hlavné parné potrubie, prípojky prehrievača | 2¼ ČR, 91 |
| Rafinácia ropy | Potrubie katalytického krakovania, hydrokrakovacie reaktory, prenosové potrubia ohrievača, potrubie pre vysokoteplotné{0}}procesy | 1CR, 1¼ CR, 2¼ CR, 5CR |
| Chemické spracovanie | Vysokoteplotné procesné linky, odpadové potrubie reaktora, vysokotlakové syntézne slučky- | 5CR, 9CR |
| Ropa a plyn | Vysokotlakové{0}}vysokoteplotné{1}}potrubia (HPHT), zariadenia na spracovanie | 1¼ CR, 2¼ CR |
| Systémy prenosu tepla | Výmenníky tepla, rekuperačné jednotky odpadového tepla, vykurovacie telesá | 1CR, 1¼ CR |
Kľúčové výhody
| Výhoda | Popis |
|---|---|
| Vysoká{0}}teplotná pevnosť | Navrhnuté pre trvalú prevádzku pri zvýšených teplotách až do 593 °C (1100 °F) |
| Odolnosť voči tečeniu | Cr-Mo zliatiny poskytujú vynikajúcu odolnosť voči deformácii pri tečení pri vysokých teplotách |
| Možnosť veľkého priemeru | Dokáže vyrábať rúry s priemerom od 16" do 48"+ – oveľa väčšie ako bezproblémové možnosti |
| Hrubé steny | Vhodné pre vysokotlakové-aplikácie vyžadujúce značnú hrúbku steny (až 75 mm) |
| Možnosti legovanej ocele | K dispozícii je široká škála druhov zliatin Cr-Mo pre rôzne vysoké-teplotné požiadavky |
| Možnosti kontroly kvality | Systém tried umožňuje zosúladiť úroveň kontroly s kritickosťou služby |
| Vysoká účinnosť kĺbov | Trieda 32/42 dosahuje súčiniteľ spoja E=1.00, čím sa znižuje požadovaná hrúbka steny |
Dôležité úvahy
1. Obmedzenia teploty
ASTM A691 je špeciálne prevysokoteplotné{0}}služby(až do 593 °C / 1100 °F)
Rôzne druhy majú rôzne maximálne teplotné limity – pozrite si príslušné predpisy
Pre prevádzku nad 540 °C (1000 °F) sa zvyčajne vyžadujú vyššie zliatiny (9CR, 91)
2. Výber triedy
½ CR, 1 CR, 1 ¼ CR:Mierne vysoké{0}}teplotné služby, dobrá zvárateľnosť
2¼ CR:Vynikajúca odolnosť proti tečeniu, štandard pre potrubia elektrárne
5CR, 9CR:Vylepšená odolnosť voči oxidácii a korózii, vhodné pre prostredia s vysokým-sírou
91:Pokročilá oceľ 9Cr-1Mo-V pre aplikácie pri extrémne vysokých teplotách vyžadujúce vynikajúcu pevnosť pri tečení
3. Výber triedy
Systém číslovania tried uľahčuje výber:
Prvá číslica= tepelné spracovanie: 10 (ako-zvárané), 20 (uvoľnenie napätia), 30 (normalizované), 40 (normalizované a temperované), 50 (kalené a temperované)
Druhá číslica= kontrola: 0 (žiadna), 1 (iba RT), 2 (RT + hydrotest), 3 (iba hydrotest)
Najbežnejšie výbery pre-vysokoteplotné služby :
Trieda 22:Odľahčené, plne skontrolované – štandard pre mnohé aplikácie
Trieda 32:Normalizované, plne kontrolované – keď je potrebné zjemnenie zrna
Trieda 42:Normalizované a temperované, plne kontrolované – pre vylepšené vlastnosti pri zvýšených{0}}teplotách
4. Spoločný faktor účinnosti
Pre procesné potrubia navrhnuté podľa ASME B31.3 závisí koeficient účinnosti spoja (E) od triedy:
Trieda 10/12: E = 0.85
Trieda 20/22: E = 0.90
Trieda 30/32/40/42/50/52: E = 1.00
Špecifikácia triedy 32 alebo 42 umožňuje súčiniteľ spoja 1,0, čím sa znižuje požadovaná hrúbka steny a hmotnosť potrubia.
5. Súlad s kódexom
ASME Code: Často používaný pre aplikácie kódov kotlov a tlakových nádob
Akceptačné a konštrukčné faktory nájdete v príslušných stavebných predpisoch (ASME B31.1 Power Piping, B31.3 Process Piping).
6. Zabezpečenie kvality
Certifikát o skúške mlyna:EN 10204 Typ 3.1 alebo 3.2zvyčajne potrebné pre kritické aplikácie
Zabezpečte, aby boli zdokumentované všetky požadované testy (RT, hydrotest, náraz, PMI) pre špecifikovanú triedu
Krivky a záznamy PWHT (P-Tepelné spracovanie po zváraní) potrebné na overenie
Zhrnutie
Rúrka ASTM A691 EFWje štandardná špecifikácia pre veľké-priemerové elektrické-fúzne- rúrky z uhlíkovej a legovanej ocele vyrobené z kvalitných plechov pre tlakové nádobyvysokotlaková služba pri vysokých{0}teplotách. Vyznačuje sa svojímstupňa(s uvedením materiálu dosky, napr. 2¼ CR z A387 triedy 22 pre prevádzku pri zvýšenej teplote) atriedy(s uvedením úrovne tepelného spracovania a kontroly, napr. trieda 22 pre napätie-odstránené rádiografiou a hydroskúškou) .
Dostupné v priemeroch od16 palcov (400 mm) až viac ako 48 palcovs hrúbkou steny do75 mmRúry A691 sa vyrábajú pomocou obojstranného- zvárania pod tavivom (DSAW) s pridaným prídavným materiálom. Systém Class umožňuje inžinierom vybrať vhodnú kombináciu tepelného spracovania a kontroly na základe kritickosti služby, pričom vyššie triedy dosahujú spoločný faktor účinnosti 1.0 .
Kedy špecifikovať ASTM A691:
Systém pracuje pri vysokom tlaku avysoká teplota(nad 343 °C / 650 °F)
Chróm-moly legovaná oceľ je potrebná pre odolnosť proti tečeniu a odolnosť proti oxidácii
Aplikácie zahŕňajú rozvody prehriatej pary, prenosové potrubia rafinérskych ohrievačov a vysokoteplotné{0}}procesné potrubia
Veľké priemery a hrubé steny sú potrebné tam, kde nie je možné bezšvíkové potrubie
Pri objednávke uveďte:ASTM A691, trieda [napr. 2¼ CR], trieda [napr. 22], veľkosť (OD x WT), dĺžka, konečná úprava, tepelné spracovanie a akékoľvek dodatočné požiadavky.
