ASTM A691 Električna-fuzijska-zavarena cijev
Osnovni pregled
ASTM A691je standardna specifikacija zacijev od ugljičnog i legiranog čelika, elektro-fuzijska-zavarena (EFW) s dodanim dodatnim metalom, izrađen od-posuda-kvalitetne ploče pod pritiskom . Ova specifikacija je posebno dizajnirana zavisokotlačna-usluga na visokim temperaturama, što ga čini bitnim za zahtjevne primjene u proizvodnji električne energije, rafinerijama i petrokemijskim postrojenjima.
Oznaka "elektro-fuziono-zavareno" razlikuje ovaj postupak od ERW (koji ne koristi dodatni metal) i označava da je cijev proizvedena oblikovanjem kvalitetnih ploča tlačne posude u cilindar i zavarivanjem uzdužnog šava pomoću procesa električnog luka sdodani dodatni metal .
Ključne značajke
| Značajka | Opis |
|---|---|
| Proces proizvodnje | Električno{0}}zavareno taljenjem (EFW) s dodatkom metala za punjenje; tipično zavareni pod praškom (SAW) |
| Izvor materijala | Kvalitetne ploče-posuda- (ASTM A387 Cr-Mo legure, A204, A299, A537, itd.) |
| Primarna primjena | Visok{0}}tlačni servis uvisoke temperature(do 593°C / 1100°F) |
| Raspon promjera | 16 inča (400 mm) i višenominalno; do 48"+ |
| Debljina stijenke | Sve do3 inča (75 mm)uključivo |
| Duljina | Tipično 8 m do 12,5 m; dostupne prilagođene duljine |
| Toplinska obrada | Zahtjevi po klasi (ublažen stres, normaliziran, normaliziran i temperiran, kaljen i temperiran) |
| Vrsta zavara | Uzdužni, s dodatnim metalom |
Sustav označavanja ocjena
ASTM A691 koristi dvo-sustav označavanja:Razred(označavajući materijal ploče) iKlasa(pokazuje toplinsku obradu i razinu pregleda) .
Ocjene (materijal ploče)
| Klasa cijevi | Odgovarajuća specifikacija ploče | Vrsta čelika | Tipična primjena |
|---|---|---|---|
| CM-65, CM-70, CM-75 | ASTM A204/A204M | Ugljik-molibden | Opća usluga pri-visokoj temperaturi |
| CMSH-70, CMSH-80 | ASTM A537/A537M | Ugljik-mangan-silicij | Kaljeni i temperirani tipovi |
| CMS-75 | ASTM A299/A299M | Ugljik-mangan-silicij | Umjerena snaga |
| ½ CR | ASTM A387/A387M stupanj 2 | 0,5% Cr - 0.5% Mo | Umjereno visoka{0}}temperatura usluge |
| 1CR | ASTM A387/A387M stupanj 12 | 1% Cr - 0.5% Mo | Opća usluga pri-visokoj temperaturi |
| 1¼ CR | ASTM A387/A387M stupanj 11 | 1,25% Cr - 0.5% Mo | Uobičajeno za rafinerijske cjevovode |
| 2¼ CR | ASTM A387/A387M stupanj 22 | 2,25% Cr - 1% Mo | Izvrsna otpornost na puzanje, elektrane |
| 3CR | ASTM A387/A387M stupanj 21 | 3% Cr - 1% Mo | Usluga na visokim-temperaturama |
| 5CR | ASTM A387/A387M stupanj 5 | 5% Cr - 0.5% Mo | Otpornost na oksidaciju i koroziju |
| 9CR | ASTM A387/A387M stupanj 9 | 9% Cr - 1% Mo | Visoka-temperatura, visoka-korozija |
| 91 | ASTM A387/A387M stupanj 91 | 9% Cr - 1% Mo - V - Nb | Superiorna otpornost na puzanje, napredne elektrane |
Oznake klasa (toplinska obrada i inspekcija)
Sustav označavanja klasa slijedi logičan obrazac gdjeprva znamenka označava vrstu toplinske obradeidruga znamenka označava razinu pregleda :
| Klasa | Toplinska obrada | Radiografija (RT) | Ispitivanje tlaka | Zajednički faktor (E) |
|---|---|---|---|---|
