

Ống hàn điện-kết hợp{2}}ASTM A691
Tổng quan cơ bản
ASTM A691là đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn choống thép cacbon và hợp kim,-kết hợp-điện (EFW) có thêm kim loại phụ, được chế tạo từ tấm chất lượng-bình-áp suất . Thông số kỹ thuật này được thiết kế đặc biệt chodịch vụ áp suất cao-ở nhiệt độ cao, khiến nó trở nên cần thiết cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe trong sản xuất điện, nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa dầu.
Ký hiệu "hàn-hợp nhất{1}}điện" phân biệt quy trình này với ERW (không sử dụng kim loại phụ) và chỉ ra rằng đường ống được sản xuất bằng cách tạo các tấm chất lượng bình áp lực thành hình trụ và hàn đường nối dọc bằng quy trình hồ quang điện vớithêm kim loại phụ .
Các tính năng chính
| Tính năng | Sự miêu tả |
|---|---|
| Quy trình sản xuất | Hàn kết hợp bằng điện-(EFW) có thêm kim loại phụ; thường hàn hồ quang chìm (SAW) |
| Nguồn nguyên liệu | Tấm chất lượng-bình{1}}áp suất (Hợp kim ASTM A387 Cr-Mo, A204, A299, A537, v.v.) |
| Ứng dụng chính | Dịch vụ-áp suất cao tạinhiệt độ cao(lên tới 593°C / 1100°F) |
| Phạm vi đường kính | 16 inch (400 mm) và lớn hơntrên danh nghĩa; lên tới 48"+ |
| Độ dày của tường | Lên đến3 inch (75 mm)bao gồm |
| Chiều dài | Thông thường từ 8 m đến 12,5 m; độ dài tùy chỉnh có sẵn |
| Xử lý nhiệt | Yêu cầu của mỗi lớp (giảm căng thẳng, chuẩn hóa, chuẩn hóa & tôi luyện, dập tắt & tôi luyện) |
| Kiểu hàn | Theo chiều dọc, với kim loại phụ |
Hệ thống chỉ định lớp
ASTM A691 sử dụng hệ thống ký hiệu gồm hai phần:Cấp(chỉ vật liệu tấm) vàLớp học(biểu thị mức độ xử lý nhiệt và kiểm tra).
Lớp (Vật liệu tấm)
| Lớp ống | Thông số tấm tương ứng | Loại thép | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|
| CM-65, CM-70, CM-75 | ASTM A204/A204M | Cacbon-molypden | Dịch vụ nhiệt độ cao-nói chung |
| CMSH-70, CMSH-80 | ASTM A537/A537M | cacbon-mangan-silicon | Các lớp được làm nguội và tôi luyện |
| CMS-75 | ASTM A299/A299M | cacbon-mangan-silicon | Sức mạnh vừa phải |
| ½ CR | ASTM A387/A387M Lớp 2 | 0,5% Cr - 0.5% Mo | Dịch vụ có nhiệt độ-cao vừa phải |
| 1CR | ASTM A387/A387M Lớp 12 | 1% Cr - 0.5% tháng | Dịch vụ nhiệt độ cao-nói chung |
| 1¼ CR | ASTM A387/A387M Lớp 11 | 1,25% Cr - 0.5% Tháng | Phổ biến cho đường ống nhà máy lọc dầu |
| 2¼ CR | ASTM A387/A387M Lớp 22 | 2,25% Cr - 1% Mo | Khả năng chống leo tuyệt vời, nhà máy điện |
| 3CR | ASTM A387/A387M Lớp 21 | 3% Cr - 1% Tháng | Dịch vụ nhiệt độ-cao |
| 5CR | ASTM A387/A387M Lớp 5 | 5% Cr - 0.5% Tháng | Chống oxy hóa và ăn mòn |
