Kaj je cev ASTM A335 P122?
ASTM A335 je standardna specifikacija za brezšivne cevi iz feritnega legiranega jekla za uporabo pri visokih temperaturah. Tri besede v tem naslovu opredeljujejo izdelek: brezšivno jeklo iz feritne zlitine in visokotemperaturno. Razred P122 je na vrhu obsega kroma, ki ga zajema specifikacija, z nominalno vsebnostjo kroma od 11 do 12 %.
Kvaliteta spada v družino jekel z izboljšano odpornostjo proti lezenju, ki sodobnim elektrarnam omogočajo delovanje pri višjih temperaturah in tlakih pare ter s tem večjo toplotno učinkovitostjo, kot to dovoljujejo starejši razredi 9Cr-1Mo. Izdeluje se samo kot brezšivna cev, z vročim končnim ali hladnim vlečenjem, tako da tlačna meja nima vzdolžnega vara.
Kemična sestava
Sestava je uravnotežena okoli kroma za odpornost proti oksidaciji in koroziji, volframa in molibdena za utrjevanje trdne raztopine ter vanadija in niobija za stabilne karbide in nitride, ki pritrjujejo mikrostrukturo med dolgotrajno uporabo pri temperaturi.
| Element | Tipično območje, % | Vloga |
|---|---|---|
| Ogljik | 0.07-0.14 | Trdnost zaradi tvorbe karbida |
| Chromium | 10.0-12.5 | Odpornost proti oksidaciji in koroziji |
| volfram | 1.5-2.5 | Primarna trdna raztopina za krepitev lezenja |
| molibden | 0.25-0.60 | Trdnost in trdota pri temperaturi |
| vanadij | 0.15-0.30 | Stabilen karbidni oblikovalnik |
| Niobij | 0.04-0.10 | Karbonitridni oblikovalnik za odpornost proti lezenju |
| Dušik | 0.040-0.100 | Ojačitev z nitridom |
| bor | 0.0005-0.005 | Okrepitev meje zrn |
Manjši dodatki bakra in niklja se uporabljajo pri nekaterih segrevanjih za stabilizacijo feritnega ravnovesja, natančne meje za vsak element pa so tiste, ki so objavljene v tabeli specifikacij ASTM A335 za razred P122. Ker specifikacija določa tako najvišje kot najnižje vrednosti za oblikovalnike karbidne trdine, mora mlin zadeti ozko okno, analiza toplote pa je navedena v potrdilu o preskusu mlina.
Mehanske lastnosti in toplotna obdelava
| Lastnina | Zahteva pri sobni temperaturi |
|---|---|
| Natezna trdnost | najmanj 620 MPa (90 ksi). |
| Meja tečenja | najmanj 400 MPa (58 ksi). |
| Raztezek | 20 % najmanj na standardno dolžino |
Te vrednosti sobne temperature so le del zgodbe. Lastnost, ki ureja zasnovo, je odpornost proti lezenju pri delovni temperaturi, ki je običajno ocenjena okoli 600 stopinj Celzija, kjer P122 vzdržuje veliko večjo obremenitev za dano življenjsko dobo pretrganja kot P91 ali P92. Cev je dobavljena v normaliziranem in kaljenem stanju; standard določa najnižjo temperaturo popuščanja, ki jo je treba upoštevati, nastala kaljena martenzitna mikrostruktura pa zagotavlja tako trdnost lezenja kot tudi žilavost, potrebno za izdelavo.
Izbira stopnje: P91, P92 in P122
| Ocena | Nominalna kemija | Najmanjša natezna trdnost / izkoristek | Pozicioniranje |
|---|---|---|---|
| P91 | 9Cr-1Mo z vanadijem in niobijem | 585 MPa / 415 MPa | Uveljavljen delovni konj za visokotemperaturne cevovode |
| P92 | 9Cr s približno 1,8 % volframa | 620 MPa / 440 MPa | Večja trdnost lezenja za ultra-superkritične pogoje pare |
| P122 | 11 do 12Cr z volframom in bakrom | 620 MPa / 400 MPa | Najboljša odpornost proti oksidaciji izmed treh pri najvišjih temperaturah pare |
Kjer se načrtna temperatura dvigne, se izbira običajno obrne na dve vprašanji: kolikšna trdnost lezenja je potrebna in koliko odpornosti proti oksidaciji na strani pare zahtevata končni pregrelnik ali stopnja ponovnega pregrevanja. P122 odgovarja obema, zato se pojavlja v naprednih ultra-superkritičnih projektih in v najbolj vročih delih velikih komunalnih kotlov.
