ASTM A691 cijev od kromo-molibden legiranog čelika za rad na visokim-temperaturama
Pregled
ASTM A691pokrivačelična cijev od legure kroma-molibdena izrađena električnim-fuzijom-zavarivanjem (uključujući ERW procese)namijenjen za visoke-temperature i visoki{1}}tlačne usluge, obično uaplikacije za proizvodnju električne energije i rafinerije. Ova specifikacija jezavareni ekvivalent ASTM A335bešavne cijevi za slične uvjete rada.
Ocjene materijala i rasponi primjene
| Razred | Oznaka legure | Tipični P{0}}brojevi (ASME) | Raspon primarne radne temperature |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mo (CMSH) | 1,25Cr-0,5Mo-Si | P-4, P-5A | Do 1100 stupnjeva F (593 stupnja) |
| 2¼Cr-1Mo | 2.25Cr-1Mo | P-5B, P-5C | Do 1200 stupnjeva F (649 stupnjeva) |
| 5Cr-½Mj | 5Cr-0,5Mo | P-7 | Do 1200 stupnjeva F (649 stupnjeva) |
| 9Cr-1Mo | 9Cr-1Mo | P-9 | Do 1200 stupnjeva F (649 stupnjeva) |
| 9Cr-1Mo-V | 9Cr-1Mo-V (razred 91) | P-91 | Do 1300 stupnjeva F (704 stupnja ) |
Bilješka:Ovi stupnjevi su označeni njihovim nominalnim sadržajem kroma i molibdena. Zavarena cijev mora biti podvrgnuta potpunoj toplinskoj obradi (normalizacija i temperiranje) nakon zavarivanja kako bi zadovoljila zahtjeve mehaničkih svojstava.
Mehanička svojstva (minimalni zahtjevi)
| Razred | Vlačna čvrstoća | Granica tečenja | Istezanje u 2" (min) |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mj | 60 000 psi (415 MPa) | 30 000 psi (205 MPa) | 20% |
| 2¼Cr-1Mo | 60 000 psi (415 MPa) | 30 000 psi (205 MPa) | 20% |
| 5Cr-½Mj | 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% |
Svojstva vrijede nakon završne toplinske obrade. Vlačna svojstva pri višoj temperaturi definirana su u ASME Odjeljku II, Dio D.
Kemijski sastav (ključni elementi, težinski %)
| Razred | C | Mn | P (maks.) | S (maks.) | Si | Kr | Mo | ostalo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mj | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50-1.00 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | - |
| 2¼Cr-1Mo | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0,50 maks | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 | - |
| 5Cr-½Mj | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0,50 maks | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
| 9Cr-1Mo | 0,15 maks | 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 |
*Grade 91 (9Cr-1Mo-V) ima stroge kontrole sastava za poboljšanu otpornost na puzanje.*
Proizvodnja i proces toplinske obrade
Redoslijed proizvodnje za ERW A691:
Proizvodnja ploča/zavojnica:Legirani čelik s preciznom kontrolom kemije.
Priprema ruba:Glodani rubovi za zavarivanje.
Oblikovanje i zavarivanje:Hladno oblikovano i zavareno ERW postupkom.
Normalizacija cijelog-tjela:Zagrijavanje iznad temperature Ac₃ (obično 1600-1900 stupnjeva F / 870-1040 stupnjeva, ovisno o stupnju) nakon čega slijedi hlađenje zrakom.
Kaljenje:Ponovno zagrijavanje ispod Ac₁ (obično 1100-1350 stupnjeva F / 595-730 stupnjeva ) i držanje kako bi se postigla potrebna žilavost i duktilnost.
Testiranje i inspekcija:Mehanička ispitivanja i NDE na toplinski{0}}obrađenom materijalu.
Kritično:Thekonačna mehanička svojstva utvrđuju se ovom toplinskom obradom nakon-zavarivanja (PWHT), a ne za-zavarenim stanjem.
Standardne veličine i tolerancije dimenzija
| Parametar | Tipični raspon | Tolerancije (prema ASTM A691) |
|---|---|---|
| Vanjski promjer | 4,5" do 42"+ | ±0,75% specificirane OD |
| Debljina stijenke | 0,188" do 4,0"+ | +12.5%, -10% nominalnog zida |
| Duljina | Do 65 stopa | +1/4", -0" za rezne duljine |
Napomena: A691 se obično proizvodi u većim promjerima i debljim stijenkama gdje je zavarivanje ekonomičnije od bešavne proizvodnje (A335).
