ASTM A691 Electric-Fusion-لوله جوش داده شده
نمای کلی
ASTM A691مشخصات استاندارد برای استلوله کربن و فولاد آلیاژی، برقی-همجوشی-جوش داده شده (EFW) با فلز پرکننده اضافه شده، ساخته شده از صفحه با کیفیت-کشنده- تحت فشار . این مشخصات به طور خاص برایسرویس فشار{0} بالا در دماهای بالاکه آن را برای کاربردهای پرتقاضا در تولید برق، پالایشگاه ها و پتروشیمی ها ضروری می کند.
نامگذاری "الکتریک-همجوشی-جوش داده شده" این فرآیند را از ERW (که از فلز پرکننده استفاده نمیکند) متمایز میکند و نشان میدهد که لوله با تشکیل صفحات با کیفیت مخزن تحت فشار در یک سیلندر و جوش دادن درز طولی با استفاده از فرآیند قوس الکتریکی بافلز پرکننده اضافه شده .
ویژگی های کلیدی
| ویژگی | توضیحات |
|---|---|
| فرآیند تولید | برقی-جوشکاری فیوژن (EFW) با فلز پرکننده اضافه شده؛ به طور معمول جوش داده شده با قوس زیر آب (SAW) |
| منبع مواد | صفحات با کیفیت-کشنده-(ASTM A387 Cr{3}}آلیاژهای Mo، A204، A299، A537، و غیره) |
| کاربرد اولیه | سرویس فشار بالا-دردمای بالا(تا 593 درجه سانتیگراد / 1100 درجه فارنهایت) |
| محدوده قطر | 16 اینچ (400 میلی متر) و بزرگتراسمی؛ تا 48 اینچ + |
| ضخامت دیوار | تا3 اینچ (75 میلی متر)فراگیر |
| طول | معمولاً 8 متر تا 12.5 متر؛ طول های سفارشی موجود است |
| عملیات حرارتی | الزامات هر کلاس (استرس کاهش یافته، نرمال شده، نرمال و معتدل، فرونشانده و معتدل شده) |
| نوع جوش | طولی، با فلز پرکننده |
سیستم تعیین درجه
ASTM A691 از یک سیستم تعیین دو قسمتی- استفاده میکند:درجه(نشان دهنده مواد بشقاب) وکلاس(نشان دهنده عملیات حرارتی و سطح بازرسی) .
درجات (مواد بشقاب)
| درجه لوله | مشخصات صفحه مربوطه | نوع فولادی | برنامه معمولی |
|---|---|---|---|
| CM-65، CM-70، CM-75 | ASTM A204/A204M | کربن-مولیبدن | خدمات عمومی دمای بالا- |
| CMSH-70، CMSH-80 | ASTM A537/A537M | کربن-منگنز-سیلیکون | نمرات خاموش و معتدل |
| CMS-75 | ASTM A299/A299M | کربن-منگنز-سیلیکون | قدرت متوسط |
| ½ CR | ASTM A387/A387M درجه 2 | 0.5% Cr - 0.5% Mo | سرویس با دمای پایین{0}} |
| 1CR | ASTM A387/A387M درجه 12 | 1% Cr - 0.5% Mo | خدمات عمومی دمای بالا- |
| 1¼ CR | ASTM A387/A387M درجه 11 | 1.25% کروم - 0.5% مو | مشترک برای لوله کشی پالایشگاه |
| 2¼ CR | ASTM A387/A387M درجه 22 | 2.25% Cr - 1% Mo | مقاومت در برابر خزش عالی، نیروگاه ها |
| 3CR | ASTM A387/A387M درجه 21 | 3% Cr - 1% Mo | سرویس با دمای{0}بالا |
| 5CR | ASTM A387/A387M درجه 5 | 5% Cr - 0.5% Mo | مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی |
| 9CR | ASTM A387/A387M درجه 9 | 9% Cr - 1% Mo | سرویس خوردگی-بالا-درجه حرارت بالا |
| 91 | ASTM A387/A387M درجه 91 | 9% Cr - 1% Mo - V - Nb | قدرت خزش برتر، نیروگاه های پیشرفته |
تعیین کلاس ها (عملیات حرارتی و بازرسی)
سیستم شماره گذاری کلاس از یک الگوی منطقی پیروی می کند که در آنرقم اول نوع عملیات حرارتی را نشان می دهدورقم دوم سطح بازرسی را نشان می دهد :
| کلاس | عملیات حرارتی | رادیوگرافی (RT) | تست فشار | عامل مشترک (E) |
|---|---|---|---|---|
| 10, 12 | هیچ کدام | خیر / بله | خیر / بله | 0.85 |
| 20, 22 | استرس از بین می رود | خیر / بله | خیر / بله | 0.90 |
| 30, 32 | عادی شده است | خیر / بله | خیر / بله | 1.00 |
