ملخص
كان DIN 17175 هو المعيار الوطني الألماني للأنابيب غير الملحومة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للحرارة. وقد حددت أنابيب الكربون والفولاذ منخفض السبائك للخدمة في درجات الحرارة المرتفعة - الغلايات، وأجهزة التسخين الفائقة، وأجهزة إعادة التسخين، والمبادلات الحرارية، وأنابيب العمليات ذات درجة الحرارة العالية - حيث تحكم مقاومة الزحف والتقشر عند درجة الحرارة، وليس قوة درجة حرارة الغرفة وحدها، التصميم. لا يزال المعيار مذكورًا اليوم في برامج الصيانة والاستبدال للمحطات القديمة، ولهذا السبب تستمر فرق المشتريات في البحث عن "DIN 17175 CS SMLS Pipe" على الرغم من أن المعيار نفسه قد تم سحبه رسميًا.
الوضع الحالي: منسحب ولكن لا يزال في الخدمة
تم نشر DIN 17175 في طبعتي 1979 و1986 وتم سحبه كمعيار وطني ألماني، وتم استبداله بسلسلة EN 10216 الأوروبية - وتحديدًا EN 10216-2 للأنابيب غير الملحومة من الفولاذ غير السبائكي والفولاذ السبائكي مع خصائص محددة لدرجة الحرارة المرتفعة. يتبع ذلك ثلاث عواقب عملية:
تم تصميم بناء المصنع الجديد وفقًا لدرجات EN 10216-2 مثل P235GH، وP265GH، و16Mo3، و13CrMo4-5، و10CrMo9-10.
غالبًا ما لا تزال المصانع القديمة المبنية وفقًا للمعيار DIN 17175 تحدد St 35.8 أو 13CrMo4-5 للأنابيب البديلة، لأن ملفات التصميم الأصلية وسجلات معدات الضغط تشير إلى تلك التعيينات.
لا يزال بإمكان المطاحن توفير تعيينات DIN 17175 كإنتاج غير قياسي، مع تحويل الشهادات من DIN 50049 3.1.B إلى نموذج EN 10204 3.1 الحالي.
تسميات الدرجات ومعادلاتها EN
تمزج أسماء درجات DIN 17175 بين نظام St (Stahl، الفولاذ) مع اختزال السبائك. يشير الرقم بعد St إلى ما يقرب من عشرة أضعاف الحد الأدنى لقوة الشد بالكيلوجرام/مم2، وتشير درجات السبائك إلى عناصر السبائك الرئيسية بالنسبة المئوية.
| التعيين القديم DIN 17175 | يعادل درجة EN 10216-2 | الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة | نوع سبيكة |
|---|---|---|---|
| ش 35.8 | P235GH | 450 C | الصلب الكربوني |
| ش 45.8 | P265GH | 450 C | الصلب الكربوني |
| 15 مو 3 | 16 مو 3 | 500 C | 0.3% مو فولاذ |
| 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 | 550 C | 1% كروم - 0.5% مو |
| 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 | 580 C | 2.25% كروم - 1% مو |
| 14MoV6-3 | 14MoV6-3 | 530 C | 0.5% كروم - 0.5% مو - V |
| 12CrMo19-5 | - | 600 C | 5% كروم - 0.5% مو |
12CrMo19-5 ليس له معادل مباشر EN 10216-2؛ حيثما يجب استبدال هذه الدرجة القديمة عالية الكروم، يتم تصميم الاستبدال كل حالة على حدة وفقًا لدرجة حرارة التشغيل ودرجات EN أو ASTM المتوفرة.
التركيب الكيميائي (الحد الأقصى٪)
| درجة | C | سي | من | P | S | كر | شهر | آخر |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ش 35.8 | 0.17 | 0.35 | 0.40-1.20 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| ش 45.8 | 0.21 | 0.35 | 0.40-1.20 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| 15 مو 3 | 0.18 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | - | 0.25-0.35 | - |
| 13CrMo4-5 | 0.15 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.70-1.15 | 0.45-0.65 | - |
| 10CrMo9-10 | 0.15 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 2.00-2.50 | 0.90-1.20 | - |
| 14MoV6-3 | 0.17 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.30-0.60 | 0.50-0.70 | V 0.22-0.32 |
| 12CrMo19-5 | 0.15 | 0.35 | 0.40-1.00 | 0.035 | 0.035 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
جميع درجات DIN 17175 عبارة عن فولاذ مقصوص بحبيبات دقيقة مع إضافة ألومنيوم يمكن التحكم فيها، وهي تفاصيل مهمة بالنسبة لقابلية اللحام وللخصائص المستقرة في الحالة الطبيعية.