| 9CR | ASTM A387/A387M Lớp 9 | 9% Cr - 1% Tháng | Dịch vụ ăn mòn-nhiệt độ cao,-cao |
| 91 | ASTM A387/A387M Lớp 91 | 9% Cr - 1% Mo - V - Nb | Sức mạnh leo vượt trội, nhà máy điện tiên tiến |
Chỉ định lớp (Xử lý nhiệt & Kiểm tra)
Hệ thống đánh số lớp tuân theo một mẫu logic trong đóchữ số đầu tiên cho biết loại xử lý nhiệtvàchữ số thứ hai cho biết mức độ kiểm tra :
| Lớp học | Xử lý nhiệt | Chụp X quang (RT) | Kiểm tra áp suất | Yếu tố chung (E) |
|---|---|---|---|---|
| 10, 12 | Không có | Không / Có | Không / Có | 0.85 |
| 20, 22 | Giảm căng thẳng | Không / Có | Không / Có | 0.90 |
| 30, 32 | Chuẩn hóa | Không / Có | Không / Có | 1.00 |
| 40, 42 | Chuẩn hóa & Cường hóa | Không / Có | Không / Có | 1.00 |
| 50, 52 | Làm nguội & cường lực | Không / Có | Không / Có | 1.00 |
Các lựa chọn phổ biến cho dịch vụ có nhiệt độ-cao :
Lớp 22:Giảm căng thẳng, được kiểm tra đầy đủ – tiêu chuẩn cho nhiều ứng dụng
Lớp 32:Chuẩn hóa, kiểm tra đầy đủ – khi cần sàng lọc hạt
Lớp 42:Chuẩn hóa và tôi luyện, được kiểm tra đầy đủ – để nâng cao các đặc tính nhiệt độ-nâng cao
Thành phần hóa học (Điển hình cho các loại Cr-Mo thông thường)
| Cấp | Cacbon (C) % | Mangan (Mn) % | Crom (Cr) % | Molypden (Mo) % |
|---|---|---|---|---|
| ½ CR | tối đa 0,17 | 0.40-0.65 | 0.50-0.80 | 0.44-0.65 |
| 1CR | tối đa 0,17 | 0.40-0.65 | 0.80-1.15 | 0.44-0.65 |
| 1¼ CR | tối đa 0,17 | 0.40-0.65 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 |
| 2¼ CR | tối đa 0,17 | 0.30-0.60 | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 |
| 5CR | tối đa 0,17 | 0.30-0.60 | 4.00-6.00 | 0.44-0.65 |
| 9CR | tối đa 0,15 | 0.30-0.60 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 |
*Lưu ý: Giá trị thực tế thay đổi tùy theo thông số kỹ thuật của tấm. Áp dụng các giới hạn chặt chẽ hơn cho chất lượng tương đương PSL2.*
Thuộc tính cơ học (Điển hình cho lớp Cr{0}}Mo)
| Cấp | Sức mạnh năng suất (phút) | Độ bền kéo (phút) | Độ giãn dài % (phút) |
|---|---|---|---|
| ½ CR | 205 MPa (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 1CR | 205 MPa (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 1¼ CR | 205 MPa (30 ksi) | 380-515 MPa (55-75 ksi) | 18-20 |
| 2¼ CR | 205 MPa (30 ksi) | 415-585 MPa (60-85 ksi) | 18-20 |
| 5CR | 205 MPa (30 ksi) | 415-585 MPa (60-85 ksi) | 18-20 |
| 9CR | 205 MPa (30 ksi) | 415-585 MPa (60-85 ksi) | 18-20 |
Lưu ý: Cấp độ bền cao hơn (ví dụ: 91) có yêu cầu về độ bền cao hơn. Đặc tính nhiệt độ cao (cường độ rão) là yếu tố cần cân nhắc trong thiết kế chính.
