13CrMo4-5 (1,7335) Χαλύβδινος σωλήνας χωρίς συγκόλληση: A335 P11 Ισοδύναμο για Υπηρεσίες Υψηλών Θερμοκρασιών

Διευκρίνιση του χαρακτηρισμού

Ο σωλήνας άνευ ραφής υψηλής θερμοκρασίας χρωμίου-μολυβδαινίου διατίθεται ευρέως στο εμπόριο με διάφορες ονομασίες και τα έγγραφα της αγοράς μερικές φορές φέρουν αναφορές παλαιού τύπου, όπως το 1,0451. Για τη σύνθεση 1Cr-0,5Mo που περιγράφεται σε αυτό το άρθρο, οι σωστές ονομασίες είναι: 13CrMo4-5 με αριθμό υλικού 1,7335 στο ευρωπαϊκό σύστημα EN 10216-2 και ASTM A335 / ASME SA335 P11 στο αμερικανικό σύστημα. Οι αγοραστές θα πρέπει να επαληθεύσουν τον αριθμό υλικού στο πιστοποιητικό δοκιμής του μύλου σε σχέση με την παραγγελθείσα ονομασία, επειδή αριθμοί όπως το 1,0451 δεν ταιριάζουν με τον βαθμό 1Cr-0,5Mo στους τρέχοντες πίνακες EN 10216-2.

Βαθμός και ισοδύναμα

Το 13CrMo4-5 είναι ένας χάλυβας χαμηλής κραματοποίησης που περιέχει περίπου 1% χρώμιο και 0,5% μολυβδαίνιο. Είναι το ευρωπαϊκό αντίστοιχο του A335 P11 και τα δύο ανταλλάσσονται συνήθως σε διεθνή έργα αφού επιβεβαιωθούν οι απαιτήσεις ιδιοκτησίας. Τα αναγνωρισμένα ισοδύναμα είναι:

Χημική Σύνθεση

Η σύνθεση του βαθμού είναι ισορροπημένη για αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή σε ερπυσμό:

Το χρώμιο βελτιώνει την αντίσταση στην οξείδωση και την απολέπιση στον ατμό και τα θερμά αέρια και το μολυβδαίνιο αυξάνει την αντοχή ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία. Το χαμηλό όριο θείου που απαιτείται στη σύγχρονη παροχή βελτιώνει την ολκιμότητα και τη συγκολλησιμότητα.

Μηχανικές Ιδιότητες

Στην κανονικοποιημένη και σκληρυμένη κατάσταση, οι ιδιότητες θερμοκρασίας δωματίου του βαθμού είναι αντοχή εφελκυσμού περίπου 440–590 MPa, αντοχή διαρροής τουλάχιστον 290 MPa και ελάχιστη επιμήκυνση 20% στο A5 για κοινά πάχη τοιχωμάτων, με τις ακριβείς τιμές να εξαρτώνται από το πάχος του τοιχώματος και το ισχύον πρότυπο. Η αξία του χάλυβα δεν έγκειται στην αντοχή σε θερμοκρασία δωματίου αλλά στη συμπεριφορά του στους 400–550 C, όπου διατηρεί χρήσιμη αντοχή και αντιστέκεται στην παραμόρφωση ερπυσμού για δεκαετίες λειτουργίας. Οι αντοχές σχεδιασμού σε υψηλή θερμοκρασία λαμβάνονται από τους πίνακες επιτρεπόμενων τάσεων του ισχύοντος κώδικα σχεδιασμού, όπως το EN 13480 ή το ASME B31.1/B31.3.

Κατασκευή και Θερμική Επεξεργασία

Ο σωλήνας παράγεται χωρίς συγκόλληση με θερμή έλαση ή εξώθηση και κανονικά παρέχεται στην κανονικοποιημένη και σκληρυμένη κατάσταση σύμφωνα με το EN 10216-2 ή τις αντίστοιχες απαιτήσεις θερμικής επεξεργασίας A335. Η κανονικοποίηση βελτιώνει τη δομή των κόκκων και η σκλήρυνση καθορίζει την τελική αντοχή και σκληρότητα. Ο σωλήνας στη συνέχεια ισιώνεται, δοκιμάζεται υδροστατικά και εξετάζεται με μη καταστροφική δοκιμή. Οι σωλήνες χωρίς ραφή για σέρβις υπό πίεση συνήθως ελέγχονται 100% με υπερήχους σύμφωνα με το ISO 10893-10. Όταν ο σωλήνας συγκολλάται κατά την κατασκευή, απαιτείται θερμική επεξεργασία προθέρμανσης και μετά τη συγκόλληση, με τη θερμοκρασία επεξεργασίας να κυμαίνεται συνήθως από 650–720 C, για την αποκατάσταση των ιδιοτήτων της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα.

