بررسی اجمالی لوله فولادی بدون درز ASTM A335 P22
ASTM A335 مشخصات استاندارد لوله فولادی آلیاژی فریتی بدون درز است که برای سرویس در دمای بالا در نظر گرفته شده است. درجه P22 درجه 2.25Cr-1Mo از آن مشخصات است: یک لوله فولادی با آلیاژ کروم-مولیبدن که با کار گرم یک شمش جامد در یک توخالی بدون درز بدون جوش طولی تولید می‌شود، سپس اندازه، تکمیل و عملیات حرارتی می‌شود. ASME SA335 P22 نسخه کد همان مشخصات است و از نظر فنی برای اهداف طراحی و تدارکات معادل است.
درجه P22 در جایی انتخاب می شود که فولاد کربنی به حد مجاز دمای خود رسیده است، اما گریدهای 9Cr هزینه های غیرضروری و پیچیدگی جوش را اضافه می کنند. این یک ماده اصلی برای لوله های سوپرهیتر و گرم کننده مجدد، لوله کشی بخار اصلی، هدرهای بخار و خطوط فرآیند داغ در پالایشگاه ها است.
ترکیب شیمیایی و تأثیر آن بر عملکرد
کروم مقاومت در برابر اکسیداسیون و پوسته پوسته شدن را تامین می کند که به لوله اجازه می دهد در معرض گاز و بخار داغ احتراق طولانی مدت زنده بماند. مولیبدن استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر خزش را افزایش می دهد، بنابراین لوله در برابر تغییر شکل آهسته تحت تنش پایدار در دما مقاومت می کند. محدودیت های ASTM A335 P22 برای آنالیز حرارتی عبارتند از:
| عنصر | ترکیب (%) |
|---|---|
| کربن (C) | 0.05–0.15 |
| منگنز (Mn) | 0.30–0.60 |
| فسفر (P) | 0.025 max |
| گوگرد (S) | 0.025 max |
| سیلیکون (Si) | 0.50 max |
| کروم (کروم) | 1.90–2.60 |
| مولیبدن (Mo) | 0.87–1.13 |
فسفر و گوگرد کم نگه داشته می شوند زیرا هم فولاد را ترد می کنند و هم چقرمگی را در ناحیه متاثر از حرارت جوش کاهش می دهند. محدوده محدود کربن سختی پذیری را قابل پیش بینی نگه می دارد و در عین حال استحکام کششی مورد نیاز را ارائه می دهد.
خواص مکانیکی در دمای اتاق
این مشخصات حداقل مقادیری را که باید با آزمایش کشش نمونه های گرفته شده از لوله تمام شده برآورده شود، تعیین می کند:
| اموال | مورد نیاز |
|---|---|
| استحکام کششی | 415 مگاپاسکال (60 ksi) دقیقه |
| قدرت تسلیم | 205 مگاپاسکال (30 ksi) دقیقه |
| ازدیاد طول | 30٪ دقیقه در 2 اینچ، همانطور که برای ضخامت دیوار تنظیم شده است |
| وضعیت عرضه | به طور کامل بازپخت شده، یا نرمال و معتدل شده است |
خدمات در دمای بالا و عملیات حرارتی
P22 قدرت خزش مفید را تا حدود 593 درجه (1100 درجه فارنهایت) در سرویس بخار و گاز داغ حفظ می کند، به همین دلیل است که برای گرم ترین بخش های دیگهای بخار معمولی استفاده می شود. عملیات حرارتی مورد نیاز ساختار دانه را اصلاح می‌کند، تنش‌های شکل‌گیری را کاهش می‌دهد و ترکیبی از استحکام و شکل‌پذیری مورد نیاز مشخصات را ارائه می‌دهد.
برای ساخت و ساز جوش داده شده، کنترل حرارتی عامل تعیین کننده در عمر اتصال است. فولاد 2.25Cr-1Mo در ناحیه متاثر از حرارت سخت می شود و اگر آن ناحیه درمان نشود، چقرمگی را از دست می دهد، بنابراین عملیات حرارتی پس از جوشکاری اجباری است تا اختیاری.
پیش گرم کردن قبل از جوشکاری: معمولاً 200-300 درجه (400-575 درجه فارنهایت).
برای محدود کردن سختی ناحیه متاثر از حرارت، کنترل دمای بین پاسی را انجام دهید.
عملیات حرارتی پس از جوش در محدوده دمایی که منطقه تحت تأثیر حرارت را بدون کاهش استحکام فلز پایه تعدیل می کند.
فلزات پرکننده 2.25Cr-1Mo مانند ER90S-B3 و E9015-B3 برای قوس تنگستن گاز و جوشکاری قوس فلزی محافظ.