Aplikacije
Pregrevalne in dogrevalne cevi v komunalnih in industrijskih električnih kotlih.
Glavni vodi za paro, vodi za vroče ponovno ogrevanje ter visokotemperaturni razdelilniki in razdelilniki.
Visokoenergetski cevovodi v ultra-superkritičnih enotah, kjer je prihranek pri debelini stene pomemben.
Visokotemperaturni procesni cevovodi v petrokemičnih obratih ter storitve vodika in sinteznega plina.
Opombe o izdelavi
P122 je varljiv, vendar zahteva disciplino. Kvalificirani varilni postopki, nadzorovano predgretje, temperaturne omejitve med prehodi in posebna toplotna obdelava po varjenju so obvezni, ker je treba območje, ki ga je prizadela toplota, vrniti v stanje kaljenega martenzita ali pa bo trdo, krhko in nagnjeno k zgodnjemu razpokanju. Upogibanju, vročemu preoblikovanju in morebitnemu popravljalnemu varjenju mora slediti ustrezna toplotna obdelava, za potrditev, da je toplotna obdelava opravila svoje delo, pa se uporabljajo pregledi trdote in neporušitveni pregledi. Strojna obdelava je podobna drugim vrstam kroma od 9 do 12 %, vendar zahteva ostro orodje in nadzorovane hitrosti rezanja.
pogosta vprašanja
V: Za kaj se uporablja ASTM A335 P122?
Uporablja se za brezšivne visokotemperaturne cevi in cevi v obratih za proizvodnjo električne energije in petrokemičnih obratih, vključno s cevmi pregrevalnikov in ponovnih grelnikov, glavnimi linijami za paro in vročim ponovnim segrevanjem ter visokotemperaturnimi kolektorji.
V: Zakaj P122 vsebuje volfram?
Volfram zagotavlja ojačitev trdne raztopine, ki poveča odpornost proti lezenju pri visoki temperaturi. Skupaj z vanadijem, niobijem in dušikom omogoča, da cev prenaša večje obremenitve pri enaki temperaturi pare ali enake obremenitve pri višji temperaturi.
V: Kakšne so minimalne mehanske lastnosti P122?
Pri sobni temperaturi je določena najmanjša natezna trdnost 620 MPa, minimalna meja tečenja pa 400 MPa, z najmanjšim raztezkom 20 %. Trdnost proti lezenju pri delovni temperaturi je lastnost, ki določa konstrukcijsko debelino stene.
V: Kako se P122 razlikuje od P92?
P92 je jeklo 9Cr z volframom, medtem ko P122 poveča krom na približno 11 do 12 % in doda baker. Višja vsebnost kroma daje P122 boljšo odpornost proti oksidaciji na strani pare, kar je pomembno v najbolj vročih delih cevi.
V: Ali je treba cev P122 toplotno obdelati po varjenju?
ja Kvaliteta je varjena s kvalificiranimi postopki in nadzorovanim predgretjem, nato pa toplotno obdelana po varjenju, da se obnovi kaljena martenzitna struktura v zvaru in območju, ki ga je prizadela toplota. Za potrditev rezultata se običajno uporablja testiranje trdote.
V: Ali je P122 na voljo kot varjena cev?
Stopnja je navedena kot brezšivna cev po ASTM A335. Cevi velikega premera za razdelilne cevi so običajno izdelane iz brezšivnih ali kovanih materialov in nato spojene z varjenjem med izdelavo, namesto da bi bile dobavljene kot vzdolžno varjene cevi.
