Co dělá trubku trubkou z legované oceli
Trubky z legované oceli jsou klasifikovány spíše podle materiálu, ze kterého jsou vyrobeny, než podle způsobu, jakým jsou vytvořeny. Záměrným přidáním množství prvků, jako je chrom, molybden, nikl nebo vanad, do uhlíkové oceli vzniká materiál, jehož pevnost, odolnost proti tečení, houževnatost nebo odolnost proti korozi je zcela odlišná od pevnosti, houževnatosti nebo odolnosti proti korozi u obyčejné uhlíkové oceli, a trubka z něj vyrobená nese název základního materiálu.
Rozdíl od bezešvé trubky je tedy ortogonální. Bezešvá trubka popisuje cestu tváření bez podélného svaru a trubka ze slitiny popisuje chemii. Trubky z legované oceli se běžně dodávají bezešvé a také jako trubky s přímým švem a spirálově svařované trubky, kde průměr a tloušťka stěny činí tuto cestu ekonomičtější. Tyto dvě klasifikace odpovídají na různé otázky a nesmí být zaměňovány při psaní objednávky.
Proč se přidávají legující prvky
| Živel | Vliv na ocel | Typický důvod pro přidání |
|---|---|---|
| Chrom | Zvyšuje prokalitelnost, odolnost proti oxidaci a pevnost při vysokých teplotách | Potrubí elektrárny a rafinérie při zvýšené teplotě |
| Molybden | Zvyšuje pevnost při tečení a odolnost vůči vodíkovému útoku | Chrom molybdenové třídy v parním a vodíkovém provozu |
| Nikl | Zlepšuje houževnatost a prokalitelnost při nízkých teplotách | Kryogenní a nízkoteplotní potrubí |
| Vanad a niob | Zjemnění zrna a zpevnění srážení | Moderní vysoce pevné třídy odolné proti tečení |
| Mangan a křemík | Dezoxidace a zpevnění tuhého roztoku | Všechny třídy slitinových trubek v rámci standardních limitů |
Hlavní rodiny slitinových trubek a jejich standardy
Chrom molybdenové trubky podle ASTM A335 pokrývají jakosti feritických slitin používaných pro vysokoteplotní provoz, včetně třídy 1,25 procenta chrómu, třídy 2,25 procenta chrómu a třídy 9 procent martenzitické chrómu. Evropská ekvivalentní skupina je specifikována v EN 10216-2.
Nízkoteplotní potrubí podle ASTM A333 je legováno, aby si zachovalo rázovou houževnatost při nízké provozní teplotě, a je široce používáno v potrubí na zkapalněný plyn a studené klima.
Trubka kotle, přehříváku a výměníku tepla podle ASTM A213 pokrývá stejné široké rodiny slitin ve formě trubek s malým průměrem.
Čínská národní standardní trubka podle GB/T 5310 a GB 6479 pokrývá trubku vysokotlakého kotle a trubku vysokotlakého chemického hnojiva a je široce specifikována pro domácí a exportní projekty.
Slitina odolná proti korozi a duplexní trubka pro chloridové nebo kyselé prostředí, zvolená, když požadovaný obsah slitiny přesahuje rozsah nízkolegovaných jakostí.
Standardní známky na první pohled
Níže uvedené hodnoty představují minimální mechanické vlastnosti stanovené pro těleso trubky příslušnou specifikací produktu ASTM. Jsou to minimální hodnoty přijatelnosti pro standard, nikoli typické naměřené výsledky.
| Stupeň | Jmenovité složení | Minimální pevnost v tahu (MPa) | Minimální mez kluzu (MPa) | Typická služba |
|---|---|---|---|---|
| A335 P11 | 1,25 procenta chrómu, 0,5 procenta molybdenu | 415 | 205 | Pára a procesní potrubí při mírné teplotě |
| A335 P22 | 2,25 procenta chrómu, 1 procento molybdenu | 415 | 205 | Vysokoteplotní parní a vodíkový servis |
| A335 P91 | 9 procent chrómu, 1 procento molybdenu, vanadu a niobu | 585 | 415 | Hlavní parní a dohřívací potrubí v moderních elektrárnách |
| A333 Třída 6 | Uhlíková ocel legovaná niklem | 415 | 240 | Nízkoteplotní a kryogenní servis |
Kde se používá slitinová trubka
Potrubí z vysokotlaké slitiny je základním materiálem při výrobě energie, kde potrubí přehříváku a mezipřehříváku a hlavní parní potrubí pracují nad teplotním rozsahem, ve kterém by uhlíková ocel tekla. V rafinériích a petrochemických závodech přenáší proudy bohaté na vodík a vysokoteplotní procesní proudy a v závodech na chemická hnojiva zpracovává okruhy syntézního plynu a čpavku. Nízkoteplotní třídy slouží pro potrubí na zkapalněný zemní plyn, separaci vzduchu a studené klima. V každé z těchto povinností je hybatelem výběru kombinace teploty, tlaku a chemie média, nikoli samotná cena za tunu.
