13CrMo44 brezšivna jeklena cev iz krom-molibdena

Pregled

13CrMo44je akrom-molibdenove zlitine jeklaza brezšivne cevi, ki se uporabljajo vstoritev visoke-temperature in visokega{1}}tlaka. Je delsodobni evropski standard EN 10216-2, ki predstavlja specifično legirano jeklo z 1 % kroma in 0,5 % molibdena z zajamčenimi lastnostmi pri povišani temperaturi. Ta kakovost se pogosto uporablja v proizvodnji električne energije, petrokemičnih in rafinerijskih aplikacijah.

Pomembna opomba:13CrMo44 je atrenutni, aktivni standard(ni zastarelo kot ocene ST). Pripona »44« označuje posebne zahteve glede lastnosti in ne zastarele oznake.

Standard in specifikacija

Razlaga nomenklature:

13= Približno 1 % kroma (dejanski razpon 0,70–1,15 %)

CrMo= Krom-jeklo iz zlitine molibdena

44= Zgodovinska oznaka za določeno raven lastnosti

4-5= Sodobna oznaka EN, ki označuje Cr-Mo zlitino s posebnimi lastnostmi

Mehanske lastnosti

Zahteve glede sobne temperature:

Lastnosti pri povišani temperaturi (zajamčeno):

Lastnosti se postopoma zmanjšujejo s temperaturo -, značilno za Cr-Mo jekla

Kemična sestava (največ %)

Ključne značilnosti:

Nizka vsebnost ogljika:Manj ali enako 0,15 % za dobro varljivost

Nadzorovani Cr-Mo:Natančna območja za optimalne lastnosti lezenja

Drobna zrna:Aluminij uničen zaradi doslednih lastnosti

Čisto jeklo:Nizka vsebnost žvepla in fosforja

Proizvodni proces

Proizvodnja brezšivnega 13CrMo44:

Izdelava jekla:Obločna ali osnovna kisikova peč

Sekundarna rafinacija:Obdelava v peči za natančno kemijo

Neprekinjeno ulivanje:Praksa drobnega zrna

Vroče delo:Mannesmannov postopek ali ekstrudiranje

Toplotna obdelava: Obvezno- Normalizirano in kaljeno

Končna obdelava:Ravnanje, rezanje, testiranje

Obvezna toplotna obdelava:

Normalizacija:900-960 stopinj, zračno hlajenje

Kaljenje:680-750 stopinj, najmanj 30 minut na 25 mm debeline

rezultat:Kaljena bainitna/martenzitna struktura za optimalno odpornost proti lezenju

Razpon velikosti:

Zunanji premer:21,3 mm do 711 mm (≈ ½" do 28")

Debelina stene:2,0 mm do 80,0 mm

Dolžina:Običajno 6-12 m; na voljo do 18m

Zahteve za testiranje in inšpekcijo

Obvezni preskusi (EN 10216-2):

Posebne zahteve za 13CrMo44:

Obvezno testiranje udarca:Za razliko od nekaterih vrst ogljikovega jekla

Nadzor trdote:Kritičen za lezenje in varljivost

Preverjanje mikrostrukture:Pogosto določeno za preverjanje

NDE:Pogosteje navedeno kot za ogljikova jekla

Specifikacije toplotne obdelave

Standardni pogoj:

Dostava:Normalizirano in kaljeno (+NT)

Normalizacija:900-960 stopinj, zračno hlajenje

Kaljenje:680-750 stopinj, čas zadrževanja je primeren za debelino stene

Hlajenje:Zračno hlajenje po kaljenju

Mikrostruktura po toplotni obdelavi:

Primarni:Kaljeni bainit

Velikost zrn:ASTM 5 ali finejši

Porazdelitev karbida:Fina, enakomerna disperzija

Brez nekaljenega martenzitadovoljeno

Trdota po toplotni obdelavi:

tipično:140-180 HB

Največ:Običajno določeno manj kot ali enako 200 HB za varljivost

Enotnost:Skozi debelino stene in po dolžini

Aplikacije

Primarne industrije:

Proizvodnja električne energije:Cevi za pregrevanje, cevi za ponovni grelnik, visoko{0}}vodi za paro

Petrokemija:Cevi za reformiranje, grelne cevi, visoko{0}}temperaturne procesne cevi

Rafiniranje:Hidrokreking, katalitski krekir, enote za visbreaker

Kemična industrija:Visokotemperaturni-reaktorji, izmenjevalniki toplote

Industrijski kotli:Visokotlačni-odseki

Tipični servisni pogoji:

Temperaturno območje: 400-550 stopinj(optimalno območje)

Tlak:Visok tlak (običajno 100-200 barov)

mediji:Pregreta para, vroči procesni plini, termalna olja

Okolje:Pogoji-visokotemperaturne oksidacije

Zakaj je izbran 13CrMo44:

