Pregled brezšivnih jeklenih cevi ASTM A335 P22
ASTM A335 je standardna specifikacija za brezšivne jeklene cevi iz feritne zlitine, namenjene uporabi pri visokih temperaturah. Stopnja P22 je stopnja 2,25Cr-1Mo te specifikacije: jeklena cev iz krom-molibdenove zlitine, proizvedena z vročo obdelavo trdne gredice v brezšivno votlo brez vzdolžnega zvara, nato dimenzionirana, dokončana in toplotno obdelana. ASME SA335 P22 je izdaja kode iste specifikacije in je tehnično enakovredna za načrtovanje in namene nabave.
Stopnja P22 je izbrana tam, kjer je ogljikovo jeklo doseglo temperaturno mejo, vendar bi stopnje 9Cr povzročile nepotrebne stroške in zaplete pri varjenju. Je glavni material za cevi pregrevalnikov in ponovnih grelnikov, glavne cevi za paro, zbiralnike pare in vroče procesne linije v rafinerijah.
Kemična sestava in njen vpliv na delovanje
Krom zagotavlja odpornost proti oksidaciji in luščenju, ki omogoča, da cev preživi dolgo izpostavljenost vročemu zgorevalnemu plinu in pari. Molibden poveča trdnost pri povišani temperaturi in odpornost proti lezenju, zato je cev odporna na počasno deformacijo pod dolgotrajno obremenitvijo pri temperaturi. Meje ASTM A335 P22 za analizo toplote so:
| Element | Sestava (%) |
|---|---|
| Ogljik (C) | 0.05–0.15 |
| Mangan (Mn) | 0.30–0.60 |
| fosfor (P) | 0.025 max |
| Žveplo (S) | 0.025 max |
| Silicij (Si) | 0.50 max |
| Krom (Cr) | 1.90–2.60 |
| molibden (Mo) | 0.87–1.13 |
Vsebnost fosforja in žvepla je nizka, ker oba povzročita krhkost jekla in zmanjšata žilavost v območju toplotnega vpliva zvara. Omejeno območje ogljika ohranja predvidljivo kaljivost, hkrati pa zagotavlja natezno trdnost, ki jo zahteva kakovost.
Mehanske lastnosti pri sobni temperaturi
Specifikacija določa minimalne vrednosti, ki jih morajo doseči natezni preskusi vzorcev, vzetih iz končne cevi:
| Lastnina | Zahteva |
|---|---|
| Natezna trdnost | 415 MPa (60 ksi) min |
| Meja tečenja | 205 MPa (30 ksi) min |
| Raztezek | 30 % min v 2 in., kot je prilagojeno debelini stene |
| Stanje dobave | Popolnoma žarjeno ali normalizirano in kaljeno |
Visokotemperaturna storitev in toplotna obdelava
P22 ohranja uporabno trdnost lezenja do približno 593 stopinj (1100 stopinj F) pri uporabi pare in vročega plina, zato se uporablja za najbolj vroče dele običajnih kotlov. Zahtevana toplotna obdelava izboljšuje zrnato strukturo, razbremeni napetosti pri oblikovanju in zagotavlja kombinacijo trdnosti in duktilnosti, ki jo zahteva specifikacija.
Pri varjeni konstrukciji je termični nadzor odločilni dejavnik pri življenjski dobi spoja. Jeklo 2,25Cr-1Mo se strdi v območju toplotnega vpliva in izgubi žilavost, če tega območja ne obdelamo, zato je toplotna obdelava po varjenju obvezna in ne izbirna.
Predgrejte pred varjenjem: običajno 200–300 stopinj (400–575 stopinj F).
Regulacija temperature vmesnega prehoda za omejitev trdote toplotno prizadetega območja.
Toplotna obdelava po varjenju v temperaturnem območju, ki utrjuje toplotno prizadeto območje brez zmanjšanja trdnosti osnovne kovine.
Ujemanje dodajnih kovin 2,25Cr-1Mo, kot sta ER90S-B3 in E9015-B3, za obločno varjenje s plinskim volframom in varjenje v zaščiteni kovini.
