P11 Proces proizvodnje i toplinske obrade

Što je P11

P11 je vrsta cijevi od-feritnog čelika definirana u ASTM A335/A335M, specifikaciji za bešavne-čelične cijevi od feritne legure za rad na visokim-temperaturama. Oznaka stupnja P11 odgovara sastavu krom-molibdena od nominalno 1,25% kroma i 0,5% molibdena. Koristi se u elektranama, petrokemijskim postrojenjima i cjevovodima rafinerija gdje ugljični čelik gubi čvrstoću na povišenim temperaturama i gdje je potrebna određena otpornost na oksidaciju bez prelaska na potpuno nehrđajući materijal.

Proizvodni put: Samo besprijekorno

ASTM A335 zahtijeva da se P11 proizvodi besprijekornim postupkom. Cijev počinje kao čvrsta okrugla gredica, koja se buši kako bi se formirala šuplja ljuska, a zatim se smanjuje na konačnu veličinu vrućim valjanjem, hladnim izvlačenjem ili ekstruzijom. Postupci zavarivanja kao što je elektrootporno zavarivanje ili zavarivanje pod praškom nisu dopušteni za ovu specifikaciju. Razlog je-pokretan servisom: uzdužna linija zavara je klasična slaba točka pod visokom temperaturom i pritiskom, posebno tamo gdje je sustav podvrgnut toplinskom ciklusu. Uklanjanje zavara uklanja povezane načine kvara, tako da bešavna struktura daje ujednačenija svojstva stijenke, bolju-sposobnost zadržavanja pritiska i dosljedan odgovor na opterećenje puzanjem preko cijele duljine cijevi.

Kemijski sastav

Granice sastava za P11 utvrđene su tablicom A335 i potvrđene na certifikatu mlina.

Mehanički zahtjevi zahtijevaju minimalnu vlačnu čvrstoću od 415 MPa (60 ksi), minimalnu granicu tečenja od 205 MPa (30 ksi) i minimalno istezanje od 30% u 2 inča za ispitni komad pune-veličine.

Obavezna toplinska obrada

Nakon oblikovanja, svaka P11 cijev mora proći jednu od tri toplinske obrade definirane standardom: potpuno žarenje, normaliziranje nakon čega slijedi kaljenje ili kaljenje nakon čega slijedi kaljenje. Normalizacija i kaljenje je najčešći način proizvodnje.

Normalizacija ponovno zagrijava cijev iznad gornje temperature transformacije, obično iznad 900 stupnjeva C, i hladi je na mirnom zraku. Svrha je pročistiti veličinu zrna, homogenizirati mikrostrukturu i uspostaviti dosljedna mehanička svojstva. Kaljenjem se zatim ponovno zagrijava cijev na temperaturu ispod donje točke transformacije, obično iznad 650 stupnjeva C, drži je kontrolirano vrijeme i hladi. Kaljenje ublažava unutarnje naprezanje nastalo normalizacijom, poboljšava žilavost i rastegljivost i sferoidizira karbide tako da je materijal stabilan za dugo-izlaganje visokim-temperaturama.

Kako procesni parametri kontroliraju konačna svojstva

Prozor za toplinsku obradu je uzak i namjeran. Ako je temperatura normalizacije preniska, austenit se ne homogenizira i konačna struktura je nejednaka; ako je previsoka, zrno postaje grubo i žilavost pada. Brzina hlađenja odabire mikrostrukturu: hlađenje zrakom nakon normalizacije razvija bainitnu strukturu, što daje najbolju kombinaciju čvrstoće i žilavosti za ovaj stupanj. Temperatura kaljenja zatim fiksira veličinu i raspodjelu karbida legure. Nedovoljno-kaljenje ostavlja zaostalo naprezanje i nedovoljnu žilavost, dok prekomjerno-kaljenje ogrubljuje karbide i smanjuje čvrstoću. Iz tog razloga, zapisi peći koji pokazuju stvarno vrijeme-na-temperaturi za svako zagrijavanje dio su potrebne proizvodne dokumentacije.

Toplinska obrada i performanse na visokim-temperaturama

Dugoročna -visoka{1}}temperaturna služba određena je otpornošću na puzanje i čvrstoćom na pucanje, a obje ovise o mikrostrukturi. Ispravno normalizirana i kaljena cijev sadrži fine, ravnomjerno raspoređene karbide kroma i molibdena u stabilnoj kaljenoj matrici bainita ili troostita. Ovi karbidi otporni su na ogrubljivanje i učvršćuju granice zrna, što usporava deformaciju puzanjem tijekom desetljeća rada. Ako je toplinska obrada pogrešna, cijev nosi nestabilne faze i zaostalo naprezanje koje ubrzava aglomeraciju karbida na temperaturi; brzina puzanja raste, a prerano pucanje skraćuje projektirani život. Stanje toplinske obrade stoga nije kozmetički korak, već najveći pojedinačni čimbenik u tome hoće li cijev raditi kako je izračunato u kodu dizajna.

Ispitivanje i ne-destruktivno ispitivanje

Svaka P11 cijev podliježe ispitivanju prihvatljivosti A335. Hidrostatičko ispitivanje je obavezno osim ako se kupac ne složi s alternativnim ne-destruktivnim ispitivanjem, a ispitni tlak se izračunava iz dimenzija cijevi. Dodatno, norma zahtijeva da cijev nema štetnih nedostataka, a dodatni zahtjevi pokrivaju dodatna ispitivanja kao što su ultrazvučno ili ispitivanje vrtložnim strujama cijelog tijela na uzdužne i poprečne diskontinuitete i ispitivanje površine magnetskim česticama ili tekućim penetrantom. Kupci P11 za kritične usluge obično se pozivaju na ove dodatne opcije u narudžbenici, zajedno s potvrdom o inspekciji 3.1 prema EN 10204 ili ekvivalentnom dokumentacijom.

FAQ

1. Je li A335 P11 bešavni ili zavareni?

Samo besprijekorno. ASTM A335 izričito zahtijeva bešavni proces, a zavarena cijev ne može biti certificirana prema ovoj specifikaciji.

2. Kakvu toplinsku obradu P11 mora primiti?

Jedno od tri: potpuno žarenje, normalizacija plus kaljenje ili kaljenje plus kaljenje. Normalizacija i kaljenje je najčešće korišteni put.

3. Koje su temperature normalizacije i temperiranja za P11?

Normalizacija se tipično provodi iznad 900 stupnjeva C, a kaljenje iznad 650 stupnjeva C, s točnim vrijednostima postavljenim prema kvalificiranom postupku proizvođača za veličinu cijevi i debljinu stijenke.

4. Koja je razlika između P11 i P22?

Oba su krom-molibden čelici, ali P11 sadrži oko 1,25% kroma i 0,5% molibdena, dok P22 sadrži oko 2,25% kroma i 1% molibdena. P22 nudi veću otpornost na puzanje za rad na višim-temperaturama.

5. Koja je razlika između cijevi A335 P11 i cijevi A213 T11?

Kemijske i mehaničke vrijednosti su u biti iste. T11 je cijev pokrivena standardom ASTM A213 za kotlove i{3}}izmjenjivače topline, s-specifičnim dimenzijama i ispitivanjima cijevi, dok je P11 cijev prema standardu ASTM A335 za vanjske sustave cjevovoda.

6. Do koje temperature se P11 normalno koristi?

P11 se obično odabire za temperature metala do oko 550 stupnjeva C u tlačnim cjevovodima; iznad tog raspona obično je potreban viši-razred kroma kao što je P22 ili P91.