| 40, 42 | نرمال و معتدل | خیر / بله | خیر / بله | 1.00 |
| 50, 52 | کوئنچ و تمپر شده | خیر / بله | خیر / بله | 1.00 |
انتخابهای متداول برای سرویس{0}در دمای بالا :
کلاس 22:کاهش استرس، به طور کامل بازرسی - استاندارد برای بسیاری از کاربردها
کلاس 32:نرمال شده، به طور کامل بازرسی شده - زمانی که به پالایش دانه نیاز است
کلاس 42:نرمال و معتدل، به طور کامل بازرسی شده - برای ویژگیهای دمای بالا{0}
ترکیب شیمیایی (معمولی برای درجات Cr معمولی-Mo)
| درجه | کربن (C) % | منگنز (Mn) % | کروم (کروم) ٪ | مولیبدن (Mo) % |
|---|---|---|---|---|
| ½ CR | حداکثر 0.17 | 0.40-0.65 | 0.50-0.80 | 0.44-0.65 |
| 1CR | حداکثر 0.17 | 0.40-0.65 | 0.80-1.15 | 0.44-0.65 |
| 1¼ CR | حداکثر 0.17 | 0.40-0.65 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 |
| 2¼ CR | حداکثر 0.17 | 0.30-0.60 | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 |
| 5CR | حداکثر 0.17 | 0.30-0.60 | 4.00-6.00 | 0.44-0.65 |
| 9CR | حداکثر 0.15 | 0.30-0.60 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 |
*توجه: مقادیر واقعی بسته به مشخصات صفحه متفاوت است. محدودیت های سخت تری برای کیفیت معادل PSL2 اعمال می شود.*
ویژگیهای مکانیکی (معمولی برای درجات Cr-Mo)
| درجه | قدرت تسلیم (دقیقه) | مقاومت کششی (دقیقه) | ازدیاد طول % (دقیقه) |
|---|---|---|---|
| ½ CR | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 1CR | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 1¼ CR | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 2¼ CR | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 415-585 مگاپاسکال (60-85 ksi) | 18-20 |
| 5CR | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 415-585 مگاپاسکال (60-85 ksi) | 18-20 |
| 9CR | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 415-585 مگاپاسکال (60-85 ksi) | 18-20 |
توجه: درجات مقاومت بالاتر (مثلاً 91) نیاز به مقاومت بالاتری دارند. خواص درجه حرارت بالا (قدرت خزش) در نظر گرفتن اولیه طراحی است.
تحمل های ابعادی
| پارامتر | تحمل |
|---|---|
| قطر بیرونی (بدنه لوله) | ± 0.5٪ از OD مشخص شده |
| قطر بیرونی (انتهای لوله) | ± 0.25٪ از OD مشخص شده |
| ضخامت دیوار | +10% / -5% از اسمی |
| بیضی (بیضی) | ≤ 1.0٪ از OD مشخص شده |
| صراط مستقیم | ≤ 3 میلی متر در هر 3 متر طول |
| طول | استاندارد 8-12.5 متر; سفارشی با توافق |
الزامات تست و بازرسی
| نوع تست | هدف | قابلیت کاربرد |
|---|---|---|
| تجزیه و تحلیل شیمیایی | بررسی ترکیب مواد صفحه | در هر گرما |
| تست تنش | بررسی تسلیم و استحکام کششی (دمای اتاق) | در هر لات |
| تنش دمای بالا | استحکام{0}در دمای بالا را تأیید کنید | وقتی مشخص شد |
| تست خمش جوش هدایت شده عرضی | شکل پذیری و یکپارچگی جوش را بررسی کنید | تمام لوله ها |
| معاینه رادیوگرافی (RT) | تشخیص عیوب جوش - طول کامل هر جوش | برای کلاس هایی که "1" یا "2" به عنوان رقم دوم مورد نیاز است |
| تست هیدرواستاتیک | اثبات نشتی-سفتی | برای کلاس هایی که "2" یا "3" به عنوان رقم دوم مورد نیاز است |
| تست ضربه (شارپی V{0}}بریدگی) | چقرمگی {0}درجه حرارت پایین را تأیید کنید | برای بسیاری از برنامه ها مورد نیاز است |
| PMI (شناسایی مواد مثبت) | بررسی ترکیب آلیاژ | 100٪ برای گریدهای آلیاژی |
