لوله ASTM A335 P92 چیست؟
ASTM A335 P92 یک لوله فولادی آلیاژی فریتی بدون درز با ترکیب اسمی 9٪ کروم، حدود 1.8٪ تنگستن، و افزودن کنترل شده از وانادیم و نیوبیم همراه با نیتروژن و بور است. این لوله تحت مشخصات A335 برای لوله های بدون درز برای سرویس در دمای بالا، در شرایط نرمال و معتدل عرضه می شود.
این درجه از مواد اولیه 9Cr-1Mo-V-Nb با جایگزینی بخشی از مولیبدن با تنگستن و با پالایش تعادل میکرو آلیاژی ایجاد شد. نتیجه یک ریزساختار مارتنزیتی است که در برابر خزش بسیار بهتر از گریدهای 2-1/4Cr و همچنین بهتر از نسل اول لوله کروم 9 درصد مقاومت می کند، به همین دلیل است که P92 به یک انتخاب استاندارد برای بخش های با بالاترین درجه حرارت نیروگاه های مدرن با سوخت زغال سنگ تبدیل شده است.
ترکیب شیمیایی و الزامات مکانیکی
| مورد | مورد نیاز |
|---|---|
| کربن | 0.07-0.13% |
| منگنز | 0.30-0.60% |
| فسفر، حداکثر | 0.020% |
| گوگرد، حداکثر | 0.010% |
| سیلیکون، حداکثر | 0.50% |
| کروم | 8.50-9.50% |
| مولیبدن | 0.30-0.60% |
| تنگستن | 1.50-2.00% |
| وانادیوم | 0.15-0.25% |
| نیوبیم | 0.04-0.09% |
| نیتروژن | 0.030-0.070% |
| بور | 0.001-0.006% |
| نیکل، حداکثر | 0.40% |
| آلومینیوم، حداکثر | 0.02% |
| استحکام کششی، حداقل | 620 MPa |
| قدرت تسلیم، حداقل | 440 MPa |
| عملیات حرارتی | نرمال و معتدل |
این مشخصات مستلزم آن است که لوله نرمال شود و سپس حرارت داده شود، با دمای آستنیته و تمپر کنترل شود تا تعادل استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر خزش از گرما به گرما بازتولید شود. محدودیت‌های سخت گوگرد، فسفر، آلومینیوم و نیکل تزئینی نیستند: باقیمانده‌ها در این محدوده‌ها تعیین می‌کنند که آیا ناحیه متاثر از حرارت جوش، چقرمگی را حفظ می‌کند و اینکه آیا ماده به عمر خزش مورد انتظار خود می‌رسد یا خیر.
کاربرد در نیروگاه های با راندمان بالا
بخش نهایی سوپرهیتر و گرم کننده، که در آن دمای بخار بالاترین و دمای فلز لوله شدیدترین است.
خطوط بخار اصلی و خطوط گرم مجدد گرم که بخار را بین دیگ بخار، توربین فشار قوی و گرم کننده مجدد حمل می کنند.
هدرهای سوپرهیتر و گرم کن، که اجزای بخش سنگینی هستند که دیواره های نازک تر P92 نیز تنش گرادیان حرارتی را کاهش می دهند.
لوله کشی بخار در واحدهای فوق بحرانی و در ارتقاء نیروگاه های تحت بحران به عملیات فوق بحرانی یا فوق بحرانی.
سایر قطعات فشار با دمای بالا که کدهای طراحی این درجه را جدول‌بندی می‌کنند، مانند لوله‌کشی فرآیند با انرژی بالا.
جذابیت درجه در عین حال فنی و اقتصادی است. تنش مجاز بالاتر در دما به معنای دیوار نازک‌تر برای فشار یکسان است که وزن هدرها و خطوط را کاهش می‌دهد، تنش حرارتی ناشی از گرادیان دما را در دیوار کاهش می‌دهد و میزان جوشکاری و فولاد پشتیبانی مورد نیاز برای نصب را کاهش می‌دهد.
جوشکاری، عملیات حرارتی و بازرسی
استفاده موفقیت آمیز از P92 بسیار بیشتر به نظم ساخت بستگی دارد تا به خود لوله.