Εφαρμογές

Αυτός ο βαθμός χρησιμοποιείται για σωληνώσεις που μεταφέρουν ατμό υψηλής πίεσης και υγρά επεξεργασίας σε υψηλή θερμοκρασία: σωλήνες υπερθερμαντήρα και αναθερμαντήρα, κύριες γραμμές ατμού, κεφαλές, σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας και γραμμές μεταφοράς σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, διυλιστήρια και χημικές μονάδες. Το εύρος πρακτικής εξυπηρέτησης είναι έως περίπου 550 C για ατμό, πάνω από το οποίο χρησιμοποιούνται ποιότητες υψηλότερης χρωμίου όπως 10CrMo9-10 (A335 P22) ή 9Cr (A335 P91). Για έργα πετρελαίου και φυσικού αερίου και πετροχημικών, ο σωλήνας συχνά καθορίζεται με δοκιμές κρούσης και με τις απαιτήσεις χημείας και δοκιμών της προδιαγραφής του έργου.

Παραγγελία και δοκιμή

Κατά την παραγγελία, αναφέρετε το πρότυπο και την έκδοση, τον αριθμό ποιότητας και υλικού, το μέγεθος (OD x πάχος τοιχώματος), το μήκος, την κατάσταση θερμικής επεξεργασίας, τις απαιτήσεις δοκιμών και την τεκμηρίωση. Για την προμήθεια EN, το πιστοποιητικό δοκιμής εκδίδεται σε EN 10204 3.1, με το 3.2 να είναι διαθέσιμο μέσω ανεξάρτητου φορέα επιθεώρησης. Τυπικές δοκιμές είναι η δοκιμή εφελκυσμού, η χημική ανάλυση, η υδροστατική δοκιμή και η μη καταστροφική εξέταση. Η συμπληρωματική δοκιμή πρόσκρουσης Charpy καθορίζεται όταν το απαιτεί ο κώδικας σχεδιασμού ή το έργο.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε: Ποιος είναι ο σωστός αριθμός υλικού για το ισοδύναμο A335 P11;

Ο βαθμός 1Cr-0,5Mo που ισοδυναμεί με το A335 P11 είναι 13CrMo4-5 με αριθμό υλικού 1,7335 στο EN 10216-2. Ένα έγγραφο παλαιού τύπου που γράφει 1,0451 θα πρέπει να ελεγχθεί σε σχέση με το πιστοποιητικό, καθώς αυτός ο αριθμός δεν είναι ο τρέχων προσδιορισμός αυτής της σύνθεσης.

Ε: Για ποιο εύρος θερμοκρασίας είναι κατάλληλος αυτός ο σωλήνας;

Για σέρβις ατμού, το 13CrMo4-5 χρησιμοποιείται συνήθως μέχρι τους 550 C περίπου. Πάνω από αυτό, απαιτούνται υψηλότερες ποιότητες κράματος όπως P22 (10CrMo9-10, 1.7380) ή P91 (X10CrMoVNb9-1, 1.4903).

Ε: Είναι το 13CrMo4-5 το ίδιο με το P11;

Είναι τα πρακτικά ισοδύναμα στα τυπικά συστήματά τους: 13CrMo4-5 ανά EN 10216-2 και P11 ανά ASTM A335. Τα όρια σύνθεσης και ιδιοτήτων διαφέρουν ελαφρώς, επομένως το ισχύον πρότυπο θα πρέπει να αναφέρεται στη σειρά.

Ε: Μπορεί αυτός ο σωλήνας να συγκολληθεί;

Ναι, αλλά ο χάλυβας απαιτεί θερμική επεξεργασία προθέρμανσης και μετά τη συγκόλληση στην περιοχή 650–720 C για να αποκαταστήσει τις ιδιότητες της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα και να ανακουφίσει το στρες.

Ε: Ποιες δοκιμές απαιτούνται για την υπηρεσία πίεσης;

Οι δοκιμές εφελκυσμού, η χημική ανάλυση, η υδροστατική δοκιμή και η μη καταστροφική εξέταση είναι οι τυπικές απαιτήσεις. Η δοκιμή πρόσκρουσης και η πρόσθετη NDT προστίθενται όταν τα απαιτούν οι προδιαγραφές του έργου ή ο κώδικας σχεδιασμού.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ P11 και P22;

Το P22 (10CrMo9-10, 1,7380) περιέχει περίπου 2,25% χρώμιο και 1% μολυβδαίνιο, δίνοντας υψηλότερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή σε ερπυσμό και χρησιμοποιείται σε θερμοκρασίες έως περίπου 580 C.