Výběr, tepelné zpracování a pokyny pro svařování
Společně specifikujte jakost, specifikaci produktu a podmínky tepelného zpracování. Trubka z chrommolybdenu se běžně dodává normalizovaná a temperovaná nebo v případě vyšších jakostí chromu v plně temperovaném martenzitickém stavu a certifikát musí uvádět skutečný cyklus tepelného zpracování, protože stejná kvalita tepelně zpracovaná odlišně nebude poskytovat stejný výkon při tečení.
Svařování slitinových trubek je náročnější než svařování uhlíkové oceli. Teplota předehřevu a meziprostupu musí být řízena, spotřební materiál s nízkým obsahem vodíku je povinný a tepelné zpracování po svařování je obvykle vyžadováno pro temperování tvrdé tepelně ovlivněné zóny. U jakostí s 9 procenty chromu je tepelný cyklus kritický a je normálně dán kvalifikovanou specifikací postupu svařování s kontrolami tvrdosti hotového spoje. Kupující by měli požadovat postup svařování, certifikaci spotřebního materiálu a jakýkoli záznam o tepelném zpracování po svařování jako součást balíku dokumentace.
Běžná úskalí
Zacházení se slitinou a bezešvou jako synonyma, což vede k objednání nesprávného materiálu pro vysokoteplotní provoz.
Přijetí certifikátu, který uvádí jakost, ale ne podmínky tepelného zpracování, díky čemuž nelze ověřit tečení.
Nahrazení nižší třídy chromu na základě podobné pevnosti v tahu, která ignoruje rozdíl v chování při vysokých teplotách.
Ignorování rozdílu mezi minimálními specifikovanými vlastnostmi a typickými dodanými hodnotami při návrhu na limit.
Nenaplánování tepelného zpracování po svařování před výrobou, takže kapacita pece se stává omezením projektu.
FAQ
Otázka: Je potrubí z legované oceli vždy bezešvé?
Ne. Tyto dva popisy odpovídají na různé otázky. Slitina odkazuje na chemii materiálu, zatímco bezešvá označuje cestu tváření a slitinové trubky se dodávají jak bezešvé, tak svařované v závislosti na průměru, tloušťce stěny a specifikaci.
Otázka: Jaký je rozdíl mezi trubkou z chrommolybdenu a trubkou z uhlíkové oceli?
Třídy chrommolybdenu obsahují záměrné přísady chrómu a molybdenu, které zvyšují pevnost při tečení a vysokou teplotní stabilitu, takže mohou sloužit při teplotách, kdy by se obyčejná uhlíková ocel při zatížení pomalu deformovala.
Otázka: Proč je u slitinové trubky potřeba tepelné zpracování po svařování?
Svařování vytváří tvrdou, křehkou tepelně ovlivněnou zónu. Temperování této zóny tepelným zpracováním po svařování obnovuje houževnatost a uvolňuje zbytkové pnutí, což je nezbytné pro bezpečný provoz při vysoké teplotě nebo tlaku.
Otázka: Jak si mohu vybrat mezi nižším a vyšším stupněm chromu?
Výběr se řídí návrhovou teplotou, vnitřním tlakem, chemií média a požadovanou návrhovou životností. Vyšší druhy chromu jsou dražší, ale umožňují tenčí stěny nebo vyšší teploty, takže srovnání je provedeno na základě celkových instalovaných nákladů a životnosti.
Otázka: Lze slitinové trubky recyklovat?
Ano. Ocelová trubka je plně recyklovatelná a obsah slitiny se získává zpět jako šrot, což podporuje argument účinnosti zdrojů pro použití vysokotlakých slitinových trubek v instalacích s dlouhou životností.
Otázka: Jaké dokumenty by měly doprovázet dodávku slitinových trubek?
Certifikát o zkoušce mlýna uvádějící tepelné číslo, chemickou analýzu, výsledky v tahu a výtěžnosti, podmínky tepelného zpracování a příslušnou normu, spolu s případnými doplňkovými zkušebními záznamy, jako je rázová zkouška nebo průzkum tvrdosti požadovaných objednávkou.