| تست سختی | بررسی ویژگی های سازگار | وقتی مشخص شد |
| تست HIC/SSC | تأیید خدمات ترش | وقتی مشخص شد |
مقایسه: ASTM A691 در مقابل A671 در مقابل A672
هر سه مشخصات از فرآیند تولید یکسانی استفاده می کنند اما محدوده دمایی متفاوتی را ارائه می دهند:
| جنبه | ASTM A691 | ASTM A672 | ASTM A671 |
|---|---|---|---|
| دمای سرویس | دمای بالا(تا 593 درجه سانتیگراد) | دماهای متوسط(29- تا 343 درجه سانتی گراد) | اتمسفر و دماهای پایین تر(تا -46 درجه سانتیگراد) |
| تمرکز اولیه | استحکام-درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر خزش | قدرت دمایی بالا، فشار-بالا | چقرمگی-درجه حرارت پایین، خواص ضربه |
| صفحه پایه | A387 (آلیاژهای کروم{1}Mo) | A515، A516 (فولاد کربن) | A516، A285 (فولاد کربن) |
| نمرات معمولی | 1CR، 1.25CR، 2.25CR، 5CR، 9CR، 91 | B60, B65, B70, C55, C60, C65 | CB60، CB65، CB70 |
| نوع مواد | فولاد آلیاژی کروم-مولی | فولاد کربن (کشته شده) | فولاد کربنی (کشته/دانه ریز) |
| برنامه های کاربردی رایج | خطوط بخار با دمای بالا، بخاریهای پالایشگاهی، اتصالات سوپرهیتر | لوله کشی خارجی دیگ بخار، خطوط فرآیند با دمای متوسط | لولهکشی فرآیند با دمای پایین-، LNG، سرویس سرد |
| ضریب جوش (E) | 0.85-1.0 (کلاس 32/42=1.0) | 0.85-1.0 (کلاس 32/42=1.0) | 0.85-1.0 (کلاس 32/42=1.0) |
برنامه های کاربردی رایج
| صنعت | برنامه های کاربردی | نمرات معمولی |
|---|---|---|
| تولید برق | خطوط بخار سوپرهیت، هدرهای دیگ بخار، لوله کشی بخار اصلی، اتصالات سوپرهیتر | 2¼ CR، 91 |
| پالایش نفت | لوله کشی کراکر کاتالیزوری، راکتورهای هیدروکراکر، خطوط انتقال بخاری، لولهکشی فرآیند با دمای بالا- | 1CR، 1¼ CR، 2¼ CR، 5CR |
| پردازش شیمیایی | خطوط فرآیند با دمای{0}بالا، لولهکشی پساب راکتور، حلقههای سنتز فشار بالا- | 5CR، 9CR |
| نفت و گاز | خطوط لوله-فشار بالا-درجه حرارت بالا (HPHT)، امکانات پردازش | 1¼ CR، 2¼ CR |
| سیستم های انتقال حرارت | مبدل های حرارتی، واحدهای بازیابی حرارت زباله، بخاری های آتش گرفته | 1CR، 1¼ CR |
مزایای کلیدی
| مزیت | توضیحات |
|---|---|
| استحکام{0}درجه حرارت بالا | طراحی شده برای خدمات دمای بالا تا 593 درجه سانتیگراد (1100 درجه فارنهایت) |
| مقاومت در برابر خزش | آلیاژهای کروم{0}Mo مقاومت عالی در برابر تغییر شکل خزشی در دماهای بالا ارائه میکنند |
| قابلیت قطر زیاد | می تواند لوله هایی با قطر 16 تا 48 اینچ تولید کند - بسیار بزرگتر از قابلیت های بدون درز |
| دیوارهای ضخیم | مناسب برای کاربردهای فشار بالا-که نیاز به ضخامت دیواره قابل توجهی دارند (تا 75 میلی متر) |
| گزینه های فولاد آلیاژی | طیف وسیعی از گریدهای آلیاژ کروم-Mo در دسترس برای شرایط دمای بالا- |
| گزینه های کنترل کیفیت | سیستم کلاس اجازه می دهد تا سطح بازرسی را با اهمیت خدمات مطابقت دهد |
| راندمان مشترک بالا | کلاس 32/42 فاکتور اتصال E=1.00 را به دست می آورد و ضخامت دیواره مورد نیاز را کاهش می دهد |
ملاحظات مهم
1. محدودیت های دما
ASTM A691 به طور خاص برایسرویس دمای بالا-(تا 593 درجه سانتیگراد / 1100 درجه فارنهایت)
درجه های مختلف دارای حداکثر دمای متفاوت هستند - به کدهای قابل اجرا مراجعه کنید
برای سرویس بالاتر از 540 درجه سانتیگراد (1000 درجه فارنهایت)، معمولاً گریدهای آلیاژ بالاتر (9CR، 91) مورد نیاز است.
