Заказывать трубы ASTM A335 для высокотемпературных заголовков или паропроводов-это не то же самое, что покупать структурные трубы из каталога. Когда спецификация требует трубы из хромийно-молибденового сплава, который должен удерживать целостность при 550 °C и далее, получение правильной оценки является только половина битвы-проверка того, что труба на самом деле отвечает химическим и механическим требованиям в A335, где проекты сходят с рельсов. Эта статья проходит через класс A335, что свойства материала означают для высокотемпературного обслуживания, как труба производится, и что проверить во время входящей инспекции, так что труба, которую вы получите, это труба, которую вы должны конструкции.

Что такое ASTM A335 сплавная труба?

ASTM A335 охватывает бесшовные стальные трубы из ферритного сплава, предназначенные для высокотемпературного обслуживания. Стандарт построен вокруг хромий-молибдена (Cr-Mo) марок-С - 11, Категория P22, С - 5, С - 9, Категория P91, и несколько менее распространенных вариантов-где содержание хрома и молибдена дает трубе улучшенный прочности и стойкость к окислению по сравнению с углеродистой стали. В отличие от A106, который занимает около 400 градусов в практическом устойчивом обслуживании, A335 марок предназначены специально для магистральных паровых трубопроводов, нагревателей котельных и нагревательных трубок нефтеперерабатывающих заводов, где температура металла регулярно превышает 500 градусов.

Материал всегда безупречен. Сварная труба не разрешается в соответствии со стандартом а335, поскольку продольный сварный шов приведет к разрыву цепи, что поставит под угрозу жизнь в условиях заноса. Каждая труба начинается с твердого заготовки из вакуумной дегазированной легированной стали, прокатывается и прокатывается до неровных размеров, затем тепло обрабатывается, чтобы создать микроструктуру, которая устойчива при повышенной температуре.

Почему ферритик, а не аустенит?

Труба из ферритного сплава обеспечивает баланс между высокой термостойкостью и тепловым расширением. В электропроводах более низкий коэффициент теплового расширения по сравнению с аустенитными нержавеющими сортами снижает тепловую нагрузку на подвесные и трубные опоры, поэтому A335 остается доминирующим материалом класса 1 на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, во всем мире.

ASTM A335 классификация и химические требования

Первое, что инженер проверяет на материале теста является химический состав, потому что небольшое смещение хром или молибдена может изменить максимально допустимый стресс значительно. Ниже приводится резюме основных сортов а335 и их ключевых легирующих элементов, взятых из таблицы а335 / а335 м.

Я видел спецификации закупок, которые указывают "эквивалент P11", не проверяя опцию P5 или P9, особенно когда труба видит циклическую тепловую нагрузку. Более высокое содержание хрома улучшает стойкость к окислению, но также изменяет окно термообработки и свариваемость — компромисс, который может иметь большее значение на месте, чем показывает химическая таблица.

Механические свойства и испытания

Труба A335 поставляется в одном из нескольких режимов термической обработки: полная роговица, изотермическая роговица или нормализация плюс температур. Это условие непосредственно определяет величины растяжения и твердости на ссо.

Минимальные требования к растяжению для обычных сортов являются следующими:
- P11, P22: минимальное растяжение 415 мпа, минимальный выход 205 мпа
- р5, р9: минимальное растяжение 415 мпа, минимальный выход 205 мпа
- р91: минимальное растяжение 585 мпа, минимальный выход 415 мпа

Скачок силы от P22 до P91 не является тривиальным. P91 достигает своих свойств за счет регулируемого азотного легирования и нормализующей и умеренной тепловой обработки, что приводит к формированию закаленной структуры мартензита. Эта микроструктура чувствительна к чрезмерной закалке, если сварочные процедуры не контролируются жестко, так что, хотя механические свойства на ссо могут выглядеть хорошо, так как сварные свойства соединения могут разрушаться, если температура после сварки не удерживается в узком диапазоне.

Помимо испытаний на растяжение при комнатной температуре, труба A335, предназначенная для критического обслуживания, должна также сопровождаться определением размера зерна и, в некоторых случаях, краткосрочными данными о разрыве. Для P91 твердость, проходящая через толщину стенки, позволяет определить, был ли продукт надлежащим образом смягчен. Твердость, превышающая 250 ГВТ на участке трубы P91, часто указывает на неполное закаление, которое соотносится с низкой прочностью и снижением долгосрочной ползучести.

Твердость, микроструктура и реальные последствия

Тесты на твердость распространены, но на самом деле говорят о микроструктуре. Микрограф, показывающий полностью сдержанный мартенсайт с тонким карбидом распределения говорит вам больше, чем Один номер твердости. Многие конечные пользователи теперь требуют оценки микроструктуры по одному образцу на тепло для P91, практика, которую я обнаружил проблемы уловов, которые проходят механические испытания, но не работают.

Производственный процесс и термическая обработка

Бесшовная труба A335 начинается с заготовки из сплава высокой чистоты. Заготовочный станок пронзит вращающим пирсером около 1200 гранул, затем растягивается в процессе прокатки-либо непрерывный мандрель мельница или вилка мельница-для достижения грубый диаметр и толщину стенок. Затем горячекатаная труба подвергается термической обработке для уточнения структуры зерна и достижения требуемых механических свойств.

