ما هو أنبوب ASTM A335؟
ASTM A335 هي المواصفات القياسية للأنابيب الفولاذية غير الملحومة المصنوعة من سبائك الحديد لخدمة درجات الحرارة العالية-. الدرجات المشمولة هي فولاذ الموليبدينوم والكروم-، وبعض الدرجات الأحدث تحتوي أيضًا على الفاناديوم والنيوبيوم والنيتروجين. تحدد المواصفات الكيمياء والمعالجة الحرارية ومتطلبات الشد والإنتاج والاستطالة وحدود الصلابة وتفاوتات الأبعاد واختبار الأنابيب المخصصة للعمل في نطاق الزحف - من خطوط البخار وأنابيب مخرج الغلاية وخطوط معالجة التكرير والواجبات المماثلة.
جميع المنتجات تحت هذه المواصفات سلسة. هذا هو الفرق الأساسي بين الأنابيب A335 والبدائل الملحومة، ولهذا السبب تم تحديد A335 لخطوط الضغط الأكثر سخونة والأعلى- حيث يكون التماس الطولي غير مقبول.
نطاق الصف والتركيب الكيميائي
تتم كتابة الدرجات ببادئة P متبوعة برقم يعبر عن محتوى الكروم الاسمي. يوضح الجدول أدناه نمط صناعة السبائك للدرجات الأكثر استخدامًا؛ يتم تحديد حدود الكربون والمنغنيز والسيليكون والمتبقية حسب المواصفات الخاصة بكل درجة.
| درجة | النوع الاسمي | الكروم، بالوزن٪ | مو، بالوزن٪ | آخر |
|---|---|---|---|---|
| P5 | 5كر-مو | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | يتم التحكم في السيليكون لمقاومة الأكسدة |
| P9 | 9كر-مو | 8.00-10.00 | 0.90-1.10 | كروم أعلى لمقاومة التحجيم |
| P11 | 1-1/4Cr-Mo | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | درجة حرارة عامة مرتفعة- |
| P22 | 2-1/4Cr-Mo | 1.90-2.60 | 0.87-1.13 | قدرة درجة حرارة أعلى من P11 |
| P91 | 9Cr-1Mo-V | 8.00-9.50 | 0.85-1.05 | إضافات الفاناديوم والنيوبيوم والنيتروجين |
النمط تقدمي: مع ارتفاع الكروم والموليبدينوم، ترتفع معهم مقاومة الأكسدة وقوة الزحف، وكذلك يزداد انضباط التصنيع المطلوب. إن إضافات الفاناديوم والنيوبيوم في درجة 9Cr-1Mo-V هي التي تمنحه قوة درجة حرارة مرتفعة أعلى بكثير- مقارنة بدرجات Cr-Mo البسيطة.
الخواص الميكانيكية
تتراوح قوة الشد في درجة حرارة الغرفة-عبر نطاق الدرجة عمومًا بين حوالي 415 و620 ميجا باسكال، مع مقاومة خضوع تتراوح بين حوالي 205 و415 ميجا باسكال، اعتمادًا على الدرجة وحالة المعالجة الحرارية- المقدمة. الاستطالة عادة تكون 20% أو أفضل، مما يضمن المتانة اللازمة للثني واللحام الميداني. توجد درجات الكروم الأعلى- في الجزء العلوي من نطاق القوة - درجة 9Cr-1Mo-V، على سبيل المثال، تتمتع بقوة شد لا تقل عن 585 ميجا باسكال وحد أدنى لقوة الخضوع تبلغ 415 ميجا باسكال. يتم التحكم في الصلابة ضمن الحدود التي توازن بين قابلية التشغيل الآلي وأداء التآكل والزحف، ويتم التحقق منها وفقًا لطريقة الاختبار المعمول بها.
درجة حرارة الخدمة
تم تصميم أنبوب A335 للخدمة في درجات الحرارة العالية-، ويتم تحديد النطاق المفيد لكل درجة من خلال الضغط المسموح به عند درجة الحرارة:
تُستخدم درجات السبائك -السفلى مثل P11 لدرجات حرارة البخار المعتدلة والمرتفعة-وعمليات المعالجة.
يمتد P22 النطاق وهو شائع في غلايات محطة الطاقة وأنابيب البخار الرئيسية.
يتم اختيار P5 وP9 حيث تكون مقاومة القياس عند درجات الحرارة المرتفعة أمرًا مهمًا.
تُستخدم درجات P91 والدرجات الأعلى 9Cr في خطوط البخار الرئيسية وإعادة التسخين الساخن حيث تكون درجات حرارة المعدن أعلى بكثير من قدرة فولاذ Cr-Mo البسيط.
