ASTM A691 الأنابيب الكهربائية -الانصهار-الأنابيب الملحومة
نظرة عامة أساسية
أستم A691هي المواصفات القياسية لأنابيب من الكربون وسبائك الصلب، -اندماج كهربائي- ملحومة (EFW) مع إضافة معدن الحشو، مصنعة من لوح الجودة-وعاء الضغط- . تم تصميم هذه المواصفات خصيصا لخدمة الضغط العالي-في درجات الحرارة المرتفعةمما يجعله ضروريًا للتطبيقات المطلوبة في توليد الطاقة والمصافي ومصانع البتروكيماويات.
يميز التصنيف "الانصهار الكهربائي-الملحوم-" هذه العملية عن المتفجرات من مخلفات الحرب (التي لا تستخدم معدن حشو) ويشير إلى أن الأنبوب يتم تصنيعه عن طريق تشكيل صفائح عالية الجودة لأوعية الضغط في أسطوانة ولحام التماس الطولي باستخدام عملية القوس الكهربائي معوأضاف حشو المعدن .
الميزات الرئيسية
| ميزة | وصف |
|---|---|
| عملية التصنيع | كهربائي-ملحوم بالصهر (EFW) مع إضافة معدن الحشو؛ عادةً ما يتم لحام القوس المغمور (SAW) |
| مصدر المادة | ألواح الجودة-وعاء الضغط-(سبائك ASTM A387 Cr-Mo، A204، A299، A537، إلخ.) |
| التطبيق الأساسي | خدمة الضغط العالي-فيدرجات حرارة عالية(حتى 593 درجة مئوية / 1100 درجة فهرنهايت) |
| نطاق القطر | 16 بوصة (400 ملم) وأكبراسميا؛ حتى 48 بوصة+ |
| سمك الجدار | حتى3 بوصات (75 ملم)شامل |
| طول | عادة من 8 م إلى 12.5 م؛ أطوال مخصصة متاحة |
| المعالجة الحرارية | متطلبات كل فئة (تخفيف التوتر، وتطبيعه، وتطبيعه وتخفيفه، وإخماده وتلطيفه) |
| نوع اللحام | طولية، مع حشو معدني |
نظام تحديد الدرجات
يستخدم ASTM A691 نظام تعيين مكون من جزأين-:درجة(يشير إلى مادة اللوحة) وفصل(يشير إلى المعالجة الحرارية ومستوى التفتيش).
الدرجات (مادة اللوحة)
| درجة الأنابيب | مواصفات اللوحة المقابلة | نوع الصلب | تطبيق نموذجي |
|---|---|---|---|
| سم-65، سم-70، سم-75 | أستم A204/A204M | الكربون-الموليبدينوم | خدمة عامة لدرجات الحرارة المرتفعة-. |
| كمش-70، كمش-80 | أستم A537/A537M | الكربون-المنجنيز-السيليكون | مروي وخفف الدرجات |
| كمس-75 | أستم A299/A299M | الكربون-المنجنيز-السيليكون | قوة معتدلة |
| ½ كر | أستم A387/A387M الصف 2 | 0.5% كروم - 0.5% مو | خدمة ذات درجة حرارة معتدلة-مرتفعة |
| 1CR | أستم A387/A387M الصف 12 | 1% كروم - 0.5% مو | خدمة عامة لدرجات الحرارة المرتفعة-. |
| 1¼ كر | أستم A387/A387M الصف 11 | 1.25% كروم - 0.5% مو | شائع لأنابيب المصفاة |
| 2¼ كر | أستم A387/A387M الصف 22 | 2.25% كروم - 1% مو | مقاومة زحف ممتازة، محطات توليد الطاقة |
| 3كر | أستم A387/A387M الصف 21 | 3% كروم - 1% مو | خدمة -درجة حرارة عالية |
| 5كر | أستم A387/A387M الصف 5 | 5% كروم - 0.5% مو | الأكسدة ومقاومة التآكل |
| 9كر | أستم A387/A387M الصف 9 | 9% كروم - 1% مو | ارتفاع درجة الحرارة-وارتفاع-خدمة التآكل |
| 91 | ASTM A387/A387M الصف 91 | 9% كروم - 1% مو - الخامس - ملحوظة | قوة زحف فائقة، محطات طاقة متقدمة |
