P11 Quy trình sản xuất và xử lý nhiệt

P11 là gì

P11 là loại ống thép hợp kim ferritic-được xác định trong tiêu chuẩn ASTM A335/A335M, thông số kỹ thuật dành cho ống thép-hợp kim ferritic liền mạch cho dịch vụ nhiệt độ-cao. Ký hiệu cấp độ P11 tương ứng với thành phần crom-molypden gồm 1,25% crom và 0,5% molypden trên danh nghĩa. Nó được sử dụng trong các nhà máy điện, nhà máy hóa dầu và đường ống lọc dầu, nơi thép carbon mất độ bền ở nhiệt độ cao và nơi cần một số khả năng chống oxy hóa mà không chuyển sang vật liệu hoàn toàn không gỉ.

Lộ trình sản xuất: Chỉ liền mạch

ASTM A335 yêu cầu P11 phải được sản xuất theo quy trình liền mạch. Ống bắt đầu như một phôi tròn đặc, được xuyên thủng để tạo thành một lớp vỏ rỗng và sau đó được giảm đến kích thước cuối cùng bằng cách cán nóng, kéo nguội hoặc ép đùn. Các quy trình hàn như hàn điện trở hoặc hàn hồ quang chìm không được phép áp dụng cho thông số kỹ thuật này. Lý do là do dịch vụ-điều khiển: đường hàn dọc là điểm yếu điển hình dưới nhiệt độ và áp suất cao, đặc biệt khi hệ thống trải qua chu kỳ nhiệt. Việc loại bỏ mối hàn sẽ loại bỏ các dạng hư hỏng liên quan, do đó cấu trúc liền mạch mang lại đặc tính thành đồng nhất hơn, khả năng duy trì áp suất-tốt hơn và phản ứng nhất quán với tải trọng từ biến trên toàn bộ chiều dài ống.

Thành phần hóa học

Giới hạn thành phần của P11 được cố định trong bảng A335 và được xác nhận trên giấy chứng nhận của nhà máy.

Các yêu cầu cơ học yêu cầu độ bền kéo tối thiểu là 415 MPa (60 ksi), giới hạn chảy tối thiểu là 205 MPa (30 ksi) và độ giãn dài tối thiểu là 30% trong 2 inch đối với mẫu thử có kích thước đầy đủ.

Xử lý nhiệt bắt buộc

Sau khi hình thành, mỗi ống P11 phải nhận một trong ba phương pháp xử lý nhiệt được xác định theo tiêu chuẩn: ủ hoàn toàn, chuẩn hóa theo sau là ủ hoặc làm nguội sau đó ủ. Bình thường hóa cộng với ủ là con đường sản xuất phổ biến nhất.

Quá trình chuẩn hóa sẽ làm nóng lại đường ống trên nhiệt độ biến đổi trên, thường là trên 900 độ C và làm nguội đường ống trong không khí tĩnh. Mục đích là để tinh chỉnh kích thước hạt, đồng nhất cấu trúc vi mô và thiết lập các tính chất cơ học nhất quán. Sau đó, quá trình ủ sẽ làm nóng đường ống đến nhiệt độ dưới điểm biến đổi thấp hơn, thường là trên 650 độ C, giữ đường ống trong một thời gian được kiểm soát và làm nguội nó. Quá trình ủ làm giảm ứng suất bên trong do quá trình chuẩn hóa tạo ra, cải thiện độ dẻo dai và độ dẻo, đồng thời tạo hình cầu cho các cacbua để vật liệu ổn định khi tiếp xúc với nhiệt độ-cao{6}}cao trong thời gian dài.

Cách các thông số quy trình kiểm soát các thuộc tính cuối cùng

Cửa sổ xử lý nhiệt hẹp và có chủ ý. Nếu nhiệt độ chuẩn hóa quá thấp, austenite không đồng nhất và cấu trúc cuối cùng không đồng đều; nếu cao quá, hạt sẽ trở nên thô và độ dai giảm xuống. Tốc độ làm mát chọn cấu trúc vi mô: làm mát không khí sau khi bình thường hóa sẽ phát triển cấu trúc bainitic, mang lại sự kết hợp tốt nhất giữa độ bền và độ dẻo dai cho loại này. Nhiệt độ ủ sau đó sẽ xác định kích thước và sự phân bố của cacbua hợp kim. Quá trình tôi luyện dưới{4}} sẽ để lại ứng suất dư và không đủ độ dẻo dai, trong khi-tôi luyện quá mức sẽ làm thô các cacbua và kéo độ bền xuống. Vì lý do này, hồ sơ lò nung hiển thị thời gian thực tế-ở-nhiệt độ cho mỗi lần gia nhiệt là một phần của tài liệu sản xuất bắt buộc.