Для большинства сортов, нормализация плюс характер является стандартным лечением. Нормализация операции растворяет карбиды и производит тонкое аустенитное зерно; Последующий характер снимает напряжение и ускоряет карбиды в контролируемом распределении размеров. P91 требует более точного шага закалки — обычно в диапазоне 730-780 градусов — и любое отклонение может изменить твердость и ползунку. Некоторые мукомольные предприятия, особенно предприятия, производящие меньшие количества, могут вместо этого использовать метод полного отжига, который позволяет получить более мягкую, более уплотненную трубу, которая зачастую по-прежнему удовлетворяет минимальным значениям растяжения, но может не иметь долгосрочной прочности, превышающей нормализованный и закаленный продукт. Такое различие редко встречается в заказе на поставку, но оно определяет срок службы.

Источник: ASTM A335 Pipe: что проверить перед отправкой

Среднесрочный обзор не является гарантией. На протяжении многих лет я видел ссо, которые перечисляли правильные значения растяжения, но, когда труба была испытана снова заказчиком, прочность на выход была на 30 мпа ниже минимального значения — часто из-за того, что термическая обработка не была применена единообразно, или образец был выбран из более благоприятного места. Именно поэтому основные подрядчики EPC теперь требуют проведения третьей стороной инспекции на заводе, включая PMI на каждом конце трубы и UT на случайных образцах.

PMI и размерный контрольный список

Положительная идентификация материала с помощью портативных XRF или OES может подтвердить содержание хрома и молибдена в течение нескольких секунд. Он не обнаружит ни углерода, ни азота, но заметит смещение сортности до того, как труба выйдет из двора. Для проверки размеров в стандарте A335 не указываются жесткие допуски по оп и стенкам-в нем содержатся ссылки на общие допуски по бесшовным трубам, - однако в случае эксплуатации при высоких температурах изменение толщины стенок по одному поперечному сечению должно составлять менее 10% от номинального значения, поскольку более тонкие секции будут продвигаться быстрее.

Если труба предназначена для заслонки или паровой линии, где планируется сварные соединения, настаивают на концевых бевелах подготовки, которые обрабатываются на WPS и защищены от коррозии во время транспортировки. Ничто не замедляет разворот, как необходимость повторно bevel трубы на месте, потому что завод bevel был разрезан слишком большой размер или ржавчины в пути.

Часто задаваемые вопросы о трубе ASTM A335

Требует ли труба A335 послесварной термической обработки?

Это зависит от класса и толщины стенок. Сварные соединения P11 и P22, как правило, требуют использования PWHT, когда номинальная толщина превышает определенные предельные значения (часто около 10 мм), в то время как P91 требует использования PWHT практически для всех толщин, с тем чтобы избежать трещин в зоне, подверженной воздействию тепла. Температура и время удержания зависят от сорта: P91 обычно требует 730-780 графы в течение одного часа на 25 мм толщины. Если ваша процедура сварки не соответствует этому циклу, то твердость сплавов может привести к хрупким переломам.

Подходит ли труба A335 для водородного обслуживания?

Да, но с оговорками по классам. Такие классы с низким содержанием хрома, как P11, могут использоваться в некоторых гидросодержащих средах при умеренных температурах, однако по мере повышения температуры и частичного давления водорода предпочтение отдается более высоким классам хрома, таким, как P22 или P9. Используется также P91, однако его более высокая прочность может сделать его более восприимчивым к водородному охрупчиванию, если не проводить надлежащую термическую обработку. В недавнем проекте, связанном с заменой реформаторов труб, мы указали P22 на дополнительный этап выпечки водорода после сварки для уменьшения остаточного водорода.

Почему поверхностная отделка важна для трубы A335?

Из-за того, что высокотемпературная труба часто работает в жутких условиях, несовершенство поверхности может выступать в качестве повышающего напряжения. Бесшовные трубы, изготовленные из высококачественных заготовки и надлежащим образом охлаждаемые или обработанные после термической обработки, как правило, имеют меньше кругов и швов, что снижает риск возникновения трещины. Следует проводить визуальный осмотр в соответствии со стандартом ASTM A999 или эквивалентным ему стандартом, и любые подозрительные линейные индикации должны проверяться с помощью MT или PT до их приемки.

Какие документы я должен ожидать с отгрузкой труб A335?

Как минимум, протокол испытания мельничной мельни по стандарту EN 10204 типа 3.1 или 3.2 с указанием количества тепла, химического анализа, результатов испытания на растяжение, твердости и режима термической обработки. Для P91 также следует запросить определение размера зерна и, если это требуется спецификацией, отчет о микроструктуре. Ссо должен быть отслежен до теплового числа, проставленного на каждой трубе. Если труба прошла через распределитель, убедитесь, что номер тепла не был заземлен или перекрашен.

Если ваша конструкция работает близко к верхнему температурному пределам спецификации P22 или P91, отправьте желаемые условия эксплуатации и целевой график стенок к Sunny@tenjan.com Или по телефону +86 13401309791. Мы подтвердим, достаточно ли консервативна оценка, которую вы рассматриваете, и расскажем вам, как должна выглядеть микроструктура.