عند الحد الأدنى، يجب أخذ المتانة في الاعتبار عند الخدمة الباردة ويتم التحقق منها من خلال اختبار تأثير Charpy. في النهاية العليا، يؤدي تجاوز حد الدرجة إلى تسريع تشوه الزحف والأكسدة، لذلك يجب دائمًا التحقق من درجة حرارة التصميم مقابل جدول الضغط المسموح به في كود البناء للحصول على الدرجة الدقيقة وشكل المنتج.
A335 مقارنة مع A213
| ميزة | A335 | A213 |
|---|---|---|
| شكل المنتج | أنابيب غير ملحومة لخطوط الأنابيب-ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي-. | أنبوب غير ملحوم، قطره أصغر عادةً، لخدمة الغلايات والمبادلات الحرارية |
| التركيز على التصميم | مقاومة الزحف، واحتواء الضغط، وجدران أثقل | نقل الحرارة، تشطيب السطح، تحكم أكثر إحكامًا في الأبعاد |
| كيمياء | عائلة من نفس الدرجة، بشكل عام مع إضافات سبائك أعلى للواجب المعادل | عائلة الصف نفسه في أقسام أصغر |
| تقتيش | -فحص غير مدمر واختبار الضغط لمواصفات الأنابيب | فحص مناسب لأنابيب معدات نقل الحرارة |
الأحجام وحالة العرض واللحام
يتم توفير الأنابيب A335 عبر نطاق واسع من القطر الخارجي، بدءًا من أحجام الأنابيب الصغيرة وحتى أنابيب الجدار الثقيلة- لخدمة البخار الرئيسية، مع تحديد سمك الجدار من الجداول القياسية أو تحديده كحد أدنى للجدار. الأطوال من 6 إلى 12 مترًا طبيعية، ويمكن إنتاج أطوال القطع حسب الطلب. يجب أن تعتمد المواصفات على ضغط التصميم ودرجة حرارة التصميم وتآكل السائل.
يتطلب تصنيع أنبوب Cr-Mo التسخين المسبق قبل اللحام، ومطابقة معدن حشو الهيدروجين المنخفض-، والتحكم في درجة حرارة الممرات البينية والمعالجة الحرارية بعد- اللحام عند الانتهاء. المعالجة الحرارية ليست اختيارية في هذه الدرجات: فهي تعمل على تخفيف حرارة اللحام -المنطقة المتضررة، واستعادة المتانة وتخفيف الإجهاد المتبقي. يجب أن تكون اللحامات الميدانية مدعومة بإجراءات لحام مؤهلة وفحوصات الصلابة حيث يتطلبها كود البناء.
التعليمات
س: ما هي المكونات الرئيسية للأنابيب الفولاذية A335؟
يعد الكروم والموليبدينوم من عناصر صناعة السبائك التي تحدد الدرجات، مع وجود الكربون والمنغنيز والسيليكون بكميات خاضعة للرقابة. تحتوي درجة 9Cr-1Mo-V أيضًا على الفاناديوم والنيوبيوم والنيتروجين.
س: ما هي الخواص الميكانيكية للأنبوب A335؟
تتراوح قوة الشد عمومًا بين حوالي 415 و620 ميجا باسكال ومقاومة الخضوع بين حوالي 205 و415 ميجا باسكال اعتمادًا على الدرجة والمعالجة الحرارية، مع استطالة عادةً 20% أو أفضل.
س: ما هو نطاق درجة الحرارة المناسب لأنبوب A335؟
لقد تم تصميمه لخدمة درجات الحرارة المرتفعة-، مع تحديد الحد المحدد حسب الدرجة. تخدم درجات السبائك- المنخفضة خدمة درجات الحرارة المرتفعة المعتدلة-بينما تخدم درجات 9Cr البخار الرئيسي الأكثر سخونة وخطوط إعادة التسخين الساخنة.
س: ما الفرق بين A335 وA213؟
يغطي A335 الأنابيب غير الملحومة لخطوط الأنابيب ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي- مع التركيز على مقاومة الزحف والضغط، بينما يغطي A213 الأنابيب غير الملحومة للغلايات والمبادلات الحرارية مع التركيز على نقل الحرارة وجودة السطح.
س: ما هي المواصفات العامة لأنبوب A335؟
تتراوح الأقطار الخارجية من أحجام الأنابيب الصغيرة إلى أنابيب الجدران-الثقيلة ذات القطر الكبير-، مع سمك الجدار المأخوذ من الجداول القياسية أو المحدد كحد أدنى للجدار، والأطوال عادة من 6 إلى 12 مترًا.
س: هل يحتاج أنبوب A335 إلى -معالجة حرارية بعد اللحام؟
نعم، في الممارسة العادية. يتم تسخين لحامات الموليبدنيوم - بالكروم مسبقًا، ولحامها باستخدام حشو هيدروجين منخفض- مطابق ثم معالجتها بالحرارة لتلطيف المنطقة المتضررة بالحرارة- وتخفيف الضغط المتبقي.