| 10, 12 | Nijedan | Ne / Da | Ne / Da | 0.85 |
| 20, 22 | Ublažen od stresa | Ne / Da | Ne / Da | 0.90 |
| 30, 32 | Normalizirano | Ne / Da | Ne / Da | 1.00 |
| 40, 42 | Normalizirano i temperirano | Ne / Da | Ne / Da | 1.00 |
| 50, 52 | Kaljeno i kaljeno | Ne / Da | Ne / Da | 1.00 |
Uobičajeni odabiri za rad na visokim-temperaturama :
Klasa 22:Otpušten od stresa, potpuno pregledan – standard za mnoge primjene
Class 32:Normalizirano, potpuno pregledano – kada je potrebno pročišćavanje zrna
Klasa 42:Normalizirano i temperirano, potpuno pregledano – za poboljšana svojstva-na povišenoj temperaturi
Kemijski sastav (tipičan za uobičajene stupnjeve Cr-Mo)
| Razred | Ugljik (C) % | Mangan (Mn) % | Krom (Cr) % | Molibden (Mo) % |
|---|---|---|---|---|
| ½ CR | 0,17 maks | 0.40-0.65 | 0.50-0.80 | 0.44-0.65 |
| 1CR | 0,17 maks | 0.40-0.65 | 0.80-1.15 | 0.44-0.65 |
| 1¼ CR | 0,17 maks | 0.40-0.65 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 |
| 2¼ CR | 0,17 maks | 0.30-0.60 | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 |
| 5CR | 0,17 maks | 0.30-0.60 | 4.00-6.00 | 0.44-0.65 |
| 9CR | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 |
*Napomena: stvarne vrijednosti ovise o specifikaciji ploče. Za kvalitetu ekvivalentnu PSL2 vrijede stroža ograničenja.*
Mehanička svojstva (tipično za stupnjeve Cr-Mo)
| Razred | Granica tečenja (min.) | Vlačna čvrstoća (min.) | Istezanje % (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 |
Napomena: Viši stupnjevi čvrstoće (npr. 91) imaju veće zahtjeve za čvrstoćom. Svojstva povišene temperature (čvrstoća puzanja) primarno su razmatranje dizajna.
Tolerancije dimenzija
| Parametar | Tolerancija |
|---|---|
| Vanjski promjer (tijelo cijevi) | ±0,5% specificirane OD |
| Vanjski promjer (krajevi cijevi) | ±0,25% specificirane OD |
| Debljina stijenke | +10% / -5% od nominalnog |
| Ovalnost (eliptičnost) | ≤ 1,0% specificirane OD |
| Ravnost | ≤ 3 mm na 3 m duljine |
| Duljina | 8-12,5 m standard; običaj po dogovoru |
Zahtjevi za ispitivanje i inspekciju
| Vrsta testa | Svrha | Primjenjivost |
|---|---|---|
| Kemijska analiza | Provjerite sastav materijala ploče | Po toplini |
| Test napetosti | Provjerite tečenje i vlačnu čvrstoću (sobna temperatura) | Po lotu |
| Povišena temperaturna napetost | Provjerite otpornost-na visoke temperature | Kada je navedeno |
| Ispitivanje savijanjem poprečno vođenog zavara | Provjerite duktilnost i cjelovitost zavara | Sve cijevi |
| Radiografski pregled (RT) | Otkrijte nedostatke zavara – puna duljina svakog zavara | Obavezno za klase s "1" ili "2" kao drugom znamenkom |
| Hidrostatsko ispitivanje | Dokaz o-nepropusnosti | Obavezno za klase s "2" ili "3" kao drugom znamenkom |
| Ispitivanje udarom (Charpy V-zarez) | Provjerite otpornost-na niske temperature | Potreban za mnoge primjene |
| PMI (pozitivna identifikacija materijala) | Provjerite sastav legure | 100% za legure |
| Ispitivanje tvrdoće | Provjerite dosljedna svojstva | Kada je navedeno |
| HIC/SSC test | Provjera kisele usluge | Kada je navedeno |