Dung sai kích thước
| tham số | Sức chịu đựng |
|---|---|
| Đường kính ngoài (Thân ống) | ± 0,5% OD được chỉ định |
| Đường kính ngoài (Đầu ống) | ± 0,25% OD được chỉ định |
| Độ dày của tường | +10% / -5% danh nghĩa |
| Hình bầu dục (hình elip) | 1,0% OD được chỉ định |
| Độ thẳng | 3 mm trên 3 m chiều dài |
| Chiều dài | tiêu chuẩn 8-12,5 m; tùy chỉnh theo thỏa thuận |
Yêu cầu kiểm tra & kiểm tra
| Loại bài kiểm tra | Mục đích | Khả năng ứng dụng |
|---|---|---|
| Phân tích hóa học | Xác minh thành phần của vật liệu tấm | Mỗi nhiệt |
| Kiểm tra độ căng | Xác minh năng suất và độ bền kéo (nhiệt độ phòng) | Mỗi lô |
| Căng thẳng nhiệt độ tăng cao | Xác minh cường độ nhiệt độ-cao | Khi được chỉ định |
| Kiểm tra uốn cong mối hàn có hướng dẫn ngang | Kiểm tra độ dẻo và tính toàn vẹn của mối hàn | Tất cả các đường ống |
| Kiểm tra chụp X quang (RT) | Phát hiện khuyết tật mối hàn – toàn bộ chiều dài của mỗi mối hàn | Bắt buộc đối với các lớp có chữ số thứ hai là "1" hoặc "2" |
| Kiểm tra thủy tĩnh | Bằng chứng rò rỉ-độ kín | Bắt buộc đối với các lớp có chữ số thứ hai là "2" hoặc "3" |
| Kiểm tra tác động (Charpy V{0}}Notch) | Xác minh độ bền ở nhiệt độ-thấp | Cần thiết cho nhiều ứng dụng |
| PMI (Nhận dạng vật liệu tích cực) | Xác minh thành phần hợp kim | 100% cho các loại hợp kim |
| Kiểm tra độ cứng | Xác minh các thuộc tính nhất quán | Khi được chỉ định |
| Kiểm tra HIC/SSC | Xác minh dịch vụ chua | Khi được chỉ định |
So sánh: ASTM A691 so với A671 so với A672
Cả ba thông số kỹ thuật đều sử dụng cùng một quy trình sản xuất nhưng phục vụ các phạm vi nhiệt độ khác nhau:
| Diện mạo | ASTM A691 | ASTM A672 | ASTM A671 |
|---|---|---|---|
| Nhiệt độ dịch vụ | nhiệt độ cao(lên tới 593°C) | Nhiệt độ vừa phải(-29°C đến 343°C) | Khí quyển và nhiệt độ thấp hơn(xuống tới -46°C) |
| Trọng tâm chính | Độ bền nhiệt độ-cao, khả năng chống rão | Cường độ nhiệt độ cao, áp suất-cao | Độ bền nhiệt độ-thấp, đặc tính va đập |
| Tấm đế | A387 (Hợp kim Cr{1}}Mo) | A515, A516 (thép cacbon) | A516, A285 (thép cacbon) |
| Lớp điển hình | 1CR, 1.25CR, 2.25CR, 5CR, 9CR, 91 | B60, B65, B70, C55, C60, C65 | CB60, CB65, CB70 |
| Loại vật liệu | Thép hợp kim moly Chrome- | Thép carbon (bị giết) | Thép cacbon (hạt mịn/giết chết) |
| Ứng dụng phổ biến | Đường dẫn hơi nước có nhiệt độ-cao, bộ gia nhiệt của nhà máy lọc dầu, kết nối bộ quá nhiệt | Đường ống bên ngoài nồi hơi, đường ống xử lý nhiệt độ vừa phải | Đường ống xử lý nhiệt độ thấp, LNG, dịch vụ lạnh |
| Hệ số hàn (E) | 0,85-1,0 (Lớp 32/42=1.0) | 0,85-1,0 (Lớp 32/42=1.0) | 0,85-1,0 (Lớp 32/42=1.0) |
Ứng dụng phổ biến
| Ngành công nghiệp | Ứng dụng | Lớp điển hình |
|---|---|---|
| Phát điện | Đường hơi quá nhiệt, đầu nồi hơi, đường ống hơi chính, kết nối bộ quá nhiệt | 2¼ CR, 91 |