التسميات الطبقية (المعالجة الحرارية والفحص)
يتبع نظام ترقيم الفئات نمطًا منطقيًا حيثالرقم الأول يشير إلى نوع المعالجة الحراريةوالرقم الثاني يشير إلى مستوى التفتيش :
| فصل | المعالجة الحرارية | التصوير الشعاعي (RT) | اختبار الضغط | العامل المشترك (E) |
|---|---|---|---|---|
| 10, 12 | لا أحد | لا / نعم | لا / نعم | 0.85 |
| 20, 22 | تخفيف التوتر | لا / نعم | لا / نعم | 0.90 |
| 30, 32 | تطبيع | لا / نعم | لا / نعم | 1.00 |
| 40, 42 | تطبيع وخفف | لا / نعم | لا / نعم | 1.00 |
| 50, 52 | مروي وخفف | لا / نعم | لا / نعم | 1.00 |
التحديدات الشائعة لخدمة درجات الحرارة المرتفعة-. :
الفئة 22:تخفيف الضغط، والفحص الكامل - وهو معيار للعديد من التطبيقات
الفئة 32:تم تطبيعه وفحصه بالكامل - عندما تكون هناك حاجة إلى تحسين الحبوب
فئة 42:تمت تسويته وتلطيفه، وتم فحصه بالكامل - لتحسين خصائص درجة الحرارة المرتفعة-.
التركيب الكيميائي (نموذجي لدرجات Cr-Mo الشائعة)
| درجة | نسبة الكربون (ج) | منغنيز (من) % | الكروم (الكروم)٪ | الموليبدينوم (مو)٪ |
|---|---|---|---|---|
| ½ كر | 0.17 كحد أقصى | 0.40-0.65 | 0.50-0.80 | 0.44-0.65 |
| 1CR | 0.17 كحد أقصى | 0.40-0.65 | 0.80-1.15 | 0.44-0.65 |
| 1¼ كر | 0.17 كحد أقصى | 0.40-0.65 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 |
| 2¼ كر | 0.17 كحد أقصى | 0.30-0.60 | 2.00-2.50 | 0.87-1.13 |
| 5كر | 0.17 كحد أقصى | 0.30-0.60 | 4.00-6.00 | 0.44-0.65 |
| 9كر | 0.15 كحد أقصى | 0.30-0.60 | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 |
*ملاحظة: تختلف القيم الفعلية حسب مواصفات اللوحة. تنطبق حدود أكثر صرامة على الجودة المكافئة لـ PSL2.*
الخواص الميكانيكية (نموذجية لدرجات Cr-Mo)
| درجة | قوة الخضوع (دقيقة) | قوة الشد (دقيقة) | استطالة٪ (دقيقة) |
|---|---|---|---|
| ½ كر | 205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) | 380-515 ميجا باسكال (55-75 كيلو باسكال) | 18-20 |
| 1CR | 205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) | 380-515 ميجا باسكال (55-75 كيلو باسكال) | 18-20 |
| 1¼ كر | 205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) | 380-515 ميجا باسكال (55-75 كيلو باسكال) | 18-20 |
| 2¼ كر | 205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) | 415-585 ميجا باسكال (60-85 كيلو باسكال) | 18-20 |
| 5كر | 205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) | 415-585 ميجا باسكال (60-85 كيلو باسكال) | 18-20 |
| 9كر | 205 ميجا باسكال (30 كيلو باسكال) | 415-585 ميجا باسكال (60-85 كيلو باسكال) | 18-20 |
ملاحظة: درجات القوة الأعلى (على سبيل المثال، 91) لها متطلبات قوة أعلى. تعتبر خصائص درجة الحرارة المرتفعة (قوة الزحف) هي الاعتبار الأساسي للتصميم.
