Bezšvíkové rúry z uhlíkovej ocele JIS G3455 pre služby pri vysokých-teplotách
Prehľad
JIS G3455je japonský priemyselný štandard prebezšvíkové rúry z uhlíkovej ocele určené pre-vysokoteplotné použitiev kotloch, výmenníkoch tepla, prehrievačoch a iných tlakových aplikáciách, kde je kritická pevnosť pri zvýšenej teplote. Je to japonský ekvivalentASTM A106aDIN 17175, špeciálne navrhnuté pre služby nad 350 stupňov .
Oceľové triedy a teplotné triedy
JIS G3455 definuje stupne na základemaximálna povolená prevádzková teplota:
| Označenie stupňa | Maximálna prevádzková teplota | Porovnateľná trieda ASTM | Kľúčová charakteristika |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Až 425 stupňov | A106 Gr. C / A53 Sk. B | Všeobecná vysokoteplotná-uhlíková oceľ |
| STPA 20 | Až 450 stupňov | A335 Gr. P1 / T1 | 0,5 % molybdénovej ocele pre odolnosť proti tečeniu |
| STPA 22 | Až 475 stupňov | A335 Gr. P2 / T2 | Nízkolegovaná oceľ 0,5Cr-0,5Mo |
| STPA 23 | Až 500 stupňov | A335 Gr. P12 / T12 | 1Cr-0,5Mo legovaná oceľ |
| STPA 24 | Až 550 stupňov | A335 Gr. P11 / T11 | Legovaná oceľ 1,25Cr-0,5Mo-Si |
| STPA 25 | Až 550 stupňov | A335 Gr. P22 / T22 | Legovaná oceľ 2,25Cr-1Mo |
| STPA 26 | Až 600 stupňov | A335 Gr. P5 / T5 | Legovaná oceľ 5Cr-0,5Mo |
nomenklatúra:
STP: Bezšvíková trubica pre tlakové účely
A: Označuje legovanú oceľ (triedy s vyššou teplotou)
číslo: Postupné označenie stupňa (nezaložené-na sile)
Mechanické vlastnosti pri izbovej teplote
| stupňa | Pevnosť v ťahu (MPa) | Medza klzu (MPa) Min | Predĺženie (%) Min |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
| STPA 20 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
| STPA 22 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
| STPA 23 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
| STPA 24 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
| STPA 25 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
| STPA 26 | Väčšie alebo rovné 410 | 245 | 25 |
Poznámka: Vlastnosti ťahu pri vyššej teplote sú definované v samostatných tabuľkách pre návrhové výpočty.
Chemické zloženie (maximálne %)
| stupňa | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Iné |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | 0.25 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| STPA 20 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | 0.45-0.65 | - |
| STPA 22 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.50-0.80 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 23 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.80-1.25 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 24 | 0.15 | 0.50-1.00 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 1.00-1.50 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 25 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 2.00-2.50 | 0.90-1.20 | - |
| STPA 26 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
Všetky druhy sú zušľachtené ocele s kontrolovaným obsahom hliníka na zjemnenie zrna.