| Lọc dầu | Đường ống cracker xúc tác, lò phản ứng hydrocracker, đường ống truyền nhiệt, đường ống xử lý nhiệt độ cao- | 1CR, 1¼ CR, 2¼ CR, 5CR |
| Xử lý hóa chất | Dây chuyền xử lý nhiệt độ-cao, đường ống nước thải của lò phản ứng, vòng tổng hợp áp suất-cao | 5CR, 9CR |
| Dầu khí | Đường ống, cơ sở xử lý, đường ống-áp suất cao{1}}nhiệt độ cao (HPHT) | 1¼ CR, 2¼ CR |
| Hệ thống truyền nhiệt | Bộ trao đổi nhiệt, bộ phận thu hồi nhiệt thải, lò sưởi đốt | 1CR, 1¼ CR |
Ưu điểm chính
| Lợi thế | Sự miêu tả |
|---|---|
| Cường độ nhiệt độ-cao | Được thiết kế để duy trì hoạt động ở nhiệt độ cao lên tới 593°C (1100°F) |
| Khả năng chống leo | Hợp kim Cr-Mo mang lại khả năng chống biến dạng rão tuyệt vời ở nhiệt độ cao |
| Khả năng đường kính lớn | Có thể sản xuất ống có đường kính từ 16" đến 48"+ - lớn hơn nhiều so với khả năng liền mạch |
| Tường dày | Thích hợp cho các ứng dụng áp suất cao{0}}yêu cầu độ dày thành đáng kể (lên đến 75 mm) |
| Tùy chọn thép hợp kim | Có sẵn nhiều loại hợp kim Cr-Mo cho các yêu cầu nhiệt độ-cao khác nhau |
| Tùy chọn kiểm soát chất lượng | Hệ thống lớp cho phép kết hợp mức độ kiểm tra với mức độ quan trọng của dịch vụ |
| Hiệu quả chung cao | Lớp 32/42 đạt được hệ số mối nối E=1.00, giảm độ dày thành yêu cầu |
Những cân nhắc quan trọng
1. Giới hạn nhiệt độ
ASTM A691 dành riêng chodịch vụ nhiệt độ-cao(lên tới 593°C / 1100°F)
Các loại khác nhau có giới hạn nhiệt độ tối đa khác nhau – tham khảo mã hiện hành
Đối với dịch vụ trên 540°C (1000°F), thường yêu cầu loại hợp kim cao hơn (9CR, 91)
2. Lựa chọn lớp
½ CR, 1CR, 1¼ CR:Nhiệt độ-cao vừa phải, khả năng hàn tốt
2¼ CR:Khả năng chống rão tuyệt vời, tiêu chuẩn cho đường ống nhà máy điện
5CR, 9CR:Tăng cường khả năng chống oxy hóa và ăn mòn, phù hợp với-môi trường có hàm lượng lưu huỳnh cao
91:Thép 9Cr-1Mo-V tiên tiến dành cho các ứng dụng nhiệt độ cực cao yêu cầu độ bền rão vượt trội
3. Lựa chọn lớp
Hệ thống đánh số lớp giúp cho việc lựa chọn trở nên đơn giản:
Chữ số đầu tiên= xử lý nhiệt: 10 (như-hàn), 20 (giảm căng thẳng), 30 (chuẩn hóa), 40 (bình thường hóa & tôi luyện), 50 (dập tắt & tôi luyện)
Chữ số thứ hai= kiểm tra: 0 (không có), 1 (chỉ RT), 2 (RT + hydrotest), 3 (chỉ hydrotest)
Các lựa chọn phổ biến nhất cho dịch vụ nhiệt độ-cao :
Lớp 22:Giảm căng thẳng, được kiểm tra đầy đủ – tiêu chuẩn cho nhiều ứng dụng
Lớp 32:Chuẩn hóa, kiểm tra đầy đủ – khi cần sàng lọc hạt
Lớp 42:Chuẩn hóa và tôi luyện, được kiểm tra đầy đủ – để nâng cao các đặc tính nhiệt độ-nâng cao
4. Yếu tố hiệu quả chung
Đối với đường ống xử lý được thiết kế theo ASME B31.3, hệ số hiệu suất chung (E) phụ thuộc vào loại:
Lớp 12/10: E = 0.85
Lớp 22/20: E = 0.90
Lớp 30/32/40/42/50/52: E = 1.00
Việc chỉ định Loại 32 hoặc 42 cho phép hệ số khớp là 1,0, giảm độ dày thành ống và trọng lượng ống cần thiết.
