P11 Διαδικασία Παραγωγής και Θερμικής Επεξεργασίας

Τι είναι το P11

Το P11 είναι ένα κράμα φερριτικού-σωλήνων χάλυβα που ορίζεται στο ASTM A335/A335M, η προδιαγραφή για σιδηροσωλήνες φερριτικού κράματος-χωρίς ραφές για σέρβις σε υψηλές{{5} θερμοκρασίες. Ο χαρακτηρισμός βαθμού P11 αντιστοιχεί σε μια σύνθεση χρωμίου-μολυβδαινίου ονομαστικά 1,25% χρώμιο και 0,5% μολυβδαίνιο. Χρησιμοποιείται σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, πετροχημικά εργοστάσια και σωληνώσεις διυλιστηρίων όπου ο ανθρακούχος χάλυβας χάνει αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και όπου απαιτείται κάποια αντίσταση στην οξείδωση χωρίς να μετακινείται σε πλήρως ανοξείδωτο υλικό.

Διαδρομή κατασκευής: Μόνο απρόσκοπτη

Το ASTM A335 απαιτεί το P11 να κατασκευάζεται με απρόσκοπτη διαδικασία. Ο σωλήνας ξεκινά ως ένα συμπαγές στρογγυλό κάλυμμα, το οποίο τρυπιέται για να σχηματίσει ένα κοίλο κέλυφος και στη συνέχεια μειώνεται στο τελικό μέγεθος με θερμή έλαση, κρύο τράβηγμα ή εξώθηση. Δεν επιτρέπονται διεργασίες συγκόλλησης, όπως συγκόλληση με ηλεκτρική αντίσταση ή συγκόλληση με υποβρύχιο τόξο για αυτήν την προδιαγραφή. Ο λόγος είναι-καθοδηγούμενος από την υπηρεσία: η διαμήκης γραμμή συγκόλλησης είναι το κλασικό σημείο αδυναμίας υπό υψηλή θερμοκρασία και πίεση, ιδιαίτερα εκεί όπου το σύστημα υφίσταται θερμικό κύκλο. Η αφαίρεση της συγκόλλησης αφαιρεί τους σχετικούς τρόπους αστοχίας, έτσι η δομή χωρίς ραφή παρέχει πιο ομοιόμορφες ιδιότητες τοιχώματος, καλύτερη ικανότητα διατήρησης της πίεσης-και σταθερή απόκριση στη φόρτιση ερπυσμού σε όλο το μήκος του σωλήνα.

Χημική Σύνθεση

Τα όρια σύνθεσης για το P11 καθορίζονται από τον πίνακα A335 και επαληθεύονται στο πιστοποιητικό μύλου.

Οι μηχανικές απαιτήσεις απαιτούν ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού 415 MPa (60 ksi), ελάχιστη αντοχή διαρροής 205 MPa (30 ksi) και ελάχιστη επιμήκυνση 30% σε 2 ίντσες για το δοκίμιο πλήρους μεγέθους-.

Υποχρεωτική Θερμική Επεξεργασία

Μετά τη διαμόρφωση, κάθε σωλήνας P11 πρέπει να λάβει μία από τις τρεις θερμικές επεξεργασίες που ορίζονται από το πρότυπο: πλήρης ανόπτηση, κανονικοποίηση ακολουθούμενη από σκλήρυνση ή σβέση ακολουθούμενη από σκλήρυνση. Η κανονικοποίηση και η σκλήρυνση είναι η πιο κοινή οδός παραγωγής.

