Τι είναι το ASTM A336 και τι δεν καλύπτει
Το ASTM A336 είναι μια προδιαγραφή υλικού για κράμα χάλυβα που χρησιμοποιείται σε υπηρεσίες υψηλής θερμοκρασίας. Καθορίζει τη χημική σύνθεση και τις απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων των ίδιων των ποιοτήτων χάλυβα και όχι τις διαστάσεις ενός τελικού προϊόντος, επομένως δεν καθορίζει την εξωτερική διάμετρο, το πάχος τοιχώματος, το μήκος ή το τελικό φινίρισμα. Όταν πρέπει να παραγγελθεί σωλήνας ή εξάρτημα υπό πίεση, η ποιότητα υλικού που ορίζεται στο ASTM A336 συνδυάζεται συνήθως με μια προδιαγραφή προϊόντος όπως το ASTM A335 ή με την ισχύουσα έκδοση κώδικα ASME.
Οι χαρακτηρισμοί βαθμών χρησιμοποιούν το γράμμα F ακολουθούμενο από έναν αριθμό, για παράδειγμα F1, F11, F22 ή F91. Κάθε κατηγορία προσαρμόζεται σε έναν συγκεκριμένο συνδυασμό θερμοκρασίας, πίεσης και αντοχής στη διάβρωση, γι' αυτό και η ακριβής κλήση του βαθμού είναι τόσο σημαντική όσο και ο ίδιος ο τυπικός αριθμός.
Κοινοί βαθμοί ASTM A336 και τα καθήκοντά τους
Οι βαθμοί φερριτικού καλύπτουν το εύρος θερμοκρασιών από μέτρια εξυπηρέτηση ατμού έως σύγχρονες υπερκρίσιμες συνθήκες, ενώ οι βαθμοί ωστενιτικού προσθέτουν αντοχή στη διάβρωση για τα πιο επιθετικά τμήματα.
| Βαθμός | Κοινή ονομασία ή κράματα κλειδιών | Τυπικό καθήκον |
|---|---|---|
| F1 | Άνθρακα μολυβδαίνιο | Καλή αντοχή σε μέτρια θερμοκρασία για σωλήνες λέβητα και υπερθερμαντήρα |
| F11 | Κλάση 1, 2, 3 χρώμιο μολυβδαίνιο | Υψηλότερη αντοχή ερπυσμού από το F1 για σωληνώσεις σταθμών παραγωγής ενέργειας και διυλιστηρίων |
| F12 | Κλάση 1, 2 χρώμιο μολυβδαίνιο | Παρόμοιο με το F11 με διαφορετική ισορροπία χρωμίου |
| F22 | Κλάση 1, 3, 2,25Cr-1Mo | Πολύ κοινή ποιότητα διυλιστηρίων και χημικών εγκαταστάσεων με ισχυρή αντοχή σε προσβολή υδρογόνου σε υψηλή θερμοκρασία |
| F5 | 5Cr-0,5Mo | Καλή αντοχή στην οξείδωση και τη θείωση σε υψηλές θερμοκρασίες |
| F9 | 9Cr-1Mo | Υψηλή αντοχή και αντοχή στην απολέπιση σε πολύ υψηλή θερμοκρασία |
| F91 | Τροποποιημένο 9Cr με βανάδιο και νιόβιο | Ενισχυμένη αντοχή σε ερπυσμό για σύγχρονη εξυπηρέτηση σε υψηλές θερμοκρασίες |
| F92 / F911 | Προηγμένο χρώμιο 9 έως 10%. | Υψηλής αντοχής φερριτικές επιλογές για απαιτητικά υπερ-υπερκρίσιμα φυτά |
| F304H, F316H, F321H, F347H | Χάλυβες ωστενιτικού νικελίου χρωμίου | Αντοχή στη διάβρωση και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία σε εξαιρετικά διαβρωτικά σέρβις |
ASTM A336 Σε σύγκριση με ASTM A335
Τα δύο πρότυπα συχνά συγχέονται επειδή τα γράμματα βαθμού τους διαφέρουν μόνο κατά έναν χαρακτήρα. Το ASTM A335 είναι η προδιαγραφή προϊόντος για σωλήνα χωρίς ραφή από κράμα φερριτικού χάλυβα για σέρβις υψηλής θερμοκρασίας: διέπει τον τελικό σωλήνα, συμπεριλαμβανομένων των διαστάσεων, των επιτρεπόμενων παραλλαγών και των δοκιμών προϊόντος. Το ASTM A336 είναι η προδιαγραφή υλικού: δηλώνει από τι πρέπει να είναι κατασκευασμένος ο χάλυβας και ποιες ιδιότητες πρέπει να έχει.