Xử lý nhiệt và hiệu suất nhiệt độ-cao

Dịch vụ nhiệt độ cao-cao trong thời gian dài bị chi phối bởi độ bền từ biến và độ bền đứt và cả hai đều phụ thuộc vào cấu trúc vi mô. Một ống được tôi luyện và chuẩn hóa chính xác có chứa các cacbua crom và molypden mịn, phân bố đều trong ma trận bainite hoặc troostite được tôi luyện ổn định. Các cacbua này chống lại sự thô hóa và ghim các ranh giới hạt, làm chậm quá trình biến dạng từ biến qua nhiều thập kỷ sử dụng. Nếu xử lý nhiệt sai, đường ống mang các pha không ổn định và ứng suất dư sẽ đẩy nhanh quá trình kết tụ cacbua ở nhiệt độ; tốc độ rão tăng lên và sự đứt gãy sớm sẽ rút ngắn tuổi thọ thiết kế. Do đó, trạng thái xử lý nhiệt không phải là một bước thẩm mỹ mà là yếu tố lớn nhất quyết định xem đường ống có hoạt động như tính toán trong quy chuẩn thiết kế hay không.

Kiểm tra và{0}}Kiểm tra không phá hủy

Mỗi ống P11 đều phải trải qua các bài kiểm tra nghiệm thu A335. Thử nghiệm thủy tĩnh là bắt buộc trừ khi người mua đồng ý với một thử nghiệm không-phá hủy thay thế và áp suất thử nghiệm được tính toán từ kích thước ống. Ngoài ra, tiêu chuẩn này yêu cầu ống không có các khuyết tật gây thương tích và các yêu cầu bổ sung bao gồm việc kiểm tra bổ sung như kiểm tra siêu âm hoặc dòng điện xoáy trên toàn bộ cơ thể để tìm các điểm gián đoạn theo chiều dọc và ngang và kiểm tra hạt từ tính hoặc chất lỏng thẩm thấu trên bề mặt. Người mua P11 cho dịch vụ quan trọng thường đưa ra các tùy chọn bổ sung này trong đơn đặt hàng, cùng với chứng chỉ kiểm tra 3.1 theo EN 10204 hoặc tài liệu tương đương.

Câu hỏi thường gặp

1. A335 P11 liền mạch hay hàn?

Chỉ liền mạch. ASTM A335 yêu cầu rõ ràng quy trình liền mạch và ống hàn không thể được chứng nhận theo thông số kỹ thuật này.

2. P11 phải xử lý nhiệt như thế nào?

Một trong ba: ủ hoàn toàn, bình thường hóa cộng với ủ, hoặc làm nguội cộng với ủ. Bình thường hóa cộng với ủ là con đường được sử dụng rộng rãi nhất.

3. Nhiệt độ chuẩn hóa và ủ của P11 là bao nhiêu?

Việc chuẩn hóa thường được thực hiện ở nhiệt độ trên 900 độ C và ủ trên 650 độ C, với các giá trị chính xác được đặt theo quy trình đủ tiêu chuẩn của nhà sản xuất đối với kích thước ống và độ dày thành ống.

4. P11 và P22 khác nhau thế nào?

Cả hai đều là thép crom-molypden, nhưng P11 chứa khoảng 1,25% crom và 0,5% molypden, trong khi P22 chứa khoảng 2,25% crom và 1% molypden. P22 mang lại độ bền rão cao hơn cho-hoạt động ở nhiệt độ cao hơn.

5. Ống A335 P11 và ống A213 T11 khác nhau như thế nào?

Các giá trị hóa học và cơ học về cơ bản là giống nhau. T11 là ống được tiêu chuẩn ASTM A213 dành cho nồi hơi và dịch vụ trao đổi nhiệt-với các kích thước và thử nghiệm cụ thể của ống-, trong khi P11 là ống theo tiêu chuẩn ASTM A335 dành cho hệ thống đường ống bên ngoài.

6. P11 thường được sử dụng ở nhiệt độ nào?

P11 thường được chọn cho nhiệt độ kim loại lên tới khoảng 550 độ C trong đường ống áp lực; trên phạm vi đó thường yêu cầu loại crom-cao hơn như P22 hoặc P91.