ASTM A335 P22 Dikişsiz Çelik Boruya Genel Bakış
ASTM A335, yüksek sıcaklıkta hizmete yönelik dikişsiz ferritik alaşımlı çelik boru için standart spesifikasyondur. P22 Sınıfı, bu spesifikasyonun 2.25Cr-1Mo derecesidir: katı bir kütüğün uzunlamasına kaynak olmadan dikişsiz bir oyuk halinde sıcak işlenmesiyle üretilen, daha sonra boyutlandırılan, bitirilen ve ısıl işleme tabi tutulan bir krom-molibden alaşımlı çelik boru. ASME SA335 P22, aynı spesifikasyonun kod sürümüdür ve tasarım ve tedarik amaçları açısından teknik olarak eşdeğerdir.
Karbon çeliğinin sıcaklık sınırına ulaştığı ancak 9Cr kalitelerinin gereksiz maliyet ve kaynak komplikasyonu ekleyeceği durumlarda P22 kalitesi seçilir. Rafinerilerdeki kızdırıcı ve yeniden ısıtıcı boruları, ana buhar boruları, buhar başlıkları ve sıcak proses hatları için ana akım malzemedir.
Kimyasal Bileşimi ve Performansa Etkisi
Krom, borunun sıcak yanıcı gaz ve buhara uzun süre maruz kalmasını sağlayan oksidasyon ve kireçlenme direncini sağlar. Molibden, yüksek sıcaklık dayanımını ve sürünme direncini artırır, böylece boru, sıcaklıkta sürekli stres altında yavaş deformasyona karşı direnç gösterir. Isı analizi için ASTM A335 P22 limitleri şunlardır:
| Öğe | Kompozisyon (%) |
|---|---|
| Karbon (C) | 0.05–0.15 |
| Manganez (Mn) | 0.30–0.60 |
| Fosfor (P) | 0.025 max |
| Kükürt (S) | 0.025 max |
| Silikon (Si) | 0.50 max |
| Krom (Cr) | 1.90–2.60 |
| Molibden (Mo) | 0.87–1.13 |
Fosfor ve kükürt düşük tutulur çünkü her ikisi de çeliği kırılganlaştırır ve kaynak ısısından etkilenen bölgedeki tokluğu azaltır. Kısıtlanmış karbon aralığı, kalitenin gerektirdiği çekme mukavemetini sağlamaya devam ederken sertleşebilirliği öngörülebilir kılar.
Oda Sıcaklığında Mekanik Özellikler
Şartname, bitmiş borudan alınan numunelerin çekme testiyle karşılanması gereken minimum değerleri belirler:
| Mülk | Gereklilik |
|---|---|
| Çekme mukavemeti | 415 MPa (60 ksi) dk. |
| Verim gücü | 205 MPa (30 ksi) dk. |
| Uzama | Duvar kalınlığına göre ayarlandığı üzere 2 inçte %30 min. |
| Tedarik durumu | Tamamen tavlanmış veya normalize edilmiş ve temperlenmiş |
Yüksek Sıcaklıkta Servis ve Isıl İşlem
P22, buhar ve sıcak gaz servisinde faydalı sürünme mukavemetini yaklaşık 593 dereceye (1100 derece F) kadar korur, bu nedenle geleneksel kazanların en sıcak bölümlerinde kullanılır. Gerekli ısıl işlem tane yapısını iyileştirir, şekillendirme gerilimlerini azaltır ve spesifikasyonun talep ettiği mukavemet ve süneklik kombinasyonunu sağlar.
Kaynaklı konstrüksiyon için termal kontrol, bağlantı ömründe belirleyici faktördür. 2.25Cr-1Mo çeliği ısıdan etkilenen bölgede sertleşir ve bu bölge işlenmeden bırakılırsa tokluğunu kaybeder, bu nedenle kaynak sonrası ısıl işlem isteğe bağlı olmaktan ziyade zorunludur.
Kaynaktan önce ön ısıtma: genellikle 200–300 derece (400–575 derece F).
Isıdan etkilenen bölge sertliğini sınırlamak için geçişler arası sıcaklık kontrolü.
Ana metal mukavemetini azaltmadan ısıdan etkilenen bölgeyi temperleyen bir sıcaklık aralığında kaynak sonrası ısıl işlem.
Gaz tungsten arkı ve korumalı metal ark kaynağı için ER90S-B3 ve E9015-B3 gibi 2.25Cr-1Mo dolgu metalleriyle uyumludur.