التسامح الأبعاد
| المعلمة | تسامح |
|---|---|
| القطر الخارجي (جسم الأنبوب) | ±0.5% من القطر الخارجي المحدد |
| القطر الخارجي (أطراف الأنابيب) | ±0.25% من القطر الخارجي المحدد |
| سمك الجدار | +10% / -5% من القيمة الاسمية |
| البيضاوية (الإهليلجية) | ≥ 1.0% من القطر الخارجي المحدد |
| استقامة | ≥ 3 مم لكل 3 م من الطول |
| طول | 8-12.5 م قياسي؛ العرف بالاتفاق |
متطلبات الاختبار والتفتيش
| نوع الاختبار | غاية | قابلية التطبيق |
|---|---|---|
| التحليل الكيميائي | التحقق من تكوين مادة اللوحة | لكل حرارة |
| اختبار التوتر | التحقق من العائد وقوة الشد (درجة حرارة الغرفة) | لكل الكثير |
| ارتفاع درجة الحرارة التوتر | تحقق من قوة درجة الحرارة العالية-. | عند تحديدها |
| اختبار انحناء اللحام الموجه المستعرض | التحقق من ليونة اللحام والنزاهة | جميع الأنابيب |
| الفحص الشعاعي (RT) | كشف عيوب اللحام – الطول الكامل لكل لحام | مطلوب للفصول التي تحتوي على "1" أو "2" كرقم ثانٍ |
| اختبار الهيدروستاتيكي | دليل على إحكام التسرب-. | مطلوب للفصول التي تحتوي على "2" أو "3" كرقم ثانٍ |
| اختبار التأثير (درجة Charpy V-) | تحقق من متانة درجات الحرارة المنخفضة-. | مطلوب للعديد من التطبيقات |
| مؤشر مديري المشتريات (تحديد المواد الإيجابية) | التحقق من تكوين السبائك | 100% لدرجات السبائك |
| اختبار الصلابة | التحقق من الخصائص المتسقة | عند تحديدها |
| اختبار HIC/SSC | التحقق من الخدمة الحامضة | عند تحديدها |
المقارنة: ASTM A691 مقابل A671 مقابل A672
تستخدم جميع المواصفات الثلاثة نفس عملية التصنيع ولكنها تخدم نطاقات درجات حرارة مختلفة:
| وجه | أستم A691 | أستم A672 | أستم A671 |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الخدمة | درجات حرارة عالية(حتى 593 درجة مئوية) | درجات حرارة معتدلة(-29 درجة مئوية إلى 343 درجة مئوية) | الغلاف الجوي وانخفاض درجات الحرارة(حتى -46 درجة مئوية) |
| التركيز الأساسي | قوة درجات الحرارة العالية-، ومقاومة الزحف | قوة درجة حرارة مرتفعة، وضغط مرتفع-. | -صلابة درجات الحرارة المنخفضة وخصائص التأثير |
| لوحة القاعدة | A387 (سبائك الكروم-مو) | A515، A516 (الفولاذ الكربوني) | A516، A285 (الفولاذ الكربوني) |
| الدرجات النموذجية | 1كر، 1.25كر، 2.25كر، 5كر، 9كر، 91 | B60, B65, B70, C55, C60, C65 | CB60، CB65، CB70 |
| نوع المادة | كروم-سبائك مولي فولاذ | الكربون الصلب (قتل) | الفولاذ الكربوني (الحبوب المقتولة/الدقيقة) |
| التطبيقات المشتركة | -خطوط بخار ذات درجة حرارة عالية، وسخانات المصافي، ووصلات السخانات الفائقة | الأنابيب الخارجية للغلاية، وخطوط المعالجة ذات درجة الحرارة المعتدلة | أنابيب معالجة ذات درجة حرارة منخفضة، غاز طبيعي مسال، خدمة باردة |
| عامل اللحام (E) | 0.85-1.0 (الفئة 32/42=1.0) | 0.85-1.0 (الفئة 32/42=1.0) | 0.85-1.0 (الفئة 32/42=1.0) |
التطبيقات المشتركة
| صناعة | التطبيقات | الدرجات النموذجية |