Στην πράξη τα δύο χρησιμοποιούνται μαζί. Ο σωλήνας που παραγγέλθηκε στο A335 P22 είναι κατασκευασμένος από υλικό που πληροί τις απαιτήσεις χημείας και ιδιοτήτων της αντίστοιχης κατηγορίας A336 F22 και η ίδια σχέση ισχύει για το ζεύγος F11 και P11 και το ζεύγος F91 και P91. Ένας αγοραστής που καθορίζει μόνο την ποιότητα υλικού χωρίς προδιαγραφή προϊόντος θα άφηνε ανοιχτές τις απαιτήσεις διαστάσεων και δοκιμών, γι' αυτό και οι πλήρεις περιγραφές παραγγελίας ονομάζουν και τα δύο.
Χημεία, Θερμική Επεξεργασία και Έλεγχος Ιδιοτήτων
Όλες οι ποιότητες υπόκεινται σε αυστηρά όρια σε άνθρακα, μαγγάνιο, φώσφορο, θείο και πυρίτιο, με τις σειρές χρωμίου και μολυβδαινίου να ορίζουν τις ποιότητες φερριτικού και προσθήκες βαναδίου και νιοβίου που χαρακτηρίζουν τις τροποποιημένες ποιότητες 9Cr. Ο φώσφορος και το θείο περιορίζονται επειδή μειώνουν τη σκληρότητα, ιδιαίτερα στη ζώνη συγκόλλησης που επηρεάζεται από τη θερμότητα.
Η θερμική επεξεργασία είναι ειδική για το βαθμό: οι φερριτικοί βαθμοί κανονικοποιούνται και σκληρύνονται, ενώ οι ωστενιτικοί βαθμοί ανόπτονται με διάλυμα. Η επεξεργασία έχει δύο σκοπούς, να βελτιώσει τη μικροδομή για σκληρότητα και να αναπτύξει την καθορισμένη ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού, αντοχή διαρροής και επιμήκυνση. Επειδή οι ιδιότητες αποδεικνύονται σε δείγματα δοκιμής, η συνθήκη θερμικής επεξεργασίας δεν μπορεί να διαχωριστεί από τις μηχανικές τιμές που αναφέρονται στο πιστοποιητικό υλικού.
Δοκιμές και Επιθεώρηση
Το υλικό για το ASTM A336 πιστοποιείται μέσω μιας καθορισμένης ακολουθίας δοκιμών και όχι μόνο μέσω οπτικής επιθεώρησης:
Υδροστατική δοκιμή σε μια καθορισμένη πίεση για να αποδειχθεί η ακεραιότητα της πίεσης χωρίς διαρροή.
Μη καταστροφική ηλεκτρική δοκιμή, συνήθως δινορρεύμα ή επιθεώρηση υπερήχων, για την ανίχνευση επιφανειακών και εσωτερικών ελαττωμάτων.
Δοκιμές ισοπέδωσης, κάμψης και σκληρότητας σε δειγματοληπτική βάση για επιβεβαίωση της ολκιμότητας και της κατάστασης.
Χημική ανάλυση έναντι των ορίων θερμικής ανάλυσης του παραγγελθέντος βαθμού.
Δοκιμή εφελκυσμού για επαλήθευση ελάχιστων τιμών αντοχής και επιμήκυνσης.
Η τεκμηρίωση ακολουθεί την ίδια λογική: ο βαθμός, ο αριθμός θερμότητας, η κατάσταση θερμικής επεξεργασίας και τα αποτελέσματα των δοκιμών πρέπει να είναι ανιχνεύσιμα για κάθε αντικείμενο που παραδίδεται στην τοποθεσία.