الخواص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة
| درجة | قوة الخضوع Rp0.2 دقيقة، MPa | قوة الشد Rm، MPa | استطالة A5 دقيقة،٪ |
|---|---|---|---|
| ش 35.8 | 235 | 360-480 | 25 |
| ش 45.8 | 265 | 410-530 | 22 |
| 15 مو 3 | 270 | 440-590 | 22 |
| 13CrMo4-5 | 280 | 440-590 | 22 |
| 10CrMo9-10 | 280 | 440-590 | 22 |
| 14MoV6-3 | 320 | 480-630 | 20 |
| 12CrMo19-5 | 280 | 440-590 | 22 |
بالنسبة للتصميم فوق درجة حرارة الغرفة، فإن القيم الحاكمة هي نقاط قوة الخضوع في درجات الحرارة المرتفعة ونقاط قوة الزحف والتمزق عند 100000 ساعة، والتي يتم جدولتها بشكل منفصل في المعيار؛ يتم تحديد أنبوب التسخين الفائق 13CrMo4-5 بناءً على بيانات الزحف البالغة 550 درجة مئوية، وليس على قوة الشد في درجة حرارة الغرفة.
التصنيع والمعالجة الحرارية
يتم الانتهاء من الأنابيب على الساخن بواسطة مطحنة التوصيل في مانسمان من الفولاذ الدقيق الحبيبات المقتول بالكامل والذي يتم إنتاجه في فرن الأكسجين الأساسي أو فرن القوس الكهربائي. المعالجة الحرارية إلزامية لكل درجة:
الفولاذ الكربوني (St 35.8، St 45.8): مطبيع، أو مطبيع ومخفف، مع التطبيع عند 880-950 درجة مئوية.
سبائك الفولاذ: مقيس ومقسّى - 15Mo3 عند 900-960 درجة مئوية ثم 650-720 درجة مئوية؛ 13CrMo4-5 عند 900-960 درجة مئوية ثم 680-750 درجة مئوية؛ 10CrMo9-10 عند 920-980 درجة مئوية ثم 680-750 درجة مئوية؛ 14MoV6-3 عند 940-1000 درجة مئوية ثم 680-750 درجة مئوية؛ 12CrMo19-5 عند 960-1020 درجة مئوية ثم 700-780 درجة مئوية.
لا تقل مدة المعالجة عن 30 دقيقة لكل 25 مم من سمك الجدار. نطاق الحجم النموذجي هو 21.3 ملم إلى 406.4 ملم للقطر الخارجي، ومن 2.0 ملم إلى 40.0 ملم للجدار، بأطوال تتراوح من 6 إلى 12 مترًا مع إمكانية 18 مترًا لأحجام الجدران الرقيقة.
الاختبار والشهادة
| امتحان | مرجع | الشرط الرئيسي |
|---|---|---|
| اختبار الهيدروستاتيكي | دين 17175 القسم 6 | الضغط p=20 x S xt / D (شريط)، حيث S=0.8 x Rp0.2، t=سمك الجدار (مم)، D=القطر الخارجي (مم)؛ عقد الوقت 10 ثانية أو أكثر |
| اختبار الشد | الدين 50125 | واحد لكل حرارة؛ العينات المستعرضة للقطر الخارجي 40 ملم فما فوق |
| اختبار التسطيح | الدين 50136 | القطر الخارجي يصل إلى 50 ملم، ويتسطح إلى المسافة المحددة |
| اختبار الشد الدائري | الدين 50140 | بديل للأقطار الصغيرة |
| اختبار الصلابة | الدين 50150 | اختياري، بالاتفاق |
| اختبار تمزق الزحف | الدين 50118 | بالنسبة لسبائك الفولاذ، بالاتفاق |
| اختبار تأثير الشق | الدين 50115 | اختياري لخدمة درجات الحرارة المنخفضة |
وكانت الشهادة التاريخية هي شهادة DIN 50049 3.1.B مع النتائج الكيميائية والميكانيكية وسجلات المعالجة الحرارية ووضع العلامات على كل أنبوب. بالنسبة للإمداد الحالي، يتم إصدار ذلك كشهادة EN 10204 3.1، وتتضمن العلامة تعيين DIN 17175 والدرجة والحجم D xs ورقم الحرارة ورمز المعالجة الحرارية وعلامة المفتش.
التسامح الأبعاد
| البعد | التسامح لكل DIN 17175 |
|---|---|
| القطر الخارجي | +-0.5 مم لـ D حتى 50 مم؛ +-1.0% لـ D أكثر من 50 مم |
| سمك الجدار | +15% / -10% من القيمة الاسمية |
| الانحراف | 10% من سمك الجدار الاسمي كحد أقصى |
| طول | طول ثابت +10 مم / 0 مم |
| استقامة | 0.15% من إجمالي الطول الأقصى |
| وزن | +-10% من الوزن النظري لكل أنبوب واحد |
التطبيقات وشروط الخدمة
توليد الطاقة: أنابيب الغلايات، والمسخنات الفائقة، وأجهزة إعادة التسخين.
