Bezešvé trubky z legované oceli ASTM A335 P11: Chemie, mechanické vlastnosti a aplikace

Co je ASTM A335 P11?

ASTM A335 pokrývá bezešvé ocelové trubky z feritické slitiny-určené pro-vysokoteplotní provoz. Třída P11 je chrom{5}}molybdenová ocel s přibližně 1,25 % chrómu a 0,5 % molybdenu, běžně popisovaná jako 1,25Cr-0,5Mo. Stejný materiál je specifikován jako ASME SA335 P11 při použití v tlakových zařízeních postavených podle ASME Kodexu kotlů a tlakových nádob. Jedná se o standardní materiál pro parní potrubí, potrubí přehříváků kotlů, výměníky tepla a linky rafinérských procesů, kde teplota kovu přesahuje praktický limit obyčejné uhlíkové oceli.

Chrom poskytuje odolnost proti oxidaci a korozi při zvýšené teplotě, zatímco molybden zlepšuje pevnost při tečení. Společně umožňují trubce udržet si užitečnou nosnost-při provozních teplotách až do zhruba 575 stupňů, což uhlíkové oceli spolehlivě nezvládnou.

Chemické složení

Podle ASTM A335 je třída P11 omezena na následující složení, přičemž fosfor a síra jsou udržovány na nízké úrovni kvůli svařitelnosti a houževnatosti.

Mechanické vlastnosti a tepelné zpracování

ASTM A335 vyžaduje, aby byla trubka dodávána v normalizovaném a temperovaném nebo plně žíhaném stavu. Normalizace se provádí nad horní kritickou teplotou, po níž následuje temperování na minimálně 650 stupňů. Rychlosti ohřevu a ochlazování během těchto operací musí být řízeny tak, aby trubka nepraskla nebo nedeformovala a aby výsledná mikrostruktura byla jednotná.

Rozsah velikostí a formy produktů

Bezešvé trubky třídy P11 jsou dostupné ve vnějších průměrech od cca 9,52 mm do 630 mm, s tloušťkou stěny od cca 0,59 mm do 40 mm a v délkách od 0,5 m do 20 m. Konce trubek se dodávají hladké nebo zkosené pro svařování. Stejná řada tříd zahrnuje P5, P9, P11, P12, P22, P91 a P92, které pokrývají různé teplotní a tlakové třídy v rámci systému A335.

Výroba a připojení

Trubky P11 lze spojovat svařováním, závitovými spoji nebo přírubovými spoji. Svařování je dominantní metodou v energetickém a rafinérském potrubí. Vzhledem k tomu, že se jedná o druh-kalení na vzduchu, mělo by se svařování řídit kvalifikovaným postupem s předehřátím alespoň 150 stupňů a následným-tepelným zpracováním u silnějších částí. Materiál se dobře obrábí a řezání, ohýbání a tváření se provádí standardními nástroji před tepelným zpracováním v případě potřeby.

Typické aplikace

P11 se nachází v trubkách přehřívačů a přihřívačů, sběračů páry a parních potrubích v elektrárnách, trubkách pecí a přenosových potrubích v rafinériích a petrochemických závodech a trubkách vysokoteplotních výměníků tepla. Používá se také v pozemních-podporách a testovacích zařízeních, kde je vyžadována manipulace s horkými plyny. Pro nižší teploty je uhlíková ocel levnější; pro vyšší teploty je třeba zvážit P22, P91 nebo P92 s vyšším obsahem chrómu nebo molybdenu.

FAQ

Q1: Co znamená P11 v ASTM A335?

P je předpona třídy pro tlakové potrubí v systému A335 a 11 je číslo třídy. Třída P11 je 1,25 % chromu, 0,5 % molybdenu a feritické legované oceli optimalizované pro vysokoteplotní-provoz.

Q2: Je A335 P11 stejný jako ASME SA335 P11?

Ano. SA335 je ASME verze stejné specifikace. Materiál certifikovaný podle SA335 splňuje požadavky ASME Kodexu kotlů a tlakových nádob a tato dvě označení se v praxi běžně používají zaměnitelně.

Q3: Jakou teplotu může P11 odolat?

P11 je navržen pro nepřetržitý provoz při teplotách kovu až do zhruba 575 stupňů. Skutečné dovolené napětí se řídí návrhovým předpisem, který počítá s dotvarováním při vyšších teplotách, takže bezpečná mez závisí na tlaku, tloušťce stěny a projektované životnosti.

Q4: Proč je tepelné zpracování důležité pro P11?

Normalizace zjemňuje strukturu zrna a popouštění obnovuje houževnatost po kalení. Trubka, která není řádně tepelně zpracována, může mít tvrdou, křehkou mikrostrukturu, která je náchylná k praskání během výroby a servisu.

Otázka 5: Lze P11 svařovat bez tepelného zpracování po-svaření?

Obecně ne. Vzhledem k tomu, že se jedná o druh-kalení na vzduchu, kvalifikované postupy obvykle vyžadují předehřátí a tepelné zpracování po-svaření, zejména u silných stěn a v tlakových aplikacích. Musí být dodržovány řídící předpisy a specifikace postupu svařování.

Otázka 6: Jak si stojí P11 v porovnání s P22 nebo P91?

P22 má asi 2,25 % chrómu a vyšší pevnost při tečení než P11 pro podobné teplotní služby. P91 obsahuje asi 9 % chrómu a nabízí podstatně vyšší pevnost, což umožňuje tenčí stěny při velmi vysokých teplotách. Volba se řídí návrhovou teplotou, namáháním a cenou.