|---|---|---|
| توليد الطاقة | خطوط البخار المحمص، ورؤوس الغلايات، وأنابيب البخار الرئيسية، ووصلات المسخن الزائد | 2¼ كر، 91 |
| تكرير البترول | أنابيب التكسير الحفزي، ومفاعلات التكسير الهيدروجيني، وخطوط نقل السخان، وأنابيب المعالجة ذات درجات الحرارة العالية- | 1CR، 1¼ CR، 2¼ CR، 5CR |
| المعالجة الكيميائية | -خطوط معالجة ذات درجة حرارة عالية، وأنابيب التدفق السائل للمفاعل، و-حلقات تركيب عالية الضغط | 5كر، 9كر |
| النفط والغاز | خطوط الأنابيب-الضغط العالي-ودرجة الحرارة المرتفعة (HPHT)، ومرافق المعالجة | 1¼ كر، 2¼ كر |
| أنظمة نقل الحرارة | المبادلات الحرارية، وحدات استعادة الحرارة المفقودة، سخانات تعمل بالنار | 1 كر، 1 ¼ كر |
المزايا الرئيسية
| ميزة | وصف |
|---|---|
| درجة حرارة عالية-قوة | مصممة لخدمة درجة حرارة مرتفعة مستدامة تصل إلى 593 درجة مئوية (1100 درجة فهرنهايت) |
| مقاومة الزحف | توفر سبائك Cr-Mo مقاومة ممتازة للتشوه الزاحف عند درجات الحرارة العالية |
| قدرة القطر الكبير | يمكنها إنتاج أنابيب يتراوح قطرها من 16 بوصة إلى 48 بوصة + - وهي أكبر بكثير من القدرات غير الملحومة |
| جدران سميكة | مناسب لتطبيقات الضغط العالي- التي تتطلب سمكًا كبيرًا للجدار (يصل إلى 75 مم) |
| خيارات سبائك الصلب | تتوفر مجموعة واسعة من درجات سبائك الكروم-Mo لمتطلبات درجات الحرارة المرتفعة-المتفاوتة |
| خيارات مراقبة الجودة | يسمح نظام الفصل بمطابقة مستوى الفحص مع أهمية الخدمة |
| كفاءة مشتركة عالية | تحقق الفئة 32/42 العامل المشترك E=1.00، مما يقلل من سمك الجدار المطلوب |
اعتبارات هامة
1. حدود درجة الحرارة
ASTM A691 مخصص لـخدمة -درجة حرارة عالية(حتى 593 درجة مئوية / 1100 درجة فهرنهايت)
تتميز الدرجات المختلفة بحدود قصوى مختلفة لدرجة الحرارة - راجع الرموز المعمول بها
للخدمة التي تزيد عن 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت)، عادةً ما تكون درجات السبائك الأعلى (9CR، 91) مطلوبة
2. اختيار الدرجة
½ CR، 1CR، 1¼ CR:خدمة بدرجة حرارة معتدلة-وقابلية لحام جيدة
2¼ كر:مقاومة ممتازة للزحف، قياسية لأنابيب محطات الطاقة
5كر، 9كر:مقاومة معززة للأكسدة والتآكل، ومناسبة للبيئات التي تحتوي على نسبة عالية من الكبريت
91:فولاذ 9Cr-1Mo-V متقدم لتطبيقات درجات الحرارة العالية جدًا التي تتطلب قوة زحف فائقة
3. اختيار الفئة
نظام ترقيم الفصول يجعل الاختيار سهلاً:
الرقم الأول= المعالجة الحرارية: 10 (كما-ملحوم)، 20 (مخفف الضغط)، 30 (مطبيع)، 40 (مطبيع ومخفف)، 50 (مروي ومخفف)
الرقم الثاني= الفحص: 0 (لا شيء)، 1 (RT فقط)، 2 (RT + اختبار مائي)، 3 (اختبار مائي فقط)
الاختيارات الأكثر شيوعًا لخدمة درجات الحرارة المرتفعة-. :
الفئة 22:تخفيف الضغط، والفحص الكامل - وهو معيار للعديد من التطبيقات
الفئة 32:تم تطبيعه وفحصه بالكامل - عندما تكون هناك حاجة إلى تحسين الحبوب
فئة 42:تمت تسويته وتلطيفه، وتم فحصه بالكامل - لتحسين خصائص درجة الحرارة المرتفعة-.