Obavezno testiranje i osiguranje kvalitete
| Test | Zahtjev | Frekvencija | Svrha |
|---|---|---|---|
| Hidrostatsko ispitivanje | Tlak prema navedenoj formuli (min. 1000 psi). | 100% cijevi | Provjera nepropusnosti. |
| Ne{0}}destruktivno ispitivanje | Radiografski (RT) ili ultrazvučni (UT) -var zavara. | 100% cijevi | Cjelovitost zavara i otkrivanje ravninskih grešaka. |
| Ispitivanje zatezanjem | Jedan po zagrijavanju, po debljini stijenke, po seriji toplinske obrade. | Obavezno | Provjerite mehanička svojstva. |
| Ispitivanje tvrdoće | Brinell ili Rockwell na svakom komadu (često na kuponu). | 100% cijevi (ili po seriji) | Provjerite pravilnu toplinsku obradu i temperaturu. |
| Test spljoštenja | Za materijal manji od ili jednak 8⅝" OD. | 2 po lotu | Provjera duktilnosti. |
| Test savijanja | Ispitivanje poprečnim savijanjem preko zavara. | 2 po lotu | Duktilnost zone zavara. |
Certifikacija:Potvrda o ispitivanju mlina (MTC) mora sadržavati kemijsku analizu, rezultate mehaničkog ispitivanja, zapise o toplinskoj obradi i izvješća o NDE.
Primarne aplikacije
Proizvodnja električne energije:
Glavni parni vodovi i topli vodovi za zagrijavanje(elektrane na fosilna goriva)
Cijevi za pregrijač i ponovni grijač kotla
Visoko{0}}temperaturni kolektorski sustavi
Cijev generatora pare s povratom topline (HRSG).
Rafiniranje nafte i petrokemija:
Cjevovod jedinice za katalitički kreker i hidrokreker
Linije za prijenos reformatora i grijača
Visoko{0}}temperaturni cjevovod za vodik
Opća usluga za{0}}visoke temperature:
Procesni cjevovodu kemijskim postrojenjima
Sintezni plin i petlje sinteze
Razmatranja dizajna i izrade
Ključne prednosti u odnosu na Seamless (A335):
Isplativo- for large diameters (>16") i debelim zidovima.
Dostupnostdugih, pojedinačnih duljina.
Konzistentna debljina stijenkeoko opsega.
Kritične napomene o izradi:
Zavarivanje:Zahtijeva predgrijavanje, kontroliranu međuprolaznu temperaturu itoplinska obrada nakon-zavarivanja (PWHT)odgovara ili prelazi izvornu temperaturu kaljenja cijevi.
Stupanj 91 (9Cr-1Mo-V):Ima specifične tehnike zavarivanja "temperament bead" i stroge zahtjeve PWHT za održavanje otpornosti na puzanje.
Savijanje:Vruće savijanje je standardno; često korišteno indukcijsko savijanje. Mora biti praćen punim PWHT-om.
Nije za teške cikličke usluge:Uzdužni zavar je potencijalno mjesto početka zamora osim ako se temeljito ne pregleda.
Usporedba s ključnim standardima
| Značajka | ASTM A691 (ERW) | ASTM A335 (bešavno) | ASTM A672 (EFW) |
|---|---|---|---|
| Proces | Zavareni električnim otporom | Besprijekorno | Električno zavareno fuzijom (SAW/potopljeni luk) |
| Primarna upotreba | Visoka-temperatura/pritisak | Visoka-temperatura/pritisak | Umjerena temperatura/pritisak (često za niske temperature) |
| Toplinska obrada | Obavezno (Normaliziraj i temperiraj) | Obavezno (Normaliziraj i temperiraj) | Obavezno (različito) |
| Tipični raspon veličina | Srednji do veliki OD | Cijeli asortiman | Samo veliki OD |
| Pokretač troškova | Ekonomičan za velike/teške zidove | Viša cijena za sve veličine | Ekonomičan za vrlo velike OD |
| Pregled zavara | RT ili UT obavezno | Nije primjenjivo | RT ili UT obavezno |
Sažetak
ASTM A691 ERW cijevpruža aisplativa-, visoko{1}}učinkovita alternativa bešavnoj cijevi (A335)za visokotemperaturne-krom-čelične legure molibdena, posebno u velikim promjerima. Njegova prikladnost ovisi ostriktno pridržavanje toplinske obrade nakon-zavarivanjai sveobuhvatno ispitivanje bez razaranja kako bi se osigurao integritet zavara ekvivalentan osnovnom metalu.
To je aspecijalistički proizvodza kritične usluge gdje inženjeri projektanti moraju pažljivo procijeniti kompromis-između cijene, prisutnosti uzdužnog zavara i specifičnih uvjeta usluge (osobito cikličkog opterećenja).
*Napomena: Za sve-primjene legura na visokim temperaturama, dizajn mora slijediti kodove ASME B31.1 (električni cjevovod) ili B31.3 (procesni cjevovod), a postupci zavarivanja moraju biti kvalificirani prema ASME odjeljku IX.*
