EN 10216-2: Glavni standard za bešavne visokotemperaturne kotlovske cijevi
EN 10216-2je konačan europski standard zabešavne čelične cijevi za rad pod pritiskom na povišenim temperaturama. Ovo jeprimarni standardza stvarne primjene kotlova koji uključuju visoke temperature i tlakove, posebno za kritične komponente kao što su pregrijači, ponovni grijači i visoko{0}}tlačni kolektori.
Osnovna definicija i opseg
Puni naslov:"Bešavne čelične cijevi za rad pod pritiskom - Tehnički uvjeti isporuke - Dio 2: Ne{3}}nelegirane i legirane čelične cijevi sa specificiranim svojstvima na povišenim temperaturama"
Kritična razlika:Za razliku od EN 10216-1, koji se usredotočuje na uslugu ambijentalne/povišene temperature,EN 10216-2 posebno potvrđuje i jamči svojstva materijala na povišenim temperaturama, uključujući otpornost na puzanje-najkritičniji faktor za dugovječnost cijevi kotla.
Ocjene materijala za primjenu kotlova (sveobuhvatna tablica)
EN 10216-2 sadrži i nelegirane i legirane čelike, pri čemu je potonji najrelevantniji za servisiranje kotlova. U nastavku je detaljna analiza ključnih ocjena:
| EN 10216-2 stupanj | Slična ASTM ocjena | Tipična kompozicija | Maksimalna projektirana temperatura (stupnji) | Primjena primarnog kotla |
|---|---|---|---|---|
| P195GH | --- | C-Mn čelik | 300 | Nisko{0}}temperaturni ekonomajzeri, vodovi za napojnu vodu |
| P235GH | A106 Gr. B | C-Mn čelik | 350 | Vodeni zidovi,-niskotlačni krugovi |
| P265GH | A106 Gr. C | C-Mn čelik | 350 | Najčešći za dijelove pod pritiskom, zaglavlja |
| 16Mo3 | A335 P1 / A209 T1 | 0,3% mj | 525 | Standardne cijevi pregrijača, zaglavlja od-legura |
| 13CrMo4-5 | A335 P12 | 1% Cr-0,5% Mo | 550 | Visoko{0}}temperaturni kolektori, razdjelnici |
| 10CrMo5-5 | A335 P5 | 2,25% Cr-1% Mo | 575 | Visok{0}}pregrijači |
| X11CrMo5+NT | A335 P5 | 5% Cr-0,5% Mo | 600 | Teški radni pregrijači |
| X11CrMo9-1+NT | A335 P9 | 9% Cr-1% Mo | 650 | Napredni pregrijači |
| X10CrMoVNb9-1 (P91) | A335 P91 | 9% Cr-1% Mo-V-Nb | 650 | Moderni visoko{0}}učinkoviti kotlovi, glavni parovod |
| 7CrWVMoNb9-6 (P92) | --- | 9% Cr-2% W-Mo-V-Nb | 650+ | Ultra-superkritični kotlovi |
Bilješka:Sufiks "GH" označava prikladnost za povišene temperature ("G" za mjere tlaka, "H" za visoke temperature).
Zahtjevi za proizvodnju i toplinsku obradu
Proizvodni proces:
tekst
Električni luk/LD čelik → Kontinuirano lijevanje → Probijanje → Vruće valjanje → Hladno izvlačenje (po izboru) → **Obvezna toplinska obrada** → Ispitivanje
Kritični uvjeti toplinske obrade:
| Simbol | Liječenje | Namjena za kotlovske cijevi |
|---|---|---|
| +N | Normalizirano | Osnovna obrada ne-legiranih čelika |
| +NT | Normalizirano i temperirano | Standard za legirane čelike- optimizira otpornost na puzanje |
| +QT | Kaljeno i kaljeno | Za legure najveće čvrstoće (P91/P92) |
| +A | Žareno | Rijetko za kotlovske cijevi - smanjuje tvrdoću |
Ključna točka:Za legirane čelike poput 16Mo3, 13CrMo4-5 i P91,+NT ili +QT je obavezanza razvoj mikrostrukture potrebne za-dugoročnu otpornost na puzanje.