Usporedba: ASTM A691 naspram A671 naspram A672
Sve tri specifikacije koriste isti proizvodni proces, ali služe različitim temperaturnim rasponima:
| Aspekt | ASTM A691 | ASTM A672 | ASTM A671 |
|---|---|---|---|
| Servisna temperatura | Visoke temperature(do 593°C) | Umjerene temperature(-29°C do 343°C) | Atmosferske i niže temperature(do -46°C) |
| Primarni fokus | Otpornost na-visoku temperaturu, otpornost na puzanje | Povišena temperatura, visok-pritisak | Žilavost-na niskim temperaturama, svojstva na udar |
| Osnovna ploča | A387 (legure Cr-Mo) | A515, A516 (ugljični čelik) | A516, A285 (ugljični čelik) |
| Tipične ocjene | 1CR, 1.25CR, 2.25CR, 5CR, 9CR, 91 | B60, B65, B70, C55, C60, C65 | CB60, CB65, CB70 |
| Vrsta materijala | Chrome-moly legirani čelik | Ugljični čelik (ubijen) | Ugljični čelik (kisnuti/fino zrno) |
| Uobičajene aplikacije | Visoko{0}}vodovi pare, rafinerijski grijači, spojevi pregrijača | Vanjski cjevovod kotla, procesne linije umjerene temperature | Nisko{0}}temperaturni procesni cjevovodi, LNG, rashladna usluga |
| Faktor zavarivanja (E) | 0,85-1,0 (klasa 32/42=1.0) | 0,85-1,0 (klasa 32/42=1.0) | 0,85-1,0 (klasa 32/42=1.0) |
Uobičajene aplikacije
| Industrija | Prijave | Tipične ocjene |
|---|---|---|
| Proizvodnja električne energije | Vodovi pregrijane pare, kolektori kotlova, glavni cjevovod pare, spojevi pregrijača | 2¼ CR, 91 |
| Rafiniranje nafte | Cjevovodi za katalitički kreker, reaktori za hidrokrekiranje, vodovi za prijenos grijača, visoko-temperaturni procesni cjevovod | 1CR, 1¼ CR, 2¼ CR, 5CR |
| Kemijska obrada | Visoko{0}}temperaturne procesne linije, efluentni cjevovod reaktora, visoko{1}}tlačne petlje sinteze | 5CR, 9CR |
| Nafta i plin | Cjevovodi visokog-tlaka visoke{1}}temperature (HPHT), postrojenja za obradu | 1¼ CR, 2¼ CR |
| Sustavi prijenosa topline | Izmjenjivači topline, jedinice za povrat otpadne topline, grijači | 1CR, 1¼ CR |
Ključne prednosti
| Prednost | Opis |
|---|---|
| Otpornost na visoke-temperature | Dizajniran za stalnu uslugu na povišenim temperaturama do 593°C (1100°F) |
| Otpornost na puzanje | Cr-Mo legure pružaju izvrsnu otpornost na deformacije puzanjem pri visokim temperaturama |
| Mogućnost velikog promjera | Može proizvoditi cijevi od 16" do 48"+ promjera – puno veće od mogućnosti bešavnih cijevi |
| Debeli zidovi | Prikladno za aplikacije visokog{0}}tlaka koje zahtijevaju značajnu debljinu stijenke (do 75 mm) |
| Mogućnosti legiranog čelika | Širok raspon vrsta legura Cr-Mo dostupan za različite zahtjeve visoke-temperature |
| Mogućnosti kontrole kvalitete | Sustav klasa omogućuje usklađivanje razine inspekcije s kritičnošću usluge |
| Visoka učinkovitost zglobova | Klasa 32/42 postiže faktor spoja E=1.00, smanjujući potrebnu debljinu stijenke |
Važna razmatranja
1. Temperaturna ograničenja
ASTM A691 je posebno zausluge visoke{0}}temperature(do 593°C / 1100°F)
Različiti stupnjevi imaju različita ograničenja maksimalne temperature – pogledajte važeće kodove
Za rad iznad 540°C (1000°F) obično su potrebni viši stupnjevi legure (9CR, 91).