Výrobný proces
Spôsob výroby:
Výroba ocele:Elektrická oblúková alebo zásaditá kyslíková pec so sekundárnou rafináciou
Odlievanie ingotov:Zabitá oceľ s riadeným tuhnutím
Práca za tepla:Piercing pomocou Mannesmannovho procesu, po ktorom nasleduje valcovanie za tepla alebo extrúzia
Tepelné spracovanie: Povinné- Všetky rúry sú tepelne spracované:
STPA 12:Normalizované alebo normalizované a temperované
STPA 20-26:Normalizované a temperované
Dokončenie:Rovnanie, rezanie, skúšanie, kontrola
Rozsah veľkostí:
Vonkajší priemer:10,5 mm až 900 mm (≈ 0,4" až 35")
Hrúbka steny:1,0 mm až 100 mm
dĺžka:Typicky 4-8 m; k dispozícii väčšie dĺžky až do 18 m
Požiadavky na tepelné spracovanie
| stupňa | Povinné tepelné spracovanie | Typický teplotný rozsah |
|---|---|---|
| STPA 12 | Normalizované alebo Normalizované a temperované | Normalizácia: 880-950 stupňov Teplota: 600-700 stupňov |
| STPA 20 | Normalizované a temperované | Normalizácia: 880-950 stupňov Teplota: 630-730 stupňov |
| STPA 22 | Normalizované a temperované | Normalizácia: 900-980 stupňov Teplota: 650-750 stupňov |
| STPA 23 | Normalizované a temperované | Normalizácia: 900-1000 stupňov Teplota: 680-780 stupňov |
| STPA 24 | Normalizované a temperované | Normalizácia: 900-1000 stupňov Teplota: 680-780 stupňov |
| STPA 25 | Normalizované a temperované | Normalizácia: 900-1000 stupňov Teplota: 680-780 stupňov |
| STPA 26 | Normalizované a temperované | Normalizácia: 900-1050 stupňov Teplota: 700-800 stupňov |
Poznámka: Rýchlosti chladenia a doby temperovania sú riadené tak, aby sa dosiahla požadovaná mikroštruktúra.
Požiadavky na testovanie a kontrolu
| Test | Štandardná referencia (JIS) | Požiadavka |
|---|---|---|
| Skúška ťahom | JIS Z 2241 | Jeden na teplo. Priečne vzorky pre OD Väčšie alebo rovné 40 mm. |
| Test sploštenia | JIS Z 2248 | Pre rúry s vonkajším priemerom menším alebo rovným 50 mm a stenou < 10 % vonkajšieho priemeru. |
| Skúška tvrdosti | JIS Z 2245 | Často špecifikované pre zliatiny na overenie temperovania. |
| Hydrostatický test | JIS G 3455 oddiel 8 | Povinné.Tlak Väčší alebo rovný 7 MPa alebo vypočítaný vzorec. |
| Nedeštruktívny test | UT, RT alebo MT | Môže byť špecifikované pre kritické aplikácie. |
| Test veľkosti zrna | JIS G 0551 | Často sa vyžaduje pre triedy odolné voči tečeniu-. |
| Vysoká{0}}teplotná pevnosť v ťahu | JIS Z 2271 | Môže byť špecifikované na overenie návrhu. |
Hydrostatický skúšobný tlak:
minimum:7 MPa(1 015 psi)
Vypočítané: P=2×S×tDP=D2×S×t
Kde S=70 % minimálnej medze klzu pri izbovej teplote
Rozmerové tolerancie
| Rozmer | Tolerancia (podľa JIS G 3455) |
|---|---|
| Vonkajší priemer | OD Menšie alebo rovné 50 mm: ±0,5 mm 50 < OD 200 mm alebo menej: ±1,0 % OD > 200 mm: ±0,75 % |
| Hrúbka steny | +12.5 %, -10 % nominálnej steny |
| Dĺžka | Pevná dĺžka: +10 mm, 0 mm |
| Priamosť | Menšie alebo rovné 0,2 % celkovej dĺžky |
| Hmotnosť | ±10 % teoretickej hmotnosti jednej rúry |
Aplikácie
Primárne odvetvia:
Generovanie energie:Hlavné parné rozvody, rozvody horúceho ohrevu, prehrievače, kotlové rúry
Petrochemický:Katalytické krakovacie jednotky, reformátory, ohrievače
Rafinácia:Vysokoteplotné{0}}procesné potrubie, prenosové vedenia
Priemyselné kotly:Vysokotlakové parné{0}systémy