2. انتخاب نمره
½ CR، 1CR، 1¼ CR:خدمات با دمای پایین{0}}خفیف، جوش پذیری خوب
2¼ CR:مقاومت در برابر خزش عالی، استاندارد برای لوله کشی نیروگاه
5CR، 9CR:مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی پیشرفته، مناسب برای محیطهای-با گوگرد بالا
91:فولاد پیشرفته 9Cr-1Mo-V برای کاربردهای دمای فوقالعاده که نیاز به مقاومت خزشی عالی دارند
3. انتخاب کلاس
سیستم شماره گذاری کلاس انتخاب را ساده می کند:
رقم اول= عملیات حرارتی: 10 (به عنوان-جوش داده شده)، 20 (کاهش استرس)، 30 (نرمال شده)، 40 (نرمال و معتدل)، 50 (کوئنچ شده و تمپر شده)
رقم دوم= بازرسی: 0 (هیچکدام)، 1 (فقط RT)، 2 (RT + تست هیدرولیک)، 3 (فقط تست هیدروژن)
متداولترین انتخابها برای سرویس{0}در دمای بالا :
کلاس 22:کاهش استرس، به طور کامل بازرسی - استاندارد برای بسیاری از کاربردها
کلاس 32:نرمال شده، به طور کامل بازرسی شده - زمانی که به پالایش دانه نیاز است
کلاس 42:نرمال و معتدل، به طور کامل بازرسی شده - برای ویژگیهای دمای بالا{0}
4. عامل کارایی مشترک
برای لولهکشی فرآیند طراحی شده بر اساس ASME B31.3، ضریب راندمان اتصال (E) به کلاس بستگی دارد:
کلاس 10/12: E = 0.85
کلاس 20/22: E = 0.90
کلاس 30/32/40/42/50/52: E = 1.00
مشخص کردن کلاس 32 یا 42 امکان ضریب اتصال 1.0 را فراهم می کند که ضخامت دیواره و وزن لوله مورد نیاز را کاهش می دهد.
5. مطابقت با کد
کد ASME: اغلب برای کاربردهای دیگ بخار و کد مخزن تحت فشار استفاده می شود
برای فاکتورهای پذیرش و طراحی، با کدهای ساخت و ساز قابل اجرا (ASME B31.1 Power Piping، B31.3 Process Piping) مشورت کنید.
6. تضمین کیفیت
گواهی تست آسیاب:EN 10204 نوع 3.1 یا 3.2معمولا برای برنامه های کاربردی حیاتی مورد نیاز است
اطمینان حاصل کنید که تمام آزمایشات مورد نیاز (RT، هیدروتست، ضربه، PMI) در کلاس مشخص شده مستند شده است
منحنیها و سوابق PWHT (پست-تصفیه حرارتی جوش) برای تأیید
خلاصه
لوله ASTM A691 EFWمشخصات استاندارد برای لولههای فولادی با قطر بزرگ-الکتریک-همجوشی-جوششده کربن و آلیاژی ساخته شده از صفحات با کیفیت مخازن تحت فشار برایسرویس فشار{0} بالا در دماهای بالا. با آن متمایز می شوددرجه(نشان دهنده مواد صفحه، به عنوان مثال، 2¼ CR از A387 درجه 22 برای سرویس دمای بالا) وکلاس(نشان دهنده عملیات حرارتی و سطح بازرسی، به عنوان مثال، کلاس 22 برای استرس-برطرف شده با رادیوگرافی و هیدروتست) .
موجود در قطر از16 اینچ (400 میلی متر) تا بیش از 48 اینچبا ضخامت دیواره تا75 میلی مترلولههای A691 با استفاده از جوشکاری زیرپودری دو طرفه (DSAW) با افزودن فلز پرکننده تولید میشوند. سیستم Class به مهندسان اجازه می دهد تا ترکیب مناسبی از عملیات حرارتی و بازرسی را بر اساس بحرانی بودن سرویس انتخاب کنند، با کلاس های بالاتر که به ضریب کارایی مشترک 1.0 . دست می یابند.
زمان تعیین ASTM A691:
این سیستم در فشار بالا ودمای بالا(بالای 343 درجه سانتیگراد / 650 درجه فارنهایت)
فولاد آلیاژی کروم-مولی برای مقاومت در برابر خزش و مقاومت در برابر اکسیداسیون مورد نیاز است
کاربردها شامل خطوط بخار فوق گرم، خطوط انتقال بخاری پالایشگاه، و لولهکشی فرآیند با دمای بالا-
در مواردی که لوله بدون درز امکان پذیر نیست، قطرهای بزرگ و دیوارهای ضخیم مورد نیاز است
هنگام سفارش مشخص کنید:ASTM A691، درجه [به عنوان مثال، 2¼ CR]، کلاس [به عنوان مثال، 22]، اندازه (OD x WT)، طول، پایان پایان، عملیات حرارتی، و هر مورد نیاز تکمیلی.