جوشکاری از یک روش واجد شرایط با مواد مصرفی 9Cr مطابق با مشخصات فلز پرکننده مناسب AWS، عمل کم هیدروژن و ورودی حرارت کنترل شده پیروی می کند.
پیشگرم مورد نیاز است و حداقل دمای بین گذر حفظ می شود. اتصال معمولاً بدون وقفه تا پایان جوش داده می شود.
عملیات حرارتی پس از جوشکاری اجباری است و پس از سرد شدن جوش تا دمای پایانی مارتنزیت در یک باند دمایی باریک انجام می شود، به طوری که ساختار سخت شده به طور کامل تمپر می شود.
قدرت خزش در منطقه متاثر از گرما خطر اصلی است، بنابراین سوابق ساخت، روش‌های جوش و نمودارهای عملیات حرارتی برای طول عمر قطعه حفظ می‌شوند.
بررسی غیرمخرب مفاصل تکمیل شده با بررسی سختی و تکثیر یا تکنیک های پیشرفته اولتراسونیک در حین سرویس تکمیل می شود.
نقاط انتخاب و کنترل کیفیت
تأیید کنید که گواهی آسیاب تجزیه و تحلیل کامل مشخص شده، از جمله تنگستن، وانادیوم، نیوبیم، نیتروژن و بور، نه تنها عناصر اصلی را ثبت می کند.
نتایج کشش را با حداقل مشخصات بررسی کنید و دمای نرمال سازی و تلطیف ثبت شده در گواهی را تأیید کنید.
ابعاد و ضخامت دیوار را بررسی کنید، زیرا طراحی یک خط پر انرژی بر اساس دیوار واقعی و بر اساس حداقل مقادیر مشخص شده است.
لوله را در انبار تمیز و خشک نگه دارید، با محافظ انتهایی، و آن را از سایر ذخایر آلیاژ جدا کنید تا از مخلوط شدن جلوگیری شود.
ظرفیت جوشکاری و عملیات حرارتی را قبل از شروع ساخت برنامه ریزی کنید، زیرا پنجره عملیات حرارتی باریک است و عواقب عملیات از دست رفته تنها با بازرسی قابل جبران نیست.
سوالات متداول
س: ASTM A335 P92 چیست؟
این یک لوله فولادی با آلیاژ فریتی بدون درز با حدود 9٪ کروم، تنگستن، وانادیم و نیوبیم است که در شرایط نرمال و معتدل برای سرویس در دمای بالا عرضه می شود.
س: P92 چگونه با P91 مقایسه می شود؟
P92 از P91 با افزودن تنگستن و کاهش مولیبدن ساخته شد که تنش مجاز را در حدود 600 درجه سانتیگراد افزایش می‌دهد و دیواره‌های نازک‌تری را برای فشار بخار یکسان می‌سازد.
س: لوله P92 کجا استفاده می شود؟
در بخش های سوپرهیتر و ری هیتر نهایی، خطوط بخار اصلی و گرم مجدد داغ و هدر نیروگاه های فوق بحرانی فوق بحرانی و پیشرفته.
س: چرا جوش P92 دشوار در نظر گرفته می شود؟
از آنجایی که این ماده مارتنزیتی است و در هنگام خنک شدن سخت می شود و ناحیه متاثر از حرارت جوش ضعیف ترین قسمت اتصال در خزش است، بنابراین پیش گرم کردن، کنترل بین گذر و عملیات حرارتی فوری پس از جوشکاری بسیار مهم هستند.
س: آیا می توان P92 را با یک درجه ارزان تر جایگزین کرد؟
فقط در جایی که دما و فشار طراحی اجازه می دهد. زیر حد خزش درجه 2-1/4Cr دلیلی برای پرداخت هزینه P92 وجود ندارد. بالاتر از آن، درجات پایین تر به دیوارهای ضخیم تری نیاز دارند که ممکن است غیرعملی یا غیراقتصادی باشند.
س: چه اسنادی باید لوله را همراهی کند؟
گواهی‌های آسیاب که تجزیه و تحلیل حرارتی کامل و نتایج مکانیکی، سابقه عملیات حرارتی، سوابق آزمایش ابعادی و هیدرواستاتیکی و قابلیت ردیابی اعداد حرارتی به طول‌های فردی را نشان می‌دهد.
