ASTM A691 Yüksek-Sıcaklıkta Hizmet için Krom-Molibden Alaşımlı Çelik Boru
Genel Bakış
ASTM A691Kapaklarelektrikli-füzyon-kaynakla yapılan krom-molibden alaşımlı çelik boru (ERW işlemleri dahil)yüksek-sıcaklık ve yüksek-basınçlı hizmet için tasarlanmıştır, genellikleenerji üretimi ve rafineri uygulamaları. Bu spesifikasyon,ASTM A335'in kaynaklı eşdeğeriBenzer servis koşulları için dikişsiz boru.
Malzeme Sınıfları ve Uygulama Aralıkları
| Seviye | Alaşım Tanımı | Tipik P-Sayıları (ASME) | Birincil Servis Sıcaklık Aralığı |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Mo (CMSH) | 1,25Cr-0,5Mo-Si | P-4, P-5A | 1100 derece F'ye (593 derece) kadar |
| 2¼Cr-1Mo | 2.25Cr-1Mo | P-5B, P-5C | 1200 derece F'ye (649 derece) kadar |
| 5Cr-½Ay | 5Cr-0.5Mo | P-7 | 1200 derece F'ye (649 derece) kadar |
| 9Cr-1Mo | 9Cr-1Mo | P-9 | 1200 derece F'ye (649 derece) kadar |
| 9Cr-1Mo-V | 9Cr-1Mo-V (Sınıf 91) | P-91 | 1300 derece F'ye (704 derece) kadar |
Not:Bu kaliteler nominal krom ve molibden içeriklerine göre belirlenir. Kaynaklı borunun, mekanik özellik gereksinimlerini karşılamak için kaynak sonrasında tam bir ısıl işleme (normalleştirme ve temperleme) tabi tutulması gerekir.
Mekanik Özellikler (Minimum Gereksinimler)
| Seviye | Çekme Dayanımı | Akma Dayanımı | Uzama 2" (min) |
|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Ay | 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-½Ay | 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% |
Özellikler son ısıl işlemden sonra geçerlidir. Daha yüksek sıcaklıkta gerilme özellikleri ASME Bölüm II, Kısım D'de tanımlanmıştır.
Kimyasal Bileşim (Anahtar Elementler, Ağırlık %'si)
| Seviye | C | Mn | P (maks) | S (maks) | Si | CR | Ay | Diğer |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1¼Cr-½Ay | maksimum 0,15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50-1.00 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | - |
| 2¼Cr-1Mo | maksimum 0,15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | maksimum 0,50 | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 | - |
| 5Cr-½Ay | maksimum 0,15 | 0.30-0.60 | 0.025 | 0.025 | maksimum 0,50 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
| 9Cr-1Mo | maksimum 0,15 | 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 Not: 0,06-0,10 N: 0.030-0.070 |
*Sınıf 91 (9Cr-1Mo-V), gelişmiş sürünme mukavemeti için sıkı bileşim kontrollerine sahiptir.*
İmalat ve Isıl İşlem Süreci
ERW A691 için Üretim Sırası:
Plaka/Rulo Üretimi:Hassas kimya kontrolüne sahip alaşımlı çelik.
Kenar Hazırlığı:Kaynak için frezelenmiş kenarlar.
Şekillendirme ve Kaynak:ERW işlemiyle soğuk şekillendirilmiş ve kaynaklanmıştır.
Tam-Gövde Normalleştirme:Ac₃ sıcaklığının üzerinde ısıtma (dereceye bağlı olarak tipik olarak 1600-1900 derece F / 870-1040 derece) ve ardından havayla soğutma.
Temperleme:Ac₁'nin (tipik olarak 1100-1350 derece F / 595-730 derece) altında yeniden ısıtma ve gerekli tokluk ve sünekliği elde etmek için tutma.
Test ve Muayene:Isıl işlem görmüş malzeme üzerinde mekanik testler ve NDE-.
Kritik:nihai mekanik özellikler bu-kaynak sonrası ısıl işlem (PWHT) ile belirlenir,-kaynaklı duruma göre değil.
Standart Boyutlar ve Boyutsal Toleranslar
| Parametre | Tipik Aralık | Toleranslar (ASTM A691'e göre) |
|---|---|---|
| Dış Çap | 4,5" ila 42"+ | Belirtilen OD'nin ±%0,75'i |
| Duvar Kalınlığı | 0,188" ila 4,0"+ | Nominal duvarın %+12.5, -%10'u |
| Uzunluk | 65 ft'ye kadar | Kesim uzunlukları için +1/4", -0" |
Not: A691 genellikle kaynağın dikişsiz imalattan (A335) daha ekonomik olduğu daha büyük çaplarda ve daha kalın duvarlarda üretilir.
