ASTM A691 Cev iz krom-molibdenove zlitine za uporabo pri visokih- temperaturah
Pregled
ASTM A691pokrovijeklene cevi iz krom-molibdenove zlitine, izdelane z električnim-fuzijskim-varjenjem (vključno s postopki ERW)namenjen za visoko-temperaturo in visok{1}}tlak, običajno vaplikacije za proizvodnjo električne energije in rafinerije. Ta specifikacija jevarjeni ekvivalent ASTM A335brezšivne cevi za podobne pogoje delovanja.
Stopnje materiala in področja uporabe
| Ocena | Oznaka zlitine | Tipična P{0}}števila (ASME) | Območje primarne delovne temperature |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mo (CMSH) | 1,25Cr-0,5Mo-Si | P-4, P-5A | Do 1100 stopinj F (593 stopinj) |
| 2¼Cr-1Mo | 2,25Cr-1Mo | P-5B, P-5C | Do 1200 stopinj F (649 stopinj) |
| 5Cr-½Mo | 5Cr-0,5Mo | P-7 | Do 1200 stopinj F (649 stopinj) |
| 9Cr-1Mo | 9Cr-1Mo | P-9 | Do 1200 stopinj F (649 stopinj) |
| 9Cr-1Mo-V | 9Cr-1Mo-V (stopnja 91) | P-91 | Do 1300 stopinj F (704 stopinj) |
Opomba:Ti razredi so označeni z nominalno vsebnostjo kroma in molibdena. Varjena cev mora biti po varjenju podvržena popolni toplotni obdelavi (normalizacija in popuščanje), da izpolni zahteve glede mehanskih lastnosti.
Mehanske lastnosti (minimalne zahteve)
| Ocena | Natezna trdnost | Moč tečenja | Raztezek v 2" (min) |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mo | 60.000 psi (415 MPa) | 30.000 psi (205 MPa) | 20% |
| 2¼Cr-1Mo | 60.000 psi (415 MPa) | 30.000 psi (205 MPa) | 20% |
| 5Cr-½Mo | 60.000 psi (415 MPa) | 30.000 psi (205 MPa) | 20% |
| 9Cr-1Mo | 60.000 psi (415 MPa) | 30.000 psi (205 MPa) | 20% |
| 9Cr-1Mo-V (Gr.91) | 85.000 psi (585 MPa) | 60.000 psi (415 MPa) | 20% |
Lastnosti veljajo po končni toplotni obdelavi. Natezne lastnosti pri višjih temperaturah so opredeljene v delu D oddelka II ASME.
Kemična sestava (ključni elementi, masni %)
| Ocena | C | Mn | P (največ) | S (največ) | Si | Kr | Mo | drugo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mo | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50-1.00 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | - |
| 2¼Cr-1Mo | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0,50 maks | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 | - |
| 5Cr-½Mo | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0,50 maks | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
| 9Cr-1Mo | 0,15 maks | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.25-1.00 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 | - |
| 9Cr-1Mo-V | 0.08-0.12 | 0.30-0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.20-0.50 | 8.00-9.50 | 0.85-1.05 | V: 0.18-0.25 Nb: 0,06-0,10 N: 0.030-0.070 |
*Razred 91 (9Cr-1Mo-V) ima strog nadzor nad sestavo za izboljšano odpornost proti lezenju.*
Postopek izdelave in toplotne obdelave
Proizvodno zaporedje za ERW A691:
Proizvodnja plošč/tuljav:Legirano jeklo z natančnim nadzorom kemije.
Priprava robov:Rezkani robovi za varjenje.
Oblikovanje in varjenje:Hladno oblikovano in varjeno po postopku ERW.
Normalizacija celotnega-telesa:Ogrevanje nad temperaturo Ac₃ (običajno 1600-1900 stopinj F / 870-1040 stopinj, odvisno od stopnje), ki mu sledi zračno hlajenje.
Kaljenje:Ponovno segrevanje pod Ac₁ (običajno 1100-1350 stopinj F / 595-730 stopinj) in zadrževanje, da se doseže zahtevana žilavost in duktilnost.
Testiranje in pregled:Mehansko testiranje in NDE na toplotno{0}}obdelanem materialu.
Kritično:Thekončne mehanske lastnosti so določene s to -toplotno obdelavo po varjenju (PWHT), ne v -zvarjenem stanju.
Standardne velikosti in tolerance dimenzij
| Parameter | Tipičen obseg | Tolerance (po ASTM A691) |
|---|---|---|
| Zunanji premer | 4,5" do 42"+ | ±0,75 % določene OD |
| Debelina stene | 0,188" do 4,0"+ | +12.5%, -10% nominalne stene |
| Dolžina | Do 65 ft | +1/4", -0" za rezalne dolžine |
Opomba: A691 se običajno proizvaja z večjimi premeri in debelejšimi stenami, kjer je varjenje bolj ekonomično kot brezšivna proizvodnja (A335).
