ASTM A213 / SA213 - Hợp kim liền mạch-Ống nồi hơi bằng thép, bộ siêu nhiệt và ống trao đổi nhiệt-
ASTM A213 (SA213)là đặc điểm kỹ thuật toàn diện bao gồmống thép hợp kim ferritic và austenit-không liền mạchvìdịch vụ có nhiệt độ-cao và ăn mòntrong nồi hơi, bộ quá nhiệt, bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng.
Đặc điểm chính
| Tính năng | Sự miêu tả |
|---|---|
| Vật liệu | Thép hợp kim(Các lớp Ferritic & Austenitic) |
| Chế tạo | Chỉ liền mạch (SMLS)- Vẽ xong-nóng hoặc nguội- |
| Phạm vi nhiệt độ | Lên đến 700 độ (1300 độ F)tùy theo lớp |
| Sử dụng chính | Dịch vụ ăn mòn/nhiệt độ-caonơi mà thép carbon không đủ |
Các lớp và ứng dụng phổ biến
Các loại Ferritic (Crom-Molypden):
| Cấp | Loại hợp kim | Các yếu tố chính | Nhiệt độ tối đa* | Ứng dụng chính |
|---|---|---|---|---|
| T2 | ½Cr-½Mo | 0,5% Cr, 0,5% Mo | 500 độ | Bộ tản nhiệt bằng hợp kim-thấp |
| T5 | 5Cr-½Mo | 5% Cr, 0,5% Mo | 600 độ | Khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao- |
| T11 | 1¼Cr-½Mo | 1,25% Cr, 0,5% Mo | 525 độ | Ống quá nhiệt chung |
| T12 | 1Cr-½Mo | 1% Cr, 0,5% Mo | 510 độ | Tương tự với T11 |
| T22 | 2¼Cr-1Mo | 2,25% Cr, 1% Mo | 575 độ | Tiêu chuẩn ngànhbộ quá nhiệt |
| T91 | 9Cr-1Mo-V | 9% Cr, 1% Mo, V, Nb | 650 độ | nhiệt độ-cao nâng cao |
Các lớp Austenitic (Thép không gỉ):
| Cấp | Tương đương AISI | Các yếu tố chính | Nhiệt độ tối đa* | Ứng dụng chính |
|---|---|---|---|---|
| TP304 | 304 | 18Cr-8Ni | 700 độ | Chống ăn mòn chung |
| TP304H | 304H | 18Cr-8Ni (cacbon cao) | 700 độ | Cường độ nhiệt độ-cao |
| TP316 | 316 | 16Cr-10Ni-2Mo | 700 độ | Chống ăn mòn clorua |
| TP321 | 321 | 18Cr-10Ni-Ti | 700 độ | Bảo vệ chống ăn mòn giữa các hạt |
| TP347 | 347 | 18Cr-10Ni-Nb | 700 độ | Độ bền nhiệt độ-cao, quá trình oxy hóa hơi nước |
*Nhiệt độ kim loại tối đa gần đúng để sử dụng lâu dài-
Yêu cầu về hóa chất (Ví dụ)
Lớp Ferritic T22:
| Yếu tố | Thành phần (%) |
|---|---|
| Cacbon (C) | 0.05 - 0.15 |
| Mangan (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Phốt pho (P), tối đa | 0.025 |
| Lưu huỳnh (S), tối đa | 0.025 |
| Silicon (Si), tối đa | 0.50 |
| Crom (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molypden (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Lớp Austenitic TP304H:
| Yếu tố | Thành phần (%) |
|---|---|
| Cacbon (C) | 0.04 - 0.10 |
| Mangan (Mn), tối đa | 2.00 |
| Phốt pho (P), tối đa | 0.045 |
| Lưu huỳnh (S), tối đa | 0.030 |
| Silicon (Si), tối đa | 1.00 |
| Crom (Cr) | 18.0 - 20.0 |
| Niken (Ni) | 8.0 - 11.0 |
Tính chất cơ học
Các lớp Ferritic (Ví dụ - T22):
| Tài sản | Yêu cầu |
|---|---|
| Độ bền kéo, tối thiểu | 415 MPa (60.000 psi) |
| Sức mạnh năng suất, tối thiểu | 205 MPa (30.000 psi) |
| Độ giãn dài (trong 50mm), tối thiểu | 30% |
Các lớp Austenitic (Ví dụ - TP304H):
| Tài sản | Yêu cầu |
|---|---|
| Độ bền kéo, tối thiểu | 515 MPa (75.000 psi) |
| Sức mạnh năng suất, tối thiểu | 205 MPa (30.000 psi) |
| Độ giãn dài (trong 50mm), tối thiểu | 35% |