Sveobuhvatni režim testiranja sigurnosti kotlova
EN 10216-2 ima najstrože zahtjeve za ispitivanje od svih standarda za tlačne cijevi:
| Kategorija ispita | Specifični testovi | Frekvencija | Standardna referenca | Kotao-Posebna važnost |
|---|---|---|---|---|
| Integritet tlaka | Hidrostatsko ispitivanje | 100% cijevi | EN 10216-2 Dodatak A | Provjerava nepropusnost-na sobnoj temperaturi |
| Ne-destruktivno | Ultrazvučno ispitivanje (UT) | 100% cijevi | EN 10246-3 | Otkriva uzdužne/poprečne nedostatke |
| Mehanički | Ispitivanje rastezanja na sobnoj temperaturi | Po seriji | EN ISO 6892-1 | Provjerava čvrstoću tečenja/vlačne čvrstoće |
| Svojstva povišene temperature | Dostavljeni podaci o pucanju od puzanja | Prema specifikaciji materijala | EN 10216-2 Tablice | Najkritičniji - predviđa vijek trajanja cijevi na temperaturi |
| Tehnološki | Ispitivanje spljoštenosti ili ispitivanje vlačnim prstenom | Po seriji | EN 10216-2 odjeljak 7.4 | Provjerava duktilnost krajeva cijevi za zavarivanje |
| Tvrdoća | Brinellov ili Rockwellov test | Po seriji | EN ISO 6506-1 | Osigurava pravilnu toplinsku obradu |
| Utjecaj | Charpyjev V-test zareza (izborno) | Ako je navedeno | EN ISO 148-1 | Za niske{0}}temperaturne primjene |
Otpornost na puzanje: značajka koja definira
Primarna vrijednost EN 10216-2 za primjenu kotlova jezajamčena svojstva puzanja:
Dostavljeni podaci o puzanju:
0,2% Potezna čvrstoća na povišenoj temperaturi(Rp0,2t)
Vrijednosti loma naprezanjaza 100.000 sati i 200.000 sati
Dopuštena naprezanjana projektnim temperaturama
Primjer za 16Mo3 na 500 stupnjeva:
0,2% Potezna čvrstoća: ~180 MPa
Čvrstoća na kidanje od 100 000 sati: ~110 MPa
Dopušteno proračunsko naprezanje: ~85 MPa
Usporedba sa srodnim standardima
| Aspekt | EN 10216-2 | EN 10216-1 | EN 10217-5 |
|---|---|---|---|
| Temperaturni fokus | Specificirana svojstva na povišenoj temperaturi | Ambijentalno/povišeno, nema podataka o puzanju | Povišena temperatura, ali zavaren |
| Podaci o puzanju | Obvezna odredba | Nije osigurano | Predviđeno za neke ocjene |
| Proizvodnja | Samo besprijekorno | Samo besprijekorno | Zavareni |
| trošak | Najviša | visoko | Donji |
| Primjena kotla | Pregrijači, dogrijači, visoko{0}}temperaturni kolektori | Vodeni zidovi, ni-temperaturni kolektori | Opći krugovi kotla |
| Povjerenje u dizajn | Najviša - certifikacija punog privremenog svojstva | Medij - ekstrapolirana svojstva | Srednji - faktor zavarivanja u obzir |
Potpuni primjer specifikacije za kotlovske cijevi
Kompletna specifikacija narudžbe za cijevi pregrijača:
EN 10216-2 - 16Mo3 - 38.0 x 4.5 - +NT - SMLS - UT prema EN 10246-3
Uz dodatne zahtjeve:
Hidrotest:minimalno 300 bara
Toplinska obrada:Normalizirano na 920-950 stupnjeva, temperirano na 680-720 stupnjeva
Završava:Četvrtasti rez, skinute ivice
Označavanje:Toplinski broj, stupanj, veličina prema EN 10216-2
Certifikacija:EN 10204 3.1 certifikat s podacima o puzanju
Dodatni testovi:Provjera veličine zrna prema EN ISO 643
Tipične primjene u modernim kotlovskim sustavima
| Zona kotlova | Tipični EN 10216-2 stupanj | Radni uvjeti | Zašto ova ocjena? |
|---|---|---|---|
| Primarni pregrijač | 16Mo3 | 400-500 stupnjeva, 100-150 bara | Dobra otpornost na puzanje, isplativo- |
| Pregrijač Final | 13CrMo4-5 ili 10CrMo5-5 | 500-560 stupnjeva, 100-180 bara | Mogućnost viših temperatura |
| Dogrijač | 13CrMo4-5 | 500-550 stupnjeva, 30-50 bara | Otpornost na oksidaciju, otpornost na puzanje |
| Visokotlačni -sabirnici | P265GH ili 16Mo3 | 350-450 stupnjeva, 150-200 bara | Mogućnost debljih-presjeka |
| Glavni parni vodovi | X10CrMoVNb9-1 (P91) | 580-620 stupnjeva, 250-300 bara | Iznimna otpornost na puzanje za superkritične kotlove |
| Vodeni zidovi | P265GH (ako je navedeno bešavno) | 300-400 stupnjeva, 100-200 bara | Otpornost na visoki pritisak |
Kritična razmatranja dizajna za primjene kotlova
1. Ograničenja temperature-tlaka:
Svaki stupanj ima specifične dopuštene vrijednosti naprezanja na temperaturi:
tekst
Maksimalni dopušteni radni tlak (MAWP)=(2 * S * t * E) / (D - 0.8*t)
Gdje:
S=Dopušteno naprezanje iz tablica EN 10216-2 na projektiranoj temperaturi
t=Minimalna debljina stijenke
E=Faktor kvalitete (1,0 za besprijekorno)
D=Vanjski promjer
2. Otpornost na oksidaciju:
<480°C:Ugljični čelici (P265GH) prihvatljivi
480-540 stupnjeva:Potrebni su molibden čelici (16Mo3).