Chemické závody:Vysokoteplotné{0}reaktorové systémy
Špecifické služby:
Superheated steam (>400 stupňov)
Horúci olej a tepelné kvapaliny
Procesné plyny pri zvýšených teplotách
Teplonosné kvapaliny vo výmenníkoch
Vysokoteplotný{0}}vodík (s obmedzeniami)
Porovnanie s medzinárodnými štandardmi
| stupňa | JIS G3455 | Ekvivalent ASTM | Ekvivalent DIN | EN Ekvivalent |
|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | C Menšie alebo rovné 0,25 %, max. 425 stupňov | A106 Gr. C | St 35.8 | P235GH |
| STPA 20 | 0,5 Mo, 450 stupňov max | A335 P1/T1 | 15Mo3 | 16Mo3 |
| STPA 22 | 0,5Cr-0,5Mo, 475 stupňov max | A335 P2/T2 | 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 |
| STPA 23 | 1Cr-0,5Mo, 500 stupňov max | A335 P12/T12 | 14MoV6-3 | 14MoV6-3 |
| STPA 24 | 1,25Cr-0,5Mo-Si, 550 stupňov max | A335 P11/T11 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 25 | 2,25Cr-1Mo, 550 stupňov max | A335 P22/T22 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 26 | 5Cr-0,5Mo, 600 stupňov max | A335 P5/T5 | 12CrMo19-5 | 12CrMo19-5 |
Výhody a špeciálne vlastnosti
Odolnosť voči tečeniu:Špeciálne navrhnuté pre dlhodobé-služby pri vysokých{1}}teplotách
Mikroštrukturálna stabilita:Tepelné spracovanie zaisťuje stabilnú mikroštruktúru pri teplote
Odolnosť proti oxidácii:Typy zliatin odolávajú tvorbe vodného kameňa pri vysokých teplotách
Konzistencia kvality:Japonské mlyny udržiavajú prísnu kontrolu nad tepelným spracovaním
Dokumentácia:Komplexné protokoly o skúškach vrátane záznamov o tepelnom spracovaní
Úvahy o dizajne a výrobe
zváranie:
Vyžaduje sa predhriatie:Pre všetky druhy zliatin (STPA 20-26)
Po-tepelnom spracovaní zvaru: Povinnépre zliatiny na obnovenie vlastností
Prídavné kovy:Musí zodpovedať alebo prevyšovať zloženie základného kovu
Kvalifikácia postupu:Nevyhnutné kvôli obsahu zliatiny
Creep Design:
Prípustné napätia závisia od teploty-
Údaje o tečení sú k dispozícii pre návrh
Dôležité sú úvahy o uvoľnení stresu
Je potrebné vyhodnotiť účinky tepelného cyklovania
Výroba:
Ohýbanie:Ohýbanie za tepla preferované pre zliatiny
Formovanie:Ťažšie ako uhlíková oceľ kvôli obsahu zliatiny
Obrábanie:Vyžaduje si vhodné nástroje a techniky
Čistenie:Pred servisom je potrebné odstrániť všetky nečistoty
Materiálová certifikácia a sledovateľnosť
Požadovaná dokumentácia:
Certifikát o skúške mlyna:Kompletná chemická analýza všetkých prvkov
Záznam o tepelnom spracovaní:Časy, teploty, rýchlosti chladenia
Správy o mechanickom teste:Izbová a zvýšená teplota, ak je špecifikovaná
Záznamy hydrostatických testov:Tlak, trvanie, inšpektor
Vysledovateľnosť:Kompletná reťaz od taveniny až po hotové potrubie
Požiadavky na označenie:
Názov/ochranná známka výrobcu
Štandardné (JIS G3455)
Stupeň (napr. STPA 24)
Veľkosť (OD × hrúbka steny)
Teplotné číslo
Symbol tepelného spracovania
Značka inšpektora
Informácie o objednávke
Základné údaje o špecifikácii:
Štandard a stupeň:JIS G3455 STPA [číslo]
Rozmery:OD (mm) × WT (mm) × Dĺžka (mm alebo m)
Tepelné spracovanie:Uveďte, či sa líši od štandardu
Testovanie:Štandardné testy plus akékoľvek ďalšie požiadavky
Koniec prípravy:Obyčajné, skosené alebo špeciálne
Certifikácia:Požiadavky MTC (jazyk, formát)
Značenie:Špecifické pokyny na označovanie