Sản xuất & Xử lý nhiệt
Phương pháp sản xuất:
Nóng-đã xong- Dành cho ứng dụng tiêu chuẩn
vẽ lạnh lùng- Để có dung sai gần hơn (phải được xử lý nhiệt)
Yêu cầu xử lý nhiệt:
| Loại lớp | Xử lý nhiệt cần thiết |
|---|---|
| Lớp Ferritic | Bình thường hóa & cường lực hoặc ủ |
| Lớp Austenit | Giải pháp được ủ (Lớn hơn hoặc bằng 1040 độ) & Đã được làm nguội |
| T91/T92 | Chuẩn hóa (1040-1080 độ) & Cường lực (730-800 độ) |
Dung sai kích thước:
Chặt hơn tiêu chuẩn đường ống áp lực
Quan trọng đối với sự phù hợp của ống-với-tấm ống
Dung sai đặc biệt dành cho ống uốn chữ U
Kiểm tra & Kiểm tra
| Bài kiểm tra | Yêu cầu |
|---|---|
| Kiểm tra thủy tĩnh | Bắt buộc(hoặc thử nghiệm không phá hủy) |
| Kiểm tra độ phẳng | Bắt buộc (kiểm tra độ dẻo) |
| Kiểm tra bùng cháy | Bắt buộc (kiểm tra khả năng mở rộng) |
| Kiểm tra độ cứng | Tùy chọn/đối với một số lớp nhất định |
| Kích thước hạt | Cần thiết cho các lớp austenit |
| Ăn mòn giữa các hạt | Tùy chọn cho các loại austenit (ASTM A262) |
| Kiểm tra không phá hủy | Tùy chọn (dòng xoáy/siêu âm) |
Áp suất thử thủy tĩnh:
chữ
P=2St/D (tối thiểu 70 bar/1000 psi) Trong đó S=60% cường độ năng suất tối thiểu được chỉ định
Ứng dụng chính
1. Phát điện:
Ống quá nhiệt/hâm nóng(T22, T91, TP304H, TP347)
Ống tường nướctrong dịch vụ nhiên liệu ăn mòn (T11, T22)
Máy tạo hơi nước thu hồi nhiệt (HRSG)ống
Ống ngưng tụ(các loại austenit cho nước lợ/nước biển)
2. Hóa dầu & Lọc dầu:
Ống sưởi đốt (T5, T9, T11, T22)
Ống trao đổi nhiệtcho dòng quá trình ăn mòn
Ống cải cách xúc tác
Ống cracker ethylene
3. Nồi hơi công nghiệp:
Ống nồi hơi nhiệt thải
Ống nồi hơi thu hồi hóa chất
Bộ gia nhiệt xử lý nhiệt độ-cao
Nguyên tắc lựa chọn
Lựa chọn dựa trên nhiệt độ-:
| Phạm vi nhiệt độ | Điểm được đề xuất |
|---|---|
| < 425°C (800°F) | A192, A210 (thép cacbon) |
| 425-525 độ (800-975 độ F) | T11, T12, T22 |
| 525-600 độ (975-1110 độ F) | T5, T9, T22, TP304H |
| 600-650 độ (1110-1200 độ F) | T91, T92, TP304H, TP347 |
| >650 độ (1200 độ F) | TP304H, TP347, TP310, hợp kim cao cấp |
Sự ăn mòn-Lựa chọn dựa trên:
| Loại ăn mòn | Điểm được đề xuất |
|---|---|
| Sự oxy hóa (bùng cháy) | T5 (5% Cr), T9 (9% Cr), T22 (2¼% Cr) |
| sunfua hóa | T5, T9 (crom cao hơn) |
| Ăn mòn ứng suất clorua | TP321, TP347 (lớp ổn định) |
| Ăn mòn chung | TP304, TP316 |
| Quá trình oxy hóa hơi nước | TP347 (tốt nhất), TP304H |
Cân nhắc chế tạo
Yêu cầu hàn:
| Loại lớp | Những cân nhắc về hàn chính |
|---|---|
| Ferritic Cr-Mo | Làm nóng trước bắt buộc, cần có PWHT, điện cực hydro-thấp |
| T91/T92 | Làm nóng trước nghiêm ngặt (200 độ), nhiệt độ giữa các đường truyền được kiểm soát, PWHT cụ thể |
| Austenit | Không làm nóng trước, nhưng kiểm soát nhiệt đầu vào, tránh nhạy cảm |
Mở rộng ống:
Các lớp Ferritic dễ dàng mở rộng thành các tấm ống
Các lớp Austenitic cần được chăm sóc (làm việc chăm chỉ)
T91/T92 yêu cầu thủ tục đặc biệt
U-Yêu cầu về uốn cong:
Bán kính uốn cong tối thiểu được chỉ định
Xử lý nhiệt sau khi uốn thường được yêu cầu
