ASTM A335 P122 Χαλύβδινος σωλήνας χωρίς ραφή: Σύνθεση, ιδιότητες και χρήσεις

Τι είναι ο σωλήνας ASTM A335 P122;

Το ASTM A335 είναι η τυπική προδιαγραφή για σωλήνες από φερριτικό κράμα χάλυβα χωρίς συγκόλληση για σέρβις σε υψηλές{1} θερμοκρασίες. Τρεις λέξεις σε αυτόν τον τίτλο ορίζουν το προϊόν: χωρίς ραφές, φερριτικό κράμα χάλυβα και υψηλή θερμοκρασία. Ο βαθμός P122 βρίσκεται στην κορυφή της σειράς χρωμίου που καλύπτεται από την προδιαγραφή, με ονομαστική περιεκτικότητα σε χρώμιο από 11 έως 12%.

Η κατηγορία ανήκει στην οικογένεια των ερπυστικών-χάλυβων ενισχυμένης αντοχής που επιτρέπουν στα σύγχρονα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής να λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες και πιέσεις ατμού, και επομένως σε υψηλότερη θερμική απόδοση, από ό,τι επιτρέπουν οι παλαιότερες ποιότητες 9Cr-1Mo. Παράγεται μόνο ως σωλήνας χωρίς ραφή, με θερμό φινίρισμα ή κρύο τράβηγμα, έτσι ώστε το όριο πίεσης να μην έχει διαμήκη συγκόλληση.

Χημική Σύνθεση

Η σύνθεση ισορροπεί γύρω από το χρώμιο για αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση, το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο για την ενίσχυση του στερεού διαλύματος και το βανάδιο και το νιόβιο για σταθερά καρβίδια και νιτρίδια που καρφιτσώνουν τη μικροδομή κατά τη διάρκεια μακράς λειτουργίας σε θερμοκρασία.

Μικρές προσθήκες χαλκού και νικελίου χρησιμοποιούνται σε ορισμένες θερμότητες για τη σταθεροποίηση της ισορροπίας του φερρίτη και τα ακριβή όρια για κάθε στοιχείο είναι αυτά που δημοσιεύονται στον πίνακα προδιαγραφών ASTM A335 για τον βαθμό P122. Επειδή η προδιαγραφή ορίζει τόσο τις μέγιστες όσο και τις ελάχιστες τιμές για τους διαμορφωτές καρβιδίου, ο μύλος πρέπει να χτυπήσει ένα στενό παράθυρο και η ανάλυση θερμότητας αναφέρεται στο πιστοποιητικό δοκιμής του μύλου.

Μηχανικές Ιδιότητες και Θερμική Επεξεργασία

Αυτές οι τιμές θερμοκρασίας δωματίου είναι μόνο ένα μέρος της ιστορίας. Η ιδιότητα που διέπει τη σχεδίαση είναι η αντοχή σε ρήξη ερπυσμού σε θερμοκρασία λειτουργίας, που συνήθως εκτιμάται στους 600 βαθμούς Κελσίου, όπου το P122 διατηρεί πολύ υψηλότερη τάση για μια δεδομένη διάρκεια ρήξης από το P91 ή το P92. Ο σωλήνας παρέχεται σε κανονικοποιημένη και σκληρυμένη κατάσταση. το πρότυπο καθορίζει μια ελάχιστη θερμοκρασία σκλήρυνσης που πρέπει να τηρείται και η προκύπτουσα σκληρυμένη μαρτενσιτική μικροδομή είναι αυτή που προσφέρει τόσο αντοχή ερπυσμού όσο και σκληρότητα που απαιτείται για την κατασκευή.

Επιλογή Βαθμού: P91, P92 και P122

Όταν η θερμοκρασία σχεδιασμού ανεβαίνει, η επιλογή συνήθως θέτει δύο ερωτήματα: πόση δύναμη ερπυσμού χρειάζεται και πόση αντίσταση ατμού-πλευρικής οξείδωσης απαιτούν τα τελικά στάδια υπερθέρμανσης ή αναθερμαντήρα. Το P122 απαντά και στα δύο, γι' αυτό εμφανίζεται σε προηγμένα υπερ{3}}υπερκρίσιμα έργα και στα πιο καυτά τμήματα μεγάλων λεβήτων κοινής ωφέλειας.

Εφαρμογές

Σωλήνες υπερθερμαντήρα και αναθερμαντήρα σε λέβητες ηλεκτρικής ενέργειας και βιομηχανικής χρήσης.

Κύριες γραμμές ατμού, γραμμές θερμής αναθέρμανσης και-κεφαλίδες και πολλαπλές υψηλής θερμοκρασίας.