Πού εφαρμόζονται οι βαθμοί ASTM A336
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας: κύριες γραμμές ατμού, γραμμές ζεστού και ψυχρού αναθέρμανσης και σωληνώσεις τροφοδοσίας υψηλής πίεσης σε σταθμούς άνθρακα, φυσικού αερίου και πυρηνικών σταθμών.
Πετροχημική και διύλιση: γραμμές μεταφοράς σε μονάδες καταλυτικής πυρόλυσης ρευστών και υδρογονοπυρόλυσης όπου η θερμοκρασία και η πίεση είναι και οι δύο υψηλές.
Πετρέλαιο και αέριο: εξαρτήματα ανάντη και μεσαίας ροής για φρεάτια υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας.
Αυστενιτικοί βαθμοί: έντονα διαβρωτικά και πολύ υψηλές θερμοκρασίες όπου η οικογένεια φερριτικών θα διαβρωθεί πολύ γρήγορα.
Η επιλογή μεταξύ των βαθμών καθοδηγείται από τρεις μεταβλητές που συνεργάζονται, δηλαδή τη θερμοκρασία του μετάλλου, την εσωτερική πίεση και τη χημεία του ρεύματος διεργασίας. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε χρώμιο βελτιώνει την αντοχή στην απολέπιση και στη σουλφίωση. Η αύξηση του μολυβδαινίου βελτιώνει την αντοχή ερπυσμού. και το βανάδιο με νιόβιο στις τροποποιημένες ποιότητες 9Cr αυξάνει περαιτέρω την αντοχή με το κόστος των πιο απαιτητικών ελέγχων συγκόλλησης.
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με το ASTM A336
Ε: Είναι το ASTM A336 προδιαγραφή σωλήνα ή προδιαγραφή υλικού;
Είναι προδιαγραφή υλικού. Καθορίζει τη χημική σύνθεση και τις απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων των ποιοτήτων χάλυβα, όχι τις διαστάσεις ή το τελικό φινίρισμα ενός τελειωμένου σωλήνα.
Ε: Πώς σχετίζεται το ASTM A336 με το ASTM A335;
Το A335 είναι η προδιαγραφή προϊόντος για σωλήνα από φερριτικό κράμα χάλυβα χωρίς συγκόλληση για σέρβις σε υψηλή θερμοκρασία και οι βαθμοί F του A336 αντιστοιχούν στους βαθμούς P του A335, για παράδειγμα F22 με P22.
Ε: Τι σημαίνει το γράμμα F σε μια τάξη όπως η F91;
Προσδιορίζει τον βαθμό εντός του ASTM A336 και διακρίνει την κλήση υλικού από τον βαθμό P που χρησιμοποιείται στις προδιαγραφές του προϊόντος σωλήνων.
Ε: Ποια κατηγορία ASTM A336 αντιστέκεται στην επίθεση υδρογόνου σε υψηλή θερμοκρασία;
Το 2.25Cr-1Mo βαθμού F22 είναι η κοινή επιλογή για υπηρεσίες διυλιστηρίων και χημικών εργοστασίων όπου η επίθεση υδρογόνου είναι σχεδιαστική ανησυχία.
Ε: Είναι το ASME SA336 το ίδιο με το ASTM A336;
Το SA336 είναι ο κώδικας ASME που υιοθετεί την ίδια προδιαγραφή και οι απαιτήσεις βαθμού είναι τεχνικά ισοδύναμες.
Ε: Τι θερμική επεξεργασία απαιτούν οι βαθμοί ASTM A336;
Οι φερριτικοί βαθμοί κανονικοποιούνται και σκληρύνονται, ενώ οι ποιότητες ωστενιτικών όπως οι F304H και F316H υφίστανται ανόπτηση σε διάλυμα για να πληρούν τις καθορισμένες ιδιότητές τους.
Το ASTM A336, το οποίο χρησιμοποιείται με τις σωστές προδιαγραφές προϊόντος και τις σωστές προδιαγραφές ποιότητας, παρέχει την υλική βάση για σωληνώσεις και εξαρτήματα από κράμα χάλυβα που πρέπει να αντέχουν σε σταθερή υψηλή θερμοκρασία και πίεση.