İmalat, Test ve Muayene
Dikişsiz boru, içi boş bir kabuk oluşturmak için ısıtılmış yuvarlak kütüğün delinmesi, bu kabuğun gerekli çapa ve duvar kalınlığına uzatılması ve yuvarlanması, ardından ürünün boyutlandırılması ve bitirilmesiyle üretilir. Kaynak dikişinin bulunmaması, tüm çevre boyunca aynı özelliklere sahip homojen bir kesit üretir; bu ürün ailesinin yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıklı borulara hakim olmasının nedeni budur.
Kalite, tahribatlı ve tahribatsız testlerin bir kombinasyonu ile doğrulanır: her borunun hidrostatik basınç testi, yüzey ve iç kusurlar için girdap akımı veya ultrasonik muayene gibi elektrikli tahribatsız bir test, numuneler üzerinde düzleştirme, bükülme ve sertlik testleri, ayrıca kaliteyi doğrulamak için kimyasal analiz ve çekme testi.
Tipik Uygulamalar ve Sınıf Karşılaştırması
Fosil yakıtlı enerji santralleri: kızdırıcı ve yeniden ısıtıcı tüpler, ana buhar hatları ve buhar başlıkları.
Petrokimya ve rafinaj: katalitik kırma ve hidrokraking üniteleri etrafındaki proses boruları.
Endüstriyel ve yardımcı kazanlar: kazan boruları ve bağlantı boruları.
Isıl çevrime ve yüksek basınca maruz kalan ısı eşanjörleri ve basınç parçaları.
| Seviye | Nominal kimya | Seçim rolü |
|---|---|---|
| P11 | 1.25Cr-0.5Mo | Daha düşük maliyetle orta sıcaklıkta servis |
| P12 | 1Cr-0.5Mo | Daha hafif hizmet boruları için P11'den daha düşük krom |
| P22 | 2.25Cr-1Mo | P11 ve P12'den daha yüksek sürünme mukavemeti ve oksidasyon direnci |
| P5 | 5Cr-0.5Mo | P22'den daha iyi oksidasyon ve sülfidasyon direnci |
| P9 | 9Cr-1Mo | Ağır hizmet için daha yüksek mukavemet ve ölçeklenme direnci |
| P91 | 9Cr-1Mo-V-Nb | Daha ince duvarlar ve sıkı kaynak kontrolleriyle ferritik ailenin en yüksek mukavemeti |
ASTM A335 P22 Boru Hakkında Sıkça Sorulan Sorular
S: ASTM A335'te P22 tanımı ne anlama geliyor?
Genellikle 2,25Cr-1Mo çeliği olarak adlandırılan, yüksek sıcaklıkta hizmet için tedarik edilen %2,25 krom, %1 molibden dikişsiz ferritik alaşımlı çelik kalitesini tanımlar.
S: P22 borusu için maksimum servis sıcaklığı nedir?
Yararlı sürünme mukavemeti genellikle yaklaşık 593 dereceye (1100 derece F) kadar kabul edilir; kesin sınır tasarım kodu ve bileşendeki gerilim seviyesi tarafından belirlenir.
S: ASME SA335 P22, ASTM A335 P22 ile aynı malzeme midir?
Evet. SA335, aynı spesifikasyonun ASME kodunun benimsenmesidir ve notlar teknik olarak eşdeğerdir.
S: P22 borusu için hangi ısıl işlem gereklidir?
Boru tamamen tavlanmış veya normalize edilmiş ve temperlenmiş olarak tedarik edilir ve kaynaklı bağlantılar, hizmete girmeden önce kaynak sonrası ısıl işlem gerektirir.
S: P22'nin P11'den farkı nedir?
P22, P11'de kabaca %1,25 krom ve %0,5 molibdene karşılık %1,90–2,60 krom ve %0,87–1,13 molibden içerir; bu da P22'ye daha yüksek sürünme mukavemeti ve daha iyi oksidasyon direnci sağlar.
S: P22 boru sahada kaynaklanabilir mi?
Evet, nitelikli prosedürlerle: 200-300 derece civarında kontrollü ön ısıtma, 2.25Cr-1Mo dolgu metaliyle uyumlu ve ısıdan etkilenen bölgenin dayanıklılığını yeniden sağlamak için kaynak sonrası ısıl işlem.
A335 P22, yüksek sıcaklık, yüksek basınçlı borular için güvenilir bir seçim olmaya devam ediyor çünkü krom ve molibden dengesi, daha yüksek alaşımlı kalitelerin eşleşemeyeceği bir maliyet ve kaynaklanabilirlik düzeyinde kanıtlanmış performans sunuyor.
