ASTM A691 Chrómová-oceľová rúra z molybdénovej zliatiny pre vysokoteplotné-servisy
Prehľad
ASTM A691krytychrómové-molybdénové legované oceľové rúry vyrobené elektrickým-fúznym-zváraním (vrátane procesov ERW)určené na prevádzku pri vysokých{0}}teplotách a{1}}vysokom tlaku, zvyčajne vvýroba energie a rafinérske aplikácie. Táto špecifikácia jezváraný ekvivalent ASTM A335bezšvíkové potrubie pre podobné prevádzkové podmienky.
Druhy materiálov a rozsahy použitia
| stupňa | Označenie zliatiny | Typické P{0}}čísla (ASME) | Rozsah primárnej prevádzkovej teploty |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mo (CMSH) | 1,25Cr-0,5Mo-Si | P-4, P-5A | Až 1100 stupňov F (593 stupňov) |
| 2¼Cr-1Mo | 2,25Cr-1Mo | P-5B, P-5C | Až 1200 stupňov F (649 stupňov) |
| 5 Kr-½ mes | 5Cr-0,5Mo | P-7 | Až 1200 stupňov F (649 stupňov) |
| 9Cr-1Mo | 9Cr-1Mo | P-9 | Až 1200 stupňov F (649 stupňov) |
| 9Cr-1Mo-V | 9Cr-1Mo-V (91. stupeň) | P-91 | Až 1300 stupňov F (704 stupňov) |
Poznámka:Tieto druhy sú označené ich nominálnym obsahom chrómu a molybdénu. Zváraná rúra musí po zváraní prejsť úplným tepelným spracovaním (normalizovať a temperovať), aby splnila požiadavky na mechanické vlastnosti.
Mechanické vlastnosti (minimálne požiadavky)
| stupňa | Pevnosť v ťahu | Medza klzu | Predĺženie v 2" (min) |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½mes | 60 000 psi (415 MPa) | 30 000 psi (205 MPa) | 20% |
| 2¼Cr-1Mo | 60 000 psi (415 MPa) | 30 000 psi (205 MPa) | 20% |
| 5 Kr-½ mes | 60 000 psi (415 MPa) | 30 000 psi (205 MPa) | 20% |
| 9Cr-1Mo | 60 000 psi (415 MPa) | 30 000 psi (205 MPa) | 20% |
| 9Cr-1Mo-V (Gr.91) | 85 000 psi (585 MPa) | 60 000 psi (415 MPa) | 20% |
Vlastnosti sa uplatňujú po konečnom tepelnom spracovaní. Vlastnosti v ťahu pri vyššej teplote sú definované v ASME oddiel II, časť D.
Chemické zloženie (kľúčové prvky, hmotnostné %)
| stupňa | C | Mn | P (max.) | S (max.) | Si | Cr | Mo | Iné |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½mes | 0,15 max | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50-1.00 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | - |
| 2¼Cr-1Mo | 0,15 max | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0,50 max | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 | - |
| 5 Kr-½ mes | 0,15 max | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0,50 max | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
| 9Cr-1Mo | 0,15 max | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.25-1.00 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 | - |
| 9Cr-1Mo-V | 0.08-0.12 | 0.30-0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.20-0.50 | 8.00-9.50 | 0.85-1.05 | V: 0.18-0.25 Nb: 0,06-0,10 N: 0.030-0.070 |
*Stupeň 91 (9Cr-1Mo-V) má prísne kontroly zloženia pre zvýšenú pevnosť pri tečení.*
Proces výroby a tepelného spracovania
Výrobná sekvencia pre ERW A691:
Výroba platní/zvitkov:Legovaná oceľ s precíznou kontrolou chémie.
Príprava okrajov:Frézované hrany na zváranie.
Tvarovanie a zváranie:Tvarované za studena a zvárané procesom ERW.
Normalizácia celého tela{{0}:Zahrievanie nad teplotu Ac₃ (zvyčajne 1600-1900 stupňov F / 870-1040 stupňov, v závislosti od stupňa) s následným chladením vzduchom.
Temperovanie:Opätovný ohrev pod Ac₁ (zvyčajne 1100-1350 stupňov F / 595-730 stupňov) a udržiavanie na dosiahnutie požadovanej húževnatosti a ťažnosti.
Testovanie a kontrola:Mechanické testovanie a NDE na tepelne-spracovanom materiáli.
kritické:Thekonečné mechanické vlastnosti sú stanovené týmto post{0}}tepelným spracovaním po zváraní (PWHT)nie podľa stavu-zvaru.
Štandardné veľkosti a rozmerové tolerancie
| Parameter | Typický rozsah | Tolerancie (podľa ASTM A691) |
|---|---|---|
| Vonkajší priemer | 4,5" až 42"+ | ±0,75 % špecifikovanej OD |
| Hrúbka steny | 0,188" až 4,0"+ | +12.5 %, -10 % nominálnej steny |
| Dĺžka | Až 65 stôp | +1/4", -0" pre dĺžky rezu |
Poznámka: A691 sa bežne vyrába vo väčších priemeroch a hrubších stenách, kde je zváranie ekonomickejšie ako bezšvíková výroba (A335).