Proizvodnja, testiranje in pregled
Brezšivne cevi se proizvajajo s prebadanjem segrete okrogle gredice, da se oblikuje votla lupina, podaljšanjem in valjanjem te lupine na zahtevani premer in debelino stene, nato pa se izdelek dimenzionira in dodela. Odsotnost zvara povzroči homogen prečni prerez z enakimi lastnostmi po celotnem obodu, kar je razlog, da ta družina izdelkov prevladuje v visokotlačnih in visokotemperaturnih cevovodih.
Kakovost je preverjena s kombinacijo rušilnih in neporušitvenih preskusov: hidrostatični tlačni preskus vsake cevi, električni nedestruktivni preskus, kot je vrtinčni tok ali ultrazvočni pregled za površinske in notranje napake, sploščenost, upogibni preskusi in preskusi trdote na vzorcih ter kemična analiza in natezni preskus za potrditev stopnje.
Tipične aplikacije in primerjava razredov
Elektrarne na fosilna goriva: pregrevalne in dogrevalne cevi, glavni parovod in zbiralniki pare.
Petrokemija in rafiniranje: procesne cevi okoli enot za katalitski kreking in hidrokreking.
Industrijski in komunalni kotli: kotlovske cevi in priključni cevovod.
Toplotni izmenjevalniki in tlačni deli, izpostavljeni termičnemu kroženju in visokemu tlaku.
| Ocena | Nominalna kemija | Selektorska vloga |
|---|---|---|
| P11 | 1,25Cr-0,5Mo | Storitev pri zmerni temperaturi po nižji ceni |
| P12 | 1Cr-0,5Mo | Nižja vsebnost kroma kot P11 za lažje cevi |
| P22 | 2,25Cr-1Mo | Večja odpornost proti lezenju in odpornost proti oksidaciji kot P11 in P12 |
| P5 | 5Cr-0,5Mo | Boljša odpornost proti oksidaciji in sulfidaciji kot P22 |
| P9 | 9Cr-1Mo | Večja trdnost in odpornost proti luščenju za težke storitve |
| P91 | 9Cr-1Mo-V-Nb | Najvišja trdnost feritne družine, s tanjšimi stenami in strogim nadzorom varjenja |
Pogosta vprašanja o cevi ASTM A335 P22
V: Kaj pomeni oznaka P22 v ASTM A335?
Označuje kakovost brezšivnega jekla iz feritne zlitine z vsebnostjo 2,25 % kroma in 1 % molibdena, ki se dobavlja za uporabo pri visokih temperaturah, običajno imenovano jeklo 2,25Cr-1Mo.
V: Kakšna je najvišja delovna temperatura za cev P22?
Uporabna trdnost lezenja je na splošno sprejeta do približno 593 stopinj (1100 stopinj F), pri čemer je natančna meja določena s kodo načrtovanja in stopnjo napetosti v komponenti.
V: Ali je ASME SA335 P22 enak material kot ASTM A335 P22?
ja SA335 je sprejetje kode ASME iste specifikacije, stopnje pa so tehnično enakovredne.
V: Kakšna toplotna obdelava je potrebna za cev P22?
Cev je dobavljena popolnoma žarjena ali normalizirana in kaljena, zvarjeni spoji pa zahtevajo toplotno obdelavo po varjenju pred začetkom uporabe.
V: Kako se P22 razlikuje od P11?
P22 vsebuje 1,90–2,60 % kroma in 0,87–1,13 % molibdena proti približno 1,25 % kroma in 0,5 % molibdena v P11, kar daje P22 večjo trdnost pri lezenju in boljšo odpornost proti oksidaciji.
V: Ali je mogoče cev P22 variti na terenu?
Da, s kvalificiranimi postopki: nadzorovano predgretje okoli 200–300 stopinj, ujemanje polnilne kovine 2,25Cr-1Mo in toplotna obdelava po varjenju za obnovitev žilavosti območja, ki ga je prizadela toplota.
A335 P22 ostaja zanesljiva izbira za visokotemperaturne in visokotlačne cevovode, ker njegovo ravnovesje kroma in molibdena zagotavlja dokazano zmogljivost pri ceni in ravni varljivosti, ki ji visoko legirani razredi niso kos.