ساخت، تست و بازرسی
لوله بدون درز با سوراخ کردن یک شمش گرد گرم شده برای تشکیل یک پوسته توخالی، کشیده شدن و غلتاندن آن پوسته به قطر و ضخامت دیواره مورد نیاز، سپس اندازه‌گیری و تکمیل محصول تولید می‌شود. عدم وجود درز جوش، سطح مقطعی همگن با خواص یکنواخت در اطراف محیط کامل ایجاد می کند، به همین دلیل است که این خانواده محصول بر لوله کشی با فشار بالا و دمای بالا تسلط دارد.
کیفیت با ترکیبی از آزمایش‌های مخرب و غیر مخرب تأیید می‌شود: آزمایش فشار هیدرواستاتیکی هر لوله، آزمایش غیرمخرب الکتریکی مانند جریان گردابی یا بازرسی اولتراسونیک برای عیوب سطحی و داخلی، آزمایش‌های مسطح، خمش و سختی روی نمونه‌ها، به‌علاوه آنالیز شیمیایی و آزمایش کشش برای تأیید درجه.
کاربردهای معمولی و مقایسه نمرات
نیروگاه های فسیلی: لوله های سوپرهیتر و گرم کننده، خطوط بخار اصلی و هدرهای بخار.
پتروشیمی و پالایش: لوله کشی فرآیند در اطراف واحدهای کراکینگ کاتالیزوری و هیدروکراکینگ.
بویلرهای صنعتی و تاسیساتی: لوله کشی دیگ بخار و لوله های اتصال.
مبدل های حرارتی و قطعات تحت فشار در معرض چرخه حرارتی و فشار بالا.
| درجه | شیمی اسمی | نقش انتخابی |
|---|---|---|
| P11 | 1.25Cr-0.5Mo | سرویس دمای متوسط با هزینه کمتر |
| P12 | 1Cr-0.5Mo | کروم کمتر از P11، برای لوله های سبک تر |
| P22 | 2.25Cr-1Mo | مقاومت خزشی و مقاومت در برابر اکسیداسیون بالاتر از P11 و P12 |
| P5 | 5Cr-0.5Mo | مقاومت در برابر اکسیداسیون و سولفیداسیون بهتر از P22 است |
| P9 | 9Cr-1Mo | استحکام بالاتر و مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن برای خدمات شدید |
| P91 | 9Cr-1Mo-V-Nb | بالاترین قدرت خانواده فریتی، با دیواره های نازک تر و کنترل های جوشکاری دقیق |
سوالات متداول در مورد لوله ASTM A335 P22
س: تعیین P22 در ASTM A335 به چه معناست؟
این گرید فولاد آلیاژی فریتی بدون درز 2.25% کروم، 1% مولیبدن بدون درز ارائه شده برای خدمات در دمای بالا، که معمولاً فولاد 2.25Cr-1Mo نامیده می شود، شناسایی می کند.
س: حداکثر دمای سرویس برای لوله P22 چقدر است؟
استحکام خزش مفید به طور کلی تا حدود 593 درجه (1100 درجه فارنهایت) پذیرفته می شود، با حد دقیق تعیین شده توسط کد طراحی و سطح تنش در جزء.
س: آیا ASME SA335 P22 همان ماده ASTM A335 P22 است؟
بله. SA335 کد ASME با همان مشخصات است و نمرات از نظر فنی معادل هستند.
س: چه عملیات حرارتی برای لوله P22 مورد نیاز است؟
لوله به طور کامل آنیل یا نرمال شده و تمپر شده عرضه می شود و اتصالات جوش داده شده قبل از ورود به سرویس نیاز به عملیات حرارتی پس از جوش دارند.
س: P22 چه تفاوتی با P11 دارد؟
P22 حاوی 1.90-2.60٪ کروم و 0.87-1.13٪ مولیبدن در برابر تقریباً 1.25٪ کروم و 0.5٪ مولیبدن در P11 است که به P22 قدرت خزش بالاتر و مقاومت در برابر اکسیداسیون بهتر می دهد.
س: آیا لوله P22 را می توان در مزرعه جوش داد؟
بله، با روش های واجد شرایط: پیش گرمای کنترل شده در حدود 200 تا 300 درجه، فلز پرکننده 2.25Cr-1Mo و عملیات حرارتی پس از جوش برای بازگرداندن چقرمگی ناحیه متاثر از حرارت.
A335 P22 یک انتخاب قابل اعتماد برای لوله‌کشی با دمای بالا و فشار بالا باقی می‌ماند زیرا تعادل کروم و مولیبدن آن عملکرد ثابت شده‌ای را در سطح هزینه و جوش‌پذیری ارائه می‌دهد که نمرات با آلیاژ بالا نمی‌تواند مطابقت داشته باشد.