Zorunlu Testler ve Kalite Güvencesi
| Test | Gereklilik | Sıklık | Amaç |
|---|---|---|---|
| Hidrostatik Test | Belirtilen formüle göre basınç (min 1000 psi). | Borunun %100'ü | Sızdırmazlık doğrulaması. |
| {0}Tahribatsız Muayene | Kaynağın tam-uzunluğunda radyografik (RT) veya ultrasonik (UT). | Borunun %100'ü | Kaynak bütünlüğü ve düzlemsel kusurların tespiti. |
| Çekme Testi | Isıl işlem lotu başına, ısı başına, duvar kalınlığı başına bir adet. | Zorunlu | Mekanik özellikleri doğrulayın. |
| Sertlik Testi | Her parçada Brinell veya Rockwell (genellikle kuponda). | Borunun %100'ü (veya parti başına) | Uygun ısıl işlem ve temperlemeyi doğrulayın. |
| Düzleştirme Testi | 8⅝" OD'ye eşit veya daha küçük malzemeler için. | Lot başına 2 | Süneklik doğrulaması. |
| Bükülme Testi | Kaynak boyunca enine bükülme testi. | Lot başına 2 | Kaynak bölgesi sünekliği. |
Sertifikasyon:Değirmen Test Sertifikası (MTC) kimyasal analizleri, mekanik test sonuçlarını, ısıl işlem kayıtlarını ve NDE raporlarını içermelidir.
Birincil Uygulamalar
Güç Üretimi:
Ana Buhar Hatları ve Sıcak Yeniden Isıtma Hatları(fosil yakıt tesisleri)
Kazan Kızdırıcı ve Yeniden Isıtıcı Boruları
Yüksek-Sıcaklık Başlık Sistemleri
Isı Geri Kazanımlı Buhar Jeneratörü (HRSG) Borulama
Petrol Rafineri ve Petrokimya:
Katalitik Kraker ve Hidrokraker Ünitesi Boruları
Reformer ve Isıtıcı Transfer Hatları
Yüksek-Sıcaklık Hidrojen Servis Boruları
Genel Yüksek{0}Sıcaklıkta Servis:
Proses Borularıkimya tesislerinde
Sentez Gazı ve Sentez Döngüleri
Tasarım ve İmalat Hususları
Dikişsiz (A335)'e Göre Temel Avantajlar:
Uygun maliyetli-etkili for large diameters (>16") ve kalın duvarlara sahiptir.
Kullanılabilirlikuzun, tek uzunluklu.
Tutarlı duvar kalınlığıçevresi etrafında.
Kritik İmalat Notları:
Kaynak:Ön ısıtma, kontrollü geçiş sıcaklığı gerektirir ve-kaynak sonrası ısıl işlem (PWHT)orijinal boru temperleme sıcaklığıyla eşleşiyor veya bu sıcaklığı aşıyor.
91. Sınıf (9Cr-1Mo-V):Sürünme mukavemetini korumak için özel "temperleme boncuk" kaynak teknikleri ve katı PWHT gereklilikleri vardır.
Bükme:Sıcak bükme standarttır; indüksiyon bükme sıklıkla kullanılır. Tam PWHT takip edilmelidir.
Şiddetli Döngüsel Hizmet için değil:Boyuna kaynak, iyice incelenmediği sürece potansiyel bir yorulma başlangıç bölgesidir.
Temel Standartlarla Karşılaştırma
| Özellik | ASTM A691 (ERW) | ASTM A335 (Kesintisiz) | ASTM A672 (EFW) |
|---|---|---|---|
| İşlem | Elektrik Direnci Kaynaklı | Sorunsuz | Elektrik Füzyon Kaynaklı (SAW / Tozaltı Ark) |
| Birincil Kullanım | Yüksek-Sıcaklık/Basınç | Yüksek-Sıcaklık/Basınç | Orta Sıcaklık/Basınç (genellikle düşük sıcaklık için) |
| Isıl İşlem | Gerekli (Normalleştirme ve Temperleme) | Gerekli (Normalleştirme ve Temperleme) | Gerekli (çeşitli) |
| Tipik Boyut Aralığı | Orta ila Büyük OD | Tam aralık | Yalnızca büyük OD |
| Maliyet Sürücüsü | Büyük/ağır duvarlar için ekonomik | Tüm boyutlar için daha yüksek maliyet | Çok büyük OD için ekonomik |
| Kaynak Muayenesi | RT veya UT zorunlu | Uygulanamaz | RT veya UT zorunlu |
Özet
ASTM A691 ERW borusağlarDikişsiz boruya (A335) uygun maliyetli,-etkin, yüksek-performanslı bir alternatifözellikle büyük çaplarda yüksek-sıcaklık krom-molibden alaşımlı çelik servisi için. Uygunluğu bağlıdırKaynak sonrası ısıl işleme-kesinlikle uyulmasıve ana metale eşdeğer kaynak bütünlüğünün sağlanması için kapsamlı tahribatsız muayene.
Bu biruzman ürüntasarım mühendislerinin maliyet, uzunlamasına kaynağın varlığı ve belirli hizmet koşulları (özellikle döngüsel yükleme) arasındaki dengeyi dikkatle değerlendirmesi gereken kritik hizmetler için.
*Not: Tüm-yüksek sıcaklıktaki alaşım uygulamaları için tasarım ASME B31.1 (Güç Boruları) veya B31.3 (Proses Boruları) kodlarına uygun olmalı ve kaynak prosedürleri ASME Bölüm IX'a uygun olmalıdır.*