Η κανονικοποίηση επαναθερμαίνει τον σωλήνα πάνω από την ανώτερη θερμοκρασία μετασχηματισμού, συνήθως πάνω από 900 βαθμούς Κελσίου, και τον ψύχει σε ακίνητο αέρα. Ο σκοπός είναι να βελτιωθεί το μέγεθος των κόκκων, να ομογενοποιηθεί η μικροδομή και να δημιουργηθούν σταθερές μηχανικές ιδιότητες. Στη συνέχεια, η σκλήρυνση επαναθερμαίνει τον σωλήνα σε θερμοκρασία κάτω από το κατώτερο σημείο μετασχηματισμού, συνήθως πάνω από 650 βαθμούς C, τον κρατά για ελεγχόμενο χρόνο και τον ψύχει. Η σκλήρυνση ανακουφίζει τις εσωτερικές καταπονήσεις που δημιουργούνται από την κανονικοποίηση, βελτιώνει τη σκληρότητα και την ολκιμότητα και σφαιροειδοποιεί τα καρβίδια έτσι ώστε το υλικό να είναι σταθερό για μακροχρόνια έκθεση σε υψηλές-θερμοκρασίες.

Πώς οι παράμετροι διαδικασίας ελέγχουν τις τελικές ιδιότητες

Το παράθυρο θερμικής επεξεργασίας είναι στενό και σκόπιμα. Εάν η θερμοκρασία κανονικοποίησης είναι πολύ χαμηλή, ο ωστενίτης δεν ομογενοποιείται και η τελική δομή είναι ανομοιόμορφη. αν είναι πολύ ψηλά, ο κόκκος μεγαλώνει και η σκληρότητα πέφτει. Ο ρυθμός ψύξης επιλέγει τη μικροδομή: η ψύξη με αέρα μετά την κανονικοποίηση αναπτύσσει μια μπαινίτικη δομή, η οποία δίνει τον καλύτερο συνδυασμό αντοχής και σκληρότητας για αυτόν τον βαθμό. Στη συνέχεια, η θερμοκρασία σκλήρυνσης καθορίζει το μέγεθος και την κατανομή των καρβιδίων του κράματος. Η ανεπαρκής σκλήρυνση αφήνει υπολειμματική καταπόνηση και ανεπαρκή σκληρότητα, ενώ η υπερ-σκλήρυνση τραχύνει τα καρβίδια και μειώνει την αντοχή. Για αυτόν τον λόγο, τα αρχεία κλιβάνου που δείχνουν τον πραγματικό χρόνο-σε-θερμοκρασία για κάθε θερμότητα αποτελούν μέρος της απαιτούμενης τεκμηρίωσης κατασκευής.

Θερμική επεξεργασία και απόδοση σε υψηλές{0}}Θερμοκρασίες

Η μακροπρόθεσμη-υψηλή-υπηρεσία θερμοκρασίας διέπεται από την αντοχή ερπυσμού και την αντοχή θραύσης και τα δύο εξαρτώνται από τη μικροδομή. Ένας σωστά κανονικοποιημένος και σκληρυμένος σωλήνας περιέχει λεπτά, ομοιόμορφα κατανεμημένα καρβίδια χρωμίου και μολυβδαινίου σε μια σταθερή μήτρα σκληρυμένου μπαινίτη ή τρωστίτη. Αυτά τα καρβίδια αντιστέκονται στην τραχύτητα και καρφώνουν τα όρια των κόκκων, γεγονός που επιβραδύνει την παραμόρφωση ερπυσμού για δεκαετίες λειτουργίας. Εάν η θερμική επεξεργασία είναι λανθασμένη, ο σωλήνας φέρει ασταθείς φάσεις και υπολειπόμενη τάση που επιταχύνουν τη συσσωμάτωση καρβιδίου στη θερμοκρασία. ο ρυθμός ερπυσμού αυξάνεται και η πρόωρη ρήξη μειώνει τη διάρκεια ζωής του σχεδιασμού. Επομένως, η κατάσταση θερμικής επεξεργασίας δεν είναι ένα καλλυντικό βήμα, αλλά ο μοναδικός μεγαλύτερος παράγοντας για το εάν ο σωλήνας λειτουργεί όπως υπολογίζεται στον κώδικα σχεδιασμού.