2. Odabir ocjene
½ CR, 1CR, 1¼ CR:Rad na blagim-visokim temperaturama, dobra zavarljivost
2¼ CR:Izvrsna otpornost na puzanje, standard za cijevi za elektrane
5CR, 9CR:Poboljšana otpornost na oksidaciju i koroziju, pogodna za-okruženja s visokim sadržajem sumpora
91:Napredni čelik 9Cr-1Mo-V za primjene na ultra visokim temperaturama koje zahtijevaju vrhunsku otpornost na puzanje
3. Odabir razreda
Sustav označavanja klasa čini odabir jednostavnim:
Prva znamenka= toplinska obrada: 10 (kao -zavareno), 20 (bez naprezanja), 30 (normalizirano), 40 (normalizirano i kaljeno), 50 (kaljeno i kaljeno)
Druga znamenka= pregled: 0 (ništa), 1 (samo RT), 2 (RT + hidrotest), 3 (samo hidrotest)
Najčešći odabiri za rad na visokim-temperaturama :
Klasa 22:Otpušten od stresa, potpuno pregledan – standard za mnoge primjene
Klasa 32:Normalizirano, potpuno pregledano – kada je potrebno pročišćavanje zrna
Klasa 42:Normalizirano i temperirano, potpuno pregledano – za poboljšana svojstva-na povišenoj temperaturi
4. Faktor učinkovitosti zgloba
Za procesne cjevovode dizajnirane prema ASME B31.3, faktor učinkovitosti spoja (E) ovisi o klasi:
Razred 10/12: E = 0.85
Razred 20/22: E = 0.90
Klasa 30/32/40/42/50/52: E = 1.00
Određivanje klase 32 ili 42 omogućuje faktor spoja od 1,0, smanjujući potrebnu debljinu stijenke i težinu cijevi.
5. Usklađenost s kodeksom
ASME kodeks: Često se usvaja za primjene Kodeksa kotlova i tlačnih posuda
Posavjetujte se s primjenjivim građevinskim kodovima (ASME B31.1 energetski cjevovod, B31.3 procesni cjevovod) za faktore prihvatljivosti i dizajna
6. Osiguranje kvalitete
Certifikat ispitivanja mlina:EN 10204 Tip 3.1 ili 3.2obično potrebni za kritične aplikacije
Osigurajte da su sva potrebna ispitivanja (RT, hidrotest, udar, PMI) po navedenoj klasi dokumentirana
PWHT (toplinska obrada nakon-zavarivanja) krivulje i zapisi potrebni za provjeru
Sažetak
ASTM A691 EFW cijevstandardna je specifikacija za električne-fuzijske-zavarene cijevi od ugljičnog i legiranog čelika velikog-promjera izrađene od kvalitetnih ploča tlačne posude zavisokotlačna-usluga na visokim temperaturama. Odlikuje se svojimRazred(označavajući materijal ploče, npr. 2¼ CR od A387 Grade 22 za rad na povišenim temperaturama) iKlasa(označavajući razinu toplinske obrade i inspekcije, npr. Klasa 22 za stres-ublažen radiografijom i hidrotestom) .
Dostupno u promjerima od16 inča (400 mm) do preko 48 inčas debljinom stijenke do75 mm, A691 cijevi se proizvode dvostranim zavarivanjem pod praškom (DSAW) s dodatkom dodatnog metala. Sustav klase omogućuje inženjerima odabir odgovarajuće kombinacije toplinske obrade i inspekcije na temelju kritičnosti usluge, pri čemu više klase postižu zajednički faktor učinkovitosti od 1.0 .
Kada navesti ASTM A691:
Sustav radi pod visokim tlakom ivisoka temperatura(iznad 343°C / 650°F)
Za otpornost na puzanje i otpornost na oksidaciju potreban je krom{0}}mol legirani čelik
Primjene uključuju vodove pregrijane pare, prijenosne vodove rafinerijskih grijača i visoko{0}}temperaturne procesne cijevi
Veliki promjeri i debele stijenke su potrebni tamo gdje bešavne cijevi nisu izvedive
Prilikom narudžbe navedite:ASTM A691, stupanj [npr. 2¼ CR], klasa [npr. 22], veličina (OD x WT), duljina, završna obrada, toplinska obrada i svi dodatni zahtjevi.