4. عامل الكفاءة المشتركة
بالنسبة لأنابيب المعالجة المصممة وفقًا لمعيار ASME B31.3، يعتمد عامل الكفاءة المشتركة (E) على الفئة:
فئة 10/12: E = 0.85
فئة 20/22: E = 0.90
فئة 30/32/40/42/50/52: E = 1.00
تحديد الفئة 32 أو 42 يسمح بعامل مشترك قدره 1.0، مما يقلل من سمك الجدار ووزن الأنبوب المطلوب.
5. الامتثال للقانون
كود ASME: غالبًا ما يتم اعتماده لتطبيقات كود الغلايات وأوعية الضغط
راجع قوانين البناء المعمول بها (ASME B31.1 Power Piping، B31.3 Process Piping) لمعرفة عوامل القبول والتصميم
6. ضمان الجودة
شهادة اختبار المطحنة:إن 10204 النوع 3.1 أو 3.2مطلوب عادة للتطبيقات الهامة
تأكد من توثيق جميع الاختبارات المطلوبة (RT، والاختبار المائي، والتأثير، ومؤشر مديري المشتريات) لكل فئة محددة
منحنيات PWHT (ما بعد المعالجة الحرارية للحام) والسجلات المطلوبة للتحقق
ملخص
أنبوب ASTM A691 EFWهي المواصفة القياسية للأنابيب الكبيرة-القطرية،-الانصهار-الكهربائية الملحومة من الكربون وسبائك الفولاذ المصنعة من ألواح ذات جودة أوعية ضغط من أجلخدمة الضغط العالي-في درجات الحرارة المرتفعة. تتميز بهادرجة(يشير إلى مادة اللوحة، على سبيل المثال، 2¼ CR من A387 Grade 22 لخدمة درجة الحرارة المرتفعة) وفصل(يشير إلى المعالجة الحرارية ومستوى الفحص، على سبيل المثال، الفئة 22 للإجهاد-الذي تم تخفيفه باستخدام التصوير الشعاعي والاختبار المائي) .
متوفر بأقطار من16 بوصة (400 ملم) إلى أكثر من 48 بوصةمع سمك الجدار يصل إلى75 ملم، يتم تصنيع الأنابيب A691 باستخدام اللحام القوسي المغمور مزدوج الجوانب (DSAW) مع إضافة معدن الحشو. يسمح نظام Class للمهندسين باختيار المجموعة المناسبة من المعالجة الحرارية والفحص بناءً على أهمية الخدمة، مع تحقيق الفئات الأعلى لعامل كفاءة مشترك قدره 1.0 .
متى يتم تحديد ASTM A691:
يعمل النظام تحت ضغط عالي وارتفاع درجة الحرارة(فوق 343 درجة مئوية / 650 درجة فهرنهايت)
مطلوب سبائك الصلب الكروم-المولي لمقاومة الزحف ومقاومة الأكسدة
تتضمن التطبيقات خطوط البخار شديدة السخونة، وخطوط نقل سخانات المصفاة، وأنابيب المعالجة ذات درجة الحرارة المرتفعة
مطلوب أقطار كبيرة وجدران سميكة عندما لا يكون من الممكن استخدام الأنابيب غير الملحومة
عند الطلب حدد:ASTM A691، الدرجة [على سبيل المثال، 2¼ CR]، الفئة [على سبيل المثال، 22]، الحجم (OD x WT)، الطول، النهاية النهائية، المعالجة الحرارية، وأي متطلبات تكميلية.