Δοκιμή και μη{0}}Εξέταση

Κάθε σωλήνας P11 υπόκειται στις δοκιμές αποδοχής A335. Η υδροστατική δοκιμή είναι υποχρεωτική, εκτός εάν ο αγοραστής συμφωνήσει σε μια εναλλακτική μη{3}}μη καταστροφική δοκιμή και η πίεση δοκιμής υπολογίζεται από τις διαστάσεις του σωλήνα. Επιπλέον, το πρότυπο απαιτεί ο σωλήνας να είναι απαλλαγμένος από ζημιογόνα ελαττώματα και οι συμπληρωματικές απαιτήσεις καλύπτουν πρόσθετη εξέταση, όπως δοκιμή υπερήχων ή δινορευμάτων ολόκληρου του σώματος για διαμήκεις και εγκάρσιες ασυνέχειες και εξέταση της επιφάνειας με μαγνητικά σωματίδια ή υγρά. Οι αγοραστές του P11 για κρίσιμες υπηρεσίες συνήθως επικαλούνται αυτές τις συμπληρωματικές επιλογές στην παραγγελία αγοράς, μαζί με ένα πιστοποιητικό επιθεώρησης 3.1 σύμφωνα με το EN 10204 ή ισοδύναμη τεκμηρίωση.

FAQ

1. Είναι το A335 P11 χωρίς ραφή ή συγκολλημένο;

Μόνο χωρίς ραφή. Το ASTM A335 απαιτεί ρητά την απρόσκοπτη διαδικασία και ο συγκολλημένος σωλήνας δεν μπορεί να πιστοποιηθεί με αυτήν την προδιαγραφή.

2. Τι θερμική επεξεργασία πρέπει να λάβει το P11;

Ένα από τα τρία: πλήρης ανόπτηση, κανονικοποίηση συν σβήσιμο ή σβήσιμο συν σβήσιμο. Η κανονικοποίηση και η σκλήρυνση είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη οδός.

3. Ποιες είναι οι θερμοκρασίες κανονικοποίησης και σκλήρυνσης για το P11;

Η κανονικοποίηση πραγματοποιείται συνήθως πάνω από τους 900 βαθμούς Κελσίου και η σκλήρυνση πάνω από 650 βαθμούς Κελσίου, με τις ακριβείς τιμές που ορίζονται από την ειδική διαδικασία του κατασκευαστή για το μέγεθος του σωλήνα και το πάχος του τοιχώματος.

4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ P11 και P22;

Και οι δύο είναι χάλυβες χρωμίου-μολυβδαινίου, αλλά το P11 περιέχει περίπου 1,25% χρώμιο και 0,5% μολυβδαίνιο, ενώ το P22 περιέχει περίπου 2,25% χρώμιο και 1% μολυβδαίνιο. Το P22 προσφέρει υψηλότερη αντοχή ερπυσμού για εξυπηρέτηση υψηλότερης- θερμοκρασίας.

5. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του σωλήνα A335 P11 και του σωλήνα A213 T11;

Η χημεία και οι μηχανικές τιμές είναι ουσιαστικά οι ίδιες. Το T11 είναι ένας σωλήνας που καλύπτεται από το ASTM A213 για υπηρεσίες λέβητα και{3}}εναλλάκτη θερμότητας, με ειδικές διαστάσεις και δοκιμές σωλήνων, ενώ το P11 είναι σωλήνας ανά ASTM A335 για εξωτερικά συστήματα σωληνώσεων.

6. Μέχρι ποια θερμοκρασία χρησιμοποιείται συνήθως το P11;

Το P11 επιλέγεται συνήθως για θερμοκρασίες μετάλλων έως περίπου 550 βαθμούς C σε σωληνώσεις πίεσης. πάνω από αυτό το εύρος απαιτείται συνήθως υψηλότερος-βαθμός χρωμίου όπως P22 ή P91.