Odpornost proti lezenju:Boljša od ogljikovih jekel pri 450-550 stopinjah

Odpornost proti oksidaciji:Krom zagotavlja odpornost proti vodnemu kamnu

Mikrostrukturna stabilnost:Ohranja lastnosti pri temperaturi

Dobra varivost:Za nizko{0}}legirano jeklo,-odporno proti lezenju

Stroškovno-učinkovito:Cenejši od visoko legiranih jekel

Primerjava s podobnimi ocenami

Prednosti pred ogljikovimi jekli:

Zmogljivost za 50-100 stopinj višje temperature

Boljša trdnost proti lezenju

Izboljšana odpornost proti oksidaciji

Boljša mikrostrukturna stabilnost

Prednosti pred višjimi zlitinami:

Boljša varivostkot jekla z višjo Cr{0}}Mo

Nižji stroškikot 9 % Cr ali avstenitna jekla

Nižja toplotna ekspanzijakot avstenitika

Znana izmišljotinaza večino trgovin

Izdelava in varjenje

Varjenje 13CrMo44 (Kritični vidiki):

Ekvivalent ogljika:

Pcm=C+Si30+Mn+Cu+Cr20+Ni60+Mo15+V10+5BPcm​=C+30Si​+20Mn+Cu+Cr​+60Ni​+15Mo​+10V​+5B
tipično:0.25-0.30(boljši od visoko legiranih jekel)

Pogoste težave pri varjenju:

Mehčanje HAZ:Če je temperatura PWHT previsoka

Krekiranje s ponovnim segrevanjem:V HAZ med PWHT

Krekiranje vodika:Če je predgretje nezadostno

Neusklajenost lezenja:Če dodajna kovina ni pravilno izbrana

Priporočena praksa:

Kvalificirajte postopkepo EN ISO 15614-1

Uporabite procese z nizko-vodikovo vsebnostjo(TIG, SMAW s pečenimi elektrodami)

Nadzor temperature vmesnega prehodaprevidno

PWHT v 24 urahzaključka varjenja

Razmislite o -varjenju NDE(UT, RT)

Premisleki glede oblikovanja

Dovoljene napetosti (primer):

Prednosti oblikovanja:

Višje dovoljene napetostipri povišanih temperaturah

Možne tanjše steneza isti tlak/temperaturo

Daljša življenjska dobapri visokih temperaturah

Boljša odpornost proti koroziji/oksidaciji

Omejitve:

Najvišja temperatura:~550 stopinj (za-dolgotrajno uporabo)

Ni za močno korozijo:Omejena vsebnost kroma

Kompleksnost varjenja:Več kot ogljikova jekla

Cena:2-3× cena ogljikovega jekla

Certificiranje materiala in sledljivost

Zahtevana dokumentacija (EN 10204 3.2):

Kemijska analiza:Celotno spektrokemično poročilo

Mehanski testi:Natezna (prostorna + neobvezno dvignjena), udarna

Test trdote:Običajno Brinell ali Vickers

Zapisi o toplotni obdelavi:Časi, temperature, stopnje hlajenja

Poročila NDE:Če se izvaja ultrazvočni ali drug NDE

Sledljivost:Dokončano od taline do končne cevi

Zahteve za označevanje:

Identifikacija proizvajalca

Oznaka EN 10216-2

Stopnja: 13CrMo4-5

Velikost: D × t

Toplotno število

Simbol toplotne obdelave (+NT)

Oznaka CE (za aplikacije PED)

Oznaka inšpektorja

Informacije o naročanju

Primer celotne specifikacije:

besedilo

Brezšivne cevi po EN 10216-2 Razred: 13CrMo4-5 Toplotna obdelava: normalizirana in kaljena (+NT) Mere: 114,3 mm OD × 8,0 mm WT × 8000 mm dolžina Količina: 80 kosov Končna priprava: poševno 37,5 stopinj ± 2,5 stopinj, 1,6 mm kopno Certificiranje: EN 10204 3.2 certifikat v angleščini Testiranje: - Natezni preskus pri sobni temperaturi - Charpyjev udarni preskus: 3 vzorci pri 20 stopinjah (najmanj 40J povprečno, 32J enojni) - Preskus trdote: HB poročilo - Izbirno: Natezna trdnost pri povišani temperaturi pri 500 stopinjah NDE: Ultrazvočno testiranje po celotni dolžini Oznaka: Po EN 10216-2, vključi toplotno številko in "UT"

Ključne točke, ki jih je treba navesti:

Standard in razred:EN 10216-2 13CrMo4-5

Toplotna obdelava:+NT (normalizirano in kaljeno)

Temperatura udarnega preskusa:Običajno 20 stopinj, lahko pa določite tudi druge

Meje trdote:Če se zahteva poseben maksimum

Zahteve NDE:UT je pogosto določen za kritične storitve

Končna priprava:Za varjenje ali druge povezave

Navzkrižno-sklicevanje na uporabo in standarde v industriji

Evropska elektroenergetika:

Standardni materialza pregrevalne cevi v običajnih elektrarnah

Široko uporabljenv evropsko{0}}zasnovanih kotlih

Kvalificiranvečjih proizvajalcev kotlov

Globalni ekvivalenti:

ASTM A335 P12 Primerjava:

Glavna področja zagotavljanja kakovosti

Kritični parametri kakovosti:

Toplotna obdelava:Pravilno normaliziranje in kaljenje

Trdota:V določenem območju (običajno 140-180 HB)

Udarna žilavost:Najmanj 40J pri 20 stopinjah

Mikrostruktura:Kaljen bainit, brez nekaljenega martenzita

Kakovost površine:Brez razogljičenja, šivov, pregibov

Pogoste težave s kakovostjo:

Pre-kaljenje:Posledica prekomernega mehčanja

Pod-kaljenje:Pušča netemperiran martenzit

Razogljičenje:Površinska izguba ogljika med toplotno obdelavo

Mikrostruktura pasu:Zaradi nepravilnega vročega dela

Prekomerna trdota:Zaradi nepravilnega hlajenja

Inšpekcijske metode:

Ultrazvočno testiranje:Za notranje napake

Magnetni delec:Za površinske napake

Metalografija:Za preverjanje mikrostrukture

Raziskava trdote:Skozi debelino stene

ID pozitivnega materiala:Za preverjanje kemije

Ekonomski vidiki

Dejavniki stroškov:

Skupni stroški lastništva:

Začetni stroški:Višji od ogljikovega jekla

Stroški izdelave:Višje (varjenje, PWHT)

Stroški namestitve:Podobno kot pri drugih legiranih jeklih

Stroški vzdrževanja:Nižje (daljša življenjska doba, manjša oksidacija)

Stroški življenjskega cikla:Pogosto nižje za-delovanja pri visokih temperaturah

Ko je 13CrMo44 ekonomsko upravičen:

Service temperature >400 stopinj

Design life >20 let

High-pressure service (>100 barov)

Kjer je zanesljivost kritična

Ko bi ogljikovo jeklo zahtevalo veliko debelejše stene

Tehnični povzetek

13CrMo44 (EN 10216-2 13CrMo4-5)je a1 % kroma, 0,5 % molibdena iz nizko-legiranega jeklaposebej zasnovan zavisokotemperaturne{0}}tlačne aplikacijevRazpon 400-550 stopinj. Predstavlja optimalno ravnotežje med zmogljivostjo, možnostjo izdelave in ceno za številne industrijske aplikacije.

Ključne tehnične lastnosti:

Temperaturna zmogljivost:Optimalno 400-550 stopinj, največ ~580 stopinj kratkoročno

Odpornost proti lezenju:Boljša od ogljikovih jekel pri povišanih temperaturah

Odpornost proti oksidaciji:Chromium zagotavlja zaščito pred skaliranjem

Varljivost:Dobro za legirano jeklo,-odporno proti lezenju

Mikrostruktura:Kaljen bainit po ustrezni toplotni obdelavi

Navodila za izbiro:

Izberite 13CrMo44, ko:

Delovna temperatura je 400-550 stopinj

Odpornost proti lezenju je potrebna za-dolgotrajno uporabo

Odpornost proti oksidaciji je potrebna, vendar ne ekstremna

Dobra varivost je pomembna

Stroškovne omejitve izključujejo visoko legirana jekla

Zamenjava obstoječega 13CrMo44 v podedovanih sistemih

Razmislite o alternativah, ko:

Temperatura<400°C (carbon steel may suffice)

Temperature >550 stopinj (upoštevajte višja Cr-Mo ali avstenitna jekla)

Močno korozijsko okolje (potrebujete nerjavno ali višjo zlitino)

Zmogljivosti izdelave so omejene za legirana jekla

Cena je primarno gonilo in temperatura omogoča ogljikovo jeklo

Najboljše prakse izvajanja:

Nabava materiala:

Navedite EN 10216-2 13CrMo4-5 (ne zastarele oznake)

Zahtevaj EN 10204 3.2 certifikat

Določite toplotno obdelavo (+NT) in zahteve za testiranje

Razmislite o NDE glede na kritičnost aplikacije

Načrtovanje izdelave:

Razvijte in kvalificirajte varilne postopke pred izdelavo

Zagotovite, da ima proizvajalec izkušnje s Cr-Mo jekli

Načrtujte zahteve PWHT

Proračun za dodatna testiranja in preglede

Zagotavljanje kakovosti:

Preverite zapise toplotne obdelave

Preverite, ali rezultati udarnega preskusa izpolnjujejo zahteve

Za doslednost spremljajte trdoto

Izvedite pravilen NDE za zvare

Perspektiva industrije:

13CrMo44 ostane adelovni materialv proizvodnji električne energije in petrokemični industriji za-cevovode za visoke temperature. Zaradi njegovega predvidljivega obnašanja, uveljavljenih postopkov izdelave in dokazane zgodovine storitev je zanesljiva izbira za aplikacije, kjer je ogljikovo jeklo neustrezno, višje zlitine pa nepotrebne.

Za nove projekte,EN 10216-2 13CrMo4-5je treba vedno navesti namesto zgodovinskih oznak. Sodoben standard zagotavlja dosledno kakovost, ustrezno testiranje in skladnost z zakonodajo za uporabo tlačne opreme po vsej Evropi in vse bolj po vsem svetu.