Σωληνώσεις υψηλής-ενέργειας σε υπερ-υπερκρίσιμες μονάδες όπου έχει σημασία η εξοικονόμηση πάχους τοιχώματος.

Σωληνώσεις διεργασιών υψηλής θερμοκρασίας σε εργοστάσια πετροχημικών και υπηρεσία υδρογόνου και αερίου σύνθεσης.

Σημειώσεις Κατασκευής

Το P122 είναι συγκολλήσιμο, αλλά απαιτεί πειθαρχία. Οι κατάλληλες διαδικασίες συγκόλλησης, η ελεγχόμενη προθέρμανση, τα όρια θερμοκρασίας μεταξύ διέλευσης και μια συγκεκριμένη θερμική επεξεργασία μετά την{2}}συγκόλληση είναι όλα υποχρεωτικά, επειδή η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα πρέπει να επιστραφεί σε σκληρυμένη μαρτενσιτική κατάσταση διαφορετικά θα είναι σκληρή, εύθραυστη και επιρρεπής σε πρώιμο ράγισμα. Η κάμψη, η διαμόρφωση εν θερμώ και οποιαδήποτε επισκευαστική συγκόλληση πρέπει να ακολουθούνται από την κατάλληλη θερμική επεξεργασία και χρησιμοποιούνται εξετάσεις σκληρότητας και μη{4}}για να επιβεβαιωθεί ότι η θερμική επεξεργασία έχει κάνει τη δουλειά της. Η κατεργασία είναι παρόμοια με άλλες ποιότητες χρωμίου 9 έως 12%, αλλά απαιτεί αιχμηρά εργαλεία και ελεγχόμενες ταχύτητες κοπής.

FAQ

Ε: Σε τι χρησιμοποιείται το ASTM A335 P122;
Χρησιμοποιείται για αδιάλειπτες σωληνώσεις και σωληνώσεις υψηλής-θερμοκρασίας σε εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και πετροχημικών, συμπεριλαμβανομένων των σωλήνων υπερθερμαντήρων και αναθερμαντήρων, γραμμών κύριας ατμού και θερμής αναθέρμανσης και κεφαλών υψηλής- θερμοκρασίας.

Ε: Γιατί το P122 περιέχει βολφράμιο;
Το βολφράμιο παρέχει ενίσχυση στερεού διαλύματος που αυξάνει την αντίσταση ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία. Μαζί με το βανάδιο, το νιόβιο και το άζωτο, επιτρέπει στον σωλήνα να μεταφέρει υψηλότερη τάση στην ίδια θερμοκρασία ατμού ή την ίδια τάση σε υψηλότερη θερμοκρασία.

Ε: Ποιες είναι οι ελάχιστες μηχανικές ιδιότητες του P122;
Σε θερμοκρασία δωματίου η καθορισμένη ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού είναι 620 MPa και η ελάχιστη αντοχή διαρροής είναι 400 MPa, με ελάχιστη επιμήκυνση 20%. Η αντοχή σε ρήξη ερπυσμού σε θερμοκρασία λειτουργίας είναι η ιδιότητα που διέπει το πάχος του τοιχώματος σχεδιασμού.

Ε: Σε τι διαφέρει το P122 από το P92;
Το P92 είναι χάλυβας 9Cr με βολφράμιο, ενώ το P122 αυξάνει το χρώμιο σε περίπου 11 έως 12% και προσθέτει χαλκό. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε χρώμιο δίνει στο P122 καλύτερη αντίσταση στην οξείδωση με ατμό-, η οποία έχει σημασία στα πιο καυτά τμήματα του σωλήνα.

Ε: Χρειάζεται ο σωλήνας P122 θερμική επεξεργασία μετά{1}}συγκόλλησης;
Ναί. Ο βαθμός συγκολλάται με κατάλληλες διαδικασίες και ελεγχόμενη προθέρμανση, και στη συνέχεια υποβάλλεται{1}}με θερμική επεξεργασία συγκόλλησης για να αποκατασταθεί μια σκληρυμένη μαρτενσιτική δομή στη συγκόλληση και στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Η δοκιμή σκληρότητας χρησιμοποιείται συνήθως για την επιβεβαίωση του αποτελέσματος.

Ε: Είναι το P122 διαθέσιμο ως συγκολλημένος σωλήνας;
Ο βαθμός καθορίζεται ως σωλήνας χωρίς ραφή σύμφωνα με το ASTM A335. Ο σωλήνας μεγάλης διαμέτρου-για κεφαλές συνήθως παράγεται από χωρίς ραφή ή σφυρήλατο υλικό και στη συνέχεια ενώνεται με συγκόλληση κατά την κατασκευή αντί να παρέχεται ως διαμήκης συγκολλημένος σωλήνας.