540-600 stupnjeva:Krom-molibden čelici (13CrMo4-5, 10CrMo5-5)
>600 stupnjeva:Visok{0}}kromirani čelici (P91, P92) obavezni
3. Razmatranje toplinskog zamora:
Za komponente koje su podložne čestim pokretanjima/gašenjima, niželegirani čelici mogu biti bolji od visokolegiranih zbog bolje toplinske vodljivosti i nižih toplinskih naprezanja.
Zahtjevi za kvalitetnu dokumentaciju
EN 10216-2 cijevi za kotlove obično zahtijevaju:
EN 10204 Certifikat o inspekciji tipa 3.1 ili 3.2
Kompletna kemijska analiza(kuhač i proizvod)
Izvješća o mehaničkim ispitivanjimana sobnoj temperaturi
Podaci o svojstvima povišene temperature(vrijednosti puzanja/kidanja)
Grafikoni toplinske obrades vremenima/temperaturama
NDT izvješća(UT, vrtložna struja)
Zapisnici o hidrostatskom ispitivanju
Sljedivost materijalabaciti/zagrijati broj
Kada navesti EN 10216-2 u odnosu na druge standarde
| Kriteriji odabira | Odaberite EN 10216-2 kada: | Razmotrite alternativu kada: |
|---|---|---|
| Temperatura | >Kontinuirani rad od 350 stupnjeva | <300°C (EN 10216-1 or EN 10217-5) |
| Pritisak | >100 bara projektirani tlak | <50 bar (cost optimization possible) |
| Kritičnost komponente | Pregrijač, dogrijač, glavni parovod | Ekonomajzer, ni{0}}tlačni krugovi |
| Život dizajna | >Potrebno 100.000 sati | Očekivani kraći vijek trajanja |
| Radni režim | Osnovno opterećenje, kontinuirani rad | Isprekidani/ciklički rad |
Nedavni razvoj i napredne ocjene
Moderni zahtjevi za proizvodnju električne energije potaknuli su razvoj naprednih stupnjeva unutar EN 10216-2:
P91/P92 (X10CrMoVNb9-1/7CrWVMoNb9-6):Za ultra-superkritične kotlove (600 stupnjeva +, 300 bara)
Toplinski poboljšane cijevi:Unutarnji žljebovi za bolji prijenos topline
Kompozitne cijevi:Obloženi materijali za zaštitu od korozije u-elektranama-za proizvodnju energije iz otpada
Zaključak
EN 10216-2 Kotlovska cijev od ugljičnog čelikapredstavljanajviši stupanj bešavnih cijeviposebno dizajniran za visoko{0}}temperaturu, visokotlačni-servis bojlera. Njegova značajka koja definira jecertificirana svojstva na povišenim temperaturama, posebno podaci o otpornosti na puzanje, koji inženjerima omogućuju točno predviđanje vijeka trajanja cijevi i projektiranje sigurnih, pouzdanih kotlovskih sustava.
Za kritične komponente kotlova koje rade iznad 350 stupnjeva -posebno pregrijače, ponovne grijače i visoko{2}}razvodnike-EN 10216-2 nije samo poželjan, već je često i obavezantehničkim specifikacijama i propisima o tlačnoj opremi.
Ključni zaključak:Prilikom projektiranja ili specifikacije cijevi za rad kotlova na povišenim temperaturama, EN 10216-2 pruža sigurnost svojstava materijala potrebnu za siguran, dugotrajan-rad. Dodatni trošak u odnosu na EN 10216-1 ili zavarene alternative opravdan je sveobuhvatnim podacima o visokim temperaturama i inherentnom pouzdanošću bešavne konstrukcije za ove zahtjevne primjene.