Povinné testovanie a zabezpečenie kvality
| Test | Požiadavka | Frekvencia | Účel |
|---|---|---|---|
| Hydrostatický test | Tlak podľa špecifikovaného vzorca (min 1000 psi). | 100% potrubia | Overenie tesnosti. |
| Ne{0}}deštruktívne vyšetrenie | Rádiografický (RT) alebo ultrazvukový (UT) zvar po celej dĺžke. | 100% potrubia | Integrita zvaru a detekcia plošných defektov. |
| Skúška ťahom | Jeden na teplo, na hrúbku steny, na dávku tepelného spracovania. | Povinné | Overte mechanické vlastnosti. |
| Skúška tvrdosti | Brinell alebo Rockwell na každom kuse (často na kupóne). | 100 % potrubia (alebo na šaržu) | Overte správne tepelné spracovanie a temperovanie. |
| Test sploštenia | Pre materiál s vonkajším priemerom menším alebo rovným 8⅝". | 2 za dávku | Overenie ťažnosti. |
| Test ohybu | Skúška priečneho ohybu cez zvar. | 2 za dávku | Ťažnosť zóny zvaru. |
Certifikácia:Mill Test Certificate (MTC) musí obsahovať chemickú analýzu, výsledky mechanických skúšok, záznamy o tepelnom spracovaní a správy NDE.
Primárne aplikácie
Generovanie energie:
Hlavné parné vedenia a horúce ohrievacie vedenia(elektrárne na fosílne palivá)
Potrubie prehrievača a dohrievača kotla
Systémy vysokoteplotných hlavičiek{0}
Potrubie parného generátora s rekuperáciou tepla (HRSG).
Rafinácia ropy a petrochémia:
Potrubie katalytickej krakovacej a hydrokrakovacej jednotky
Linky na prenos reformátora a ohrievača
Vysokoteplotné potrubie na vodík{0}}
Všeobecná služba pre vysoké{0}}teploty:
Procesné potrubiev chemických závodoch
Syngas & Synthesis Loops
Úvahy o dizajne a výrobe
Kľúčové výhody oproti bezproblémovému (A335):
Cenovo-efektívne for large diameters (>16") a hrubé steny.
Dostupnosťdlhých, jednoduchých dĺžok.
Konzistentná hrúbka stenypo obvode.
Dôležité poznámky k výrobe:
zváranie:Vyžaduje predhriatie, riadenú medziprechodovú teplotu atepelné spracovanie po zváraní (PWHT)zodpovedajúcu alebo prekračujúcu pôvodnú teplotu temperovania potrubia.
Trieda 91 (9Cr-1Mo-V):Má špecifické zváracie techniky "temper bead" a prísne požiadavky PWHT na udržanie pevnosti pri tečení.
Ohýbanie:Ohýbanie za tepla je štandardné; často používané indukčné ohýbanie. Musí nasledovať plná PWHT.
Nie pre ťažkú cyklickú službu:Pozdĺžny zvar je potenciálne miesto iniciácie únavy, pokiaľ nie je dôkladne skontrolovaný.
Porovnanie s kľúčovými štandardmi
| Funkcia | ASTM A691 (ERW) | ASTM A335 (bezšvové) | ASTM A672 (EFW) |
|---|---|---|---|
| Proces | Elektrické odporovo zvárané | Bezšvové | Zvárané elektrickým tavením (píla/ponorný oblúk) |
| Primárne použitie | Vysoká-teplota/tlak | Vysoká-teplota/tlak | Mierna teplota/tlak (často pre nízku teplotu) |
| Tepelné spracovanie | Vyžaduje sa (normalizovať a temperovať) | Vyžaduje sa (normalizovať a temperovať) | Povinné (rôzne) |
| Typický rozsah veľkostí | Stredné až veľké OD | Celý sortiment | Len veľké OD |
| Cost Driver | Ekonomické pre veľkú/ťažkú stenu | Vyššia cena pre všetky veľkosti | Ekonomické pre veľmi veľké OD |
| Kontrola zvarov | RT alebo UT povinné | Neuplatňuje sa | RT alebo UT povinné |
Zhrnutie
Rúrka ASTM A691 ERWposkytuje anákladovo-efektívna, vysokovýkonná{1}}alternatíva bezšvíkových rúr (A335)pre vysokoteplotné-chrómové-oceli legovanej molybdénom, najmä pri veľkých priemeroch. Jeho vhodnosť je podmienenáprísne dodržiavanie tepelného spracovania po-zváranía komplexné nedeštruktívne vyšetrenie na zabezpečenie integrity zvaru ekvivalentnej k základnému kovu.
Je to ašpecializovaný produktpre kritické služby, kde musia konštruktéri starostlivo vyhodnotiť kompromisy- medzi cenou, prítomnosťou pozdĺžneho zvaru a špecifickými prevádzkovými podmienkami (najmä cyklickým zaťažením).
*Poznámka: Pre všetky aplikácie vysokoteplotných zliatin sa musí dizajn riadiť normami ASME B31.1 (Power Piping) alebo B31.3 (Process Piping) a postupy zvárania musia byť kvalifikované podľa ASME Časť IX.*