5. Tuân thủ quy tắc
Mã ASME: Thường được áp dụng cho các ứng dụng Mã nồi hơi và bình chịu áp lực
Tham khảo các quy chuẩn xây dựng hiện hành (Đường ống điện ASME B31.1, Đường ống xử lý B31.3) để biết các yếu tố chấp nhận và thiết kế
6. Đảm bảo chất lượng
Giấy chứng nhận kiểm tra nhà máy:EN 10204 Loại 3.1 hoặc 3.2thường được yêu cầu cho các ứng dụng quan trọng
Đảm bảo tất cả các thử nghiệm cần thiết (RT, hydrotest, tác động, PMI) cho mỗi Loại được chỉ định đều được ghi lại
Cần có đường cong và hồ sơ PWHT (Sau{0}}Xử lý nhiệt mối hàn) để xác minh
Bản tóm tắt
Ống ASTM A691 EFWlà thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hợp kim và cacbon có đường kính-lớn{1}}hàn-hàn-điện được chế tạo từ các tấm chất lượng của bình áp lực dành chodịch vụ áp suất cao-ở nhiệt độ cao. Nó được phân biệt bởi nóCấp(biểu thị vật liệu tấm, ví dụ: 2¼ CR từ A387 Cấp 22 cho dịch vụ nhiệt độ cao) vàLớp học(biểu thị mức độ kiểm tra và xử lý nhiệt, ví dụ: Loại 22 đối với ứng suất-được giảm bớt bằng chụp X quang và thử thủy lực) .
Có sẵn trong đường kính từ16 inch (400 mm) đến hơn 48 inchvới độ dày thành lên đến75 mm, Ống A691 được sản xuất bằng phương pháp hàn hồ quang chìm hai mặt-(DSAW) có thêm kim loại phụ. Hệ thống Lớp cho phép các kỹ sư lựa chọn sự kết hợp giữa xử lý nhiệt và kiểm tra thích hợp dựa trên mức độ quan trọng của dịch vụ, với các lớp cao hơn đạt được hệ số hiệu quả chung là 1.0 .
Khi nào cần chỉ định ASTM A691:
Hệ thống hoạt động ở áp suất cao vànhiệt độ cao(trên 343°C / 650°F)
Cần có thép hợp kim Chrome{0}}moly để chống rão và chống oxy hóa
Các ứng dụng bao gồm đường ống hơi quá nhiệt, đường truyền thiết bị gia nhiệt của nhà máy lọc dầu và đường ống xử lý nhiệt độ cao-
Cần có đường kính lớn và tường dày khi không thể thực hiện được đường ống liền mạch
Khi đặt hàng, chỉ định:ASTM A691, Cấp [ví dụ: 2¼ CR], Cấp [ví dụ: 22], Kích thước (OD x WT), Chiều dài, Độ hoàn thiện cuối, Xử lý nhiệt và bất kỳ yêu cầu bổ sung nào.