Obvezno testiranje in zagotavljanje kakovosti
| Test | Zahteva | Pogostost | Namen |
|---|---|---|---|
| Hidrostatični preskus | Tlak po določeni formuli (najmanj 1000 psi). | 100% cevi | Preverjanje tesnosti. |
| Ne{0}}destruktivni pregled | Radiografski (RT) ali ultrazvočni (UT) zvar- po celotni dolžini. | 100% cevi | Celovitost zvara in odkrivanje ravninskih napak. |
| Natezni preskus | Eno na toploto, na debelino stene, na lot toplotne obdelave. | Obvezno | Preverite mehanske lastnosti. |
| Test trdote | Brinell ali Rockwell na vsakem kosu (pogosto na kuponu). | 100 % cevi (ali na lot) | Preverite pravilno toplotno obdelavo in temperaturo. |
| Test sploščenja | Za material, manjši ali enak 8⅝" OD. | 2 na lot | Preverjanje duktilnosti. |
| Bend Test | Test prečnega upogiba čez zvar. | 2 na lot | Duklnost območja zvara. |
Certificiranje:Potrdilo o preskusu mlina (MTC) mora vključevati kemijsko analizo, rezultate mehanskih preskusov, zapise toplotne obdelave in poročila NDE.
Primarne aplikacije
Proizvodnja električne energije:
Glavni parni vodi in vroče pogrevalne linije(elektrarne na fosilna goriva)
Pregrelnik kotla in cevi za ponovni grelnik
Visoko{0}}temperaturni razdelilni sistemi
Cevovod generatorja pare z rekuperacijo toplote (HRSG).
Rafiniranje nafte in petrokemika:
Cevovodi enote katalitskega krekinga in hidrokrekinga
Prenosne linije za reformatorje in grelnike
Visoko{0}}temperaturne cevi za vodik
Splošna storitev pri visokih-temperaturah:
Procesne ceviv kemičnih obratih
Sintezni plin in zanke za sintezo
Premisleki glede oblikovanja in izdelave
Ključne prednosti pred Seamless (A335):
Stroškovno-učinkovito for large diameters (>16") in debelimi stenami.
Razpoložljivostdolgih, enojnih dolžin.
Enakomerna debelina steneokoli oboda.
Kritične opombe o izdelavi:
Varjenje:Zahteva predgretje, nadzorovano vmesno temperaturo intoplotna obdelava po-varjenju (PWHT)ujemanje ali preseganje prvotne temperature kaljenja cevi.
Stopnja 91 (9Cr-1Mo-V):Ima posebne varilne tehnike "temper bead" in stroge zahteve PWHT za ohranjanje trdnosti lezenja.
Upogibanje:Vroče upogibanje je standardno; pogosto uporabljeno indukcijsko upogibanje. Sledi mu polna PWHT.
Ni za težke ciklične storitve:Vzdolžni zvar je možno mesto začetka utrujenosti, razen če ni temeljito pregledan.
Primerjava s ključnimi standardi
| Funkcija | ASTM A691 (ERW) | ASTM A335 (brezšivni) | ASTM A672 (EFW) |
|---|---|---|---|
| Proces | Električno uporovno varjeno | Brezhibno | Električno fuzijsko varjeno (žaganje/potopljeni oblok) |
| Primarna uporaba | Visoka-temperatura/tlak | Visoka-temperatura/tlak | Zmerna temperatura/tlak (pogosto za nizko temperaturo) |
| Toplotna obdelava | Zahtevano (Normaliziraj in temperiraj) | Zahtevano (Normaliziraj in temperiraj) | Obvezno (različno) |
| Tipičen obseg velikosti | Srednja do velika OD | Celoten obseg | Samo velik OD |
| Cost Driver | Ekonomično za velike/težke stene | Višji stroški za vse velikosti | Ekonomično za zelo velike OD |
| Pregled zvara | RT ali UT obvezno | Ni primerno | RT ali UT obvezno |
Povzetek
ASTM A691 ERW cevzagotavlja astroškovno{0}}učinkovita, visoko{1}}zmogljiva alternativa brezšivnim cevem (A335)za visokotemperaturne jeklene-kromove-molibdenove zlitine, zlasti pri velikih premerih. Njegova primernost je odvisna odstrogo upoštevanje toplotne-obdelave po varjenjuin obsežen neporušitveni pregled za zagotovitev celovitosti zvara, enakovredne osnovni kovini.
To je aspecializiran izdelekza kritične storitve, pri katerih morajo načrtovalci skrbno oceniti-kompromise med stroški, prisotnostjo vzdolžnega vara in posebnimi pogoji storitve (zlasti ciklično obremenitev).
*Opomba: za vse-aplikacije visokotemperaturnih zlitin mora načrtovanje slediti kodam ASME B31.1 (napajalni cevovodi) ali B31.3 (procesni cevovodi), varilni postopki pa morajo biti kvalificirani v skladu z oddelkom IX ASME.*