Thử nghiệm đặc biệt cho các phần uốn cong
So sánh với các tiêu chuẩn liên quan
| Tiêu chuẩn | Vật liệu | Sự khác biệt chính so với A213 |
|---|---|---|
| ASTM A335 | Thép hợp kim | Đường ốngcho đường ống bên ngoài (đồng hành với ống A213) |
| ASTM A210 | Thép cacbon | Khả năng nhiệt độ thấp hơn |
| ASTM A269 | thép không gỉ | Ống dịch vụ chung, không dành riêng cho nồi hơi |
| ASTM A789/A790 | Inox song công | Dành cho dịch vụ ăn mòn, nhiệt độ-không cao |
Các chế độ & cách phòng ngừa lỗi
1. Vỡ leo:
Gây ra:Quá nhiệt vượt quá giới hạn thiết kế
Phòng ngừa:Theo dõi nhiệt độ, lựa chọn lớp thích hợp
Quan trọng đối với:T11, T22 ở giới hạn nhiệt độ trên
2. Ăn mòn lò sưởi:
Gây ra:Lưu huỳnh, vanadi, kim loại kiềm trong nhiên liệu
Phòng ngừa:Cấp độ crom, phụ gia nhiên liệu cao hơn
Giải pháp:T5 ở mức độ vừa phải, T9/T91 ở mức độ nặng
3. Quá trình oxy hóa hơi nước:
Gây ra:Nhiệt độ/áp suất hơi cao
Phòng ngừa:TP347 cho lớp phủ phân tán, oxit-có độ bền tốt nhất
Có vấn đề đối với:TP304H trong nồi hơi siêu tới hạn-siêu tới hạn
4. Vết nứt do ăn mòn ứng suất:
Gây ra:Clorua + ứng suất + nhiệt độ
Phòng ngừa:TP321/TP347 cho các lớp ổn định, kiểm soát clorua
Quan trọng ở:Thực vật ven biển, điều kiện xử lý nhất định
Cân nhắc kinh tế
So sánh chi phí (So với T22):
| Cấp | Yếu tố chi phí gần đúng |
|---|---|
| T11/T12 | 0.9-1.0x |
| T22 | 1,0x (Đường cơ sở) |
| T5 | 1.2-1.4x |
| T91 | 2.0-2.5x |
| TP304H | 3.0-4.0x |
| TP347 | 4.0-5.0x |
Các yếu tố chi phí vòng đời:
Chi phí vật liệu ban đầu
Chi phí chế tạo/hàn
Tần suất thay thế
Hiệu suất nhà máy(nhiệt độ cao hơn=hiệu quả tốt hơn)
Chi phí mất điệnđể sửa chữa
Thông tin đặt hàng
Thông số kỹ thuật cần thiết:
Tiêu chuẩn:ASTM A213/SA213
Cấp:Ký hiệu hợp kim cụ thể (ví dụ: T22, TP304H)
Kích thước:OD × Độ dày của tường × Chiều dài
Xử lý nhiệt:Chỉ định nếu khác với tiêu chuẩn
Kích thước hạt:Đối với các loại austenit (thường là 7 hoặc thô hơn)
Kiểm tra:Yêu cầu bổ sung (IGC, thủy điện, v.v.)
Chuẩn bị cuối cùng:Trơn, vát cạnh, đặc biệt cho các đường cong chữ U
Thông số kỹ thuật mua hàng mẫu:
chữ
Ống ASTM A213 T22, 38,1 mm OD × 5,0 mm tường × 15.000 mm chiều dài, Chuẩn hóa & tôi luyện, đầu trơn, với các thử nghiệm thủy tĩnh, làm phẳng và đốt cháy, MTC đầy đủ với khả năng truy xuất nguồn gốc nhiệt, thử nghiệm siêu âm.
Tương đương quốc tế
| Cấp | Châu Âu (EN) | Nhật Bản (JIS) | Trung Quốc (GB) |
|---|---|---|---|
| T11 | 13CrMo4-5 | STBA 24 | 15CrMoG |
| T22 | 10CrMo9-10 | STBA 24 | 12Cr2MoG |
| T91 | X10CrMoVNb9-1 | STBA 29 | 10Cr9Mo1VNb |
| TP304H | X7CrNi18-9 | SUS 304H TB | 07Cr19Ni10 |
| TP347 | X7CrNiNb18-10 | SUS 347 TB | 07Cr18Ni11Nb |
Dòng dưới cùng:ASTM A213 làđặc điểm kỹ thuật dứt khoát cho ống truyền nhiệt bằng thép hợp kimtrong môi trường có yêu cầu-nhiệt độ cao và ăn mòn. Phạm vi toàn diện của các loại ferritic và austenit cung cấpgiải pháp phù hợpdành cho hầu hết mọi ứng dụng nồi hơi, bộ quá nhiệt hoặc bộ trao đổi nhiệt, cân bằng các yêu cầu về hiệu suất với các cân nhắc về kinh tế.