الصناعة الكيميائية: أنابيب عملية ذات درجة حرارة عالية.
المصافي: أنابيب السخان وأنابيب الإصلاح.
الغلايات الصناعية: أنظمة البخار عالي الضغط.
المبادلات الحرارية: وحدات ذات غلاف وأنبوب لخدمة درجات الحرارة المرتفعة.
تتراوح درجة حرارة الخدمة النموذجية من 300 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية اعتمادًا على الدرجة، عند ضغط متوسط إلى مرتفع، باستخدام البخار والغازات الساخنة والزيوت الحرارية باعتبارها الوسائط المعتادة. أقل من 450 درجة مئوية تقريبًا، تتحمل درجات الكربون معظم الرسوم؛ وفوق ذلك تتولى درجات الموليبدينوم والكروم الموليبدينوم، مع 10CrMo9-10 الاختيار الشائع عند 550-580 درجة مئوية و12CrMo19-5 محجوز للتطبيقات القديمة ذات درجات الحرارة الأعلى.
الترحيل من DIN 17175 إلى EN 10216-2
عندما يسمح المشروع بالترحيل، يكون التحويل واضحًا لأن EN 10216-2 ورث معظم مستويات خاصية DIN 17175: St 35.8 يصبح P235GH، St 45.8 يصبح P265GH، 15Mo3 يصبح 16Mo3، ودرجات السبائك 13CrMo4-5، 10CrMo9-10 و14MoV6-3 تحتفظ بتسمياتها. تتمثل فوائد الترحيل في الحصول على شهادة EN 10204 الكاملة، وعلامة CE لتطبيقات PED، والقبول العالمي للمواد في البناء الجديد. القيد الرئيسي هو ملفات التصميم الموجودة التي تشير إلى التسميات القديمة؛ وفي هذه الحالة يجب على صاحب المصنع تأكيد المعادلة كتابياً مع مهندس التصميم أو سلطة معدات الضغط قبل الاستبدال.
طلب ملاحظات للبدائل القديمة
اذكر التسمية القياسية بوضوح - DIN 17175 - مع الدرجة والحجم والطول والكمية، وما إذا كان استبدال EN 10216-2 مقبولاً.
قم بتأكيد الشهادة المطلوبة (EN 10204 3.1) وأي اختبارات إضافية مثل اختبار التمزق أو التأثير.
التحقق من متطلبات المعالجة الحرارية للصف؛ يجب أن يتم تسليم درجات السبائك بشكل طبيعي ومخفف.
بالنسبة لدرجات السبائك، تأكد من متطلبات المعالجة الحرارية للتسخين المسبق وما بعد اللحام مع الشركة المصنعة قبل اللحام، وقم بمطابقة معادن الحشو مع التركيبة المعدنية الأساسية.
الأسئلة المتداولة
هل لا يزال DIN 17175 معيارًا صالحًا؟
تم سحب رقم DIN 17175 كمعيار وطني ألماني واستبداله بالمعيار EN 10216-2 اعتبارًا من عام 2002 فصاعدًا. يظل مرجعًا في التصميمات القديمة ولا يزال من الممكن إنتاجه لتلبية احتياجات الاستبدال بشهادة حديثة.
ما هو الفرق بين St 35.8 و P235GH؟
وهي نفس مستوى الملكية تحت تسميتين: St 35.8 هو الاسم القديم DIN 17175 وP235GH هو اسم EN 10216-2 للفولاذ الكربوني مع قوة إنتاج أدنى تبلغ 235 ميجا باسكال وخصائص درجة حرارة مرتفعة. توفر معظم المطاحن تصنيف EN ما لم يتم طلب الاسم القديم على وجه التحديد.
ما هي درجة DIN 17175 التي يجب استخدامها في جهاز التسخين الفائق 550 درجة مئوية؟
يعد 13CrMo4-5 هو الاختيار القياسي عند حوالي 550 درجة مئوية، مع تفضيل 10CrMo9-10 عند درجات حرارة معدنية أعلى تصل إلى 580 درجة مئوية. ويعتمد الاختيار على بيانات التمزق الزحف لمدة 100000 ساعة لدرجة حرارة التشغيل والضغط الفعليين.
هل يمكن لحام أنابيب DIN 17175؟
نعم. يوفر الفولاذ المقتول ذو الحبيبات الدقيقة قابلية لحام جيدة. يمكن لحام درجات الكربون باستخدام المواد الاستهلاكية القياسية المصنوعة من الفولاذ الكربوني؛ تتطلب درجات السبائك مطابقة معادن الحشو، والتسخين المسبق، وبالنسبة لدرجات الكروم والموليبدينوم، المعالجة الحرارية بعد اللحام.
ما هي الشهادة التي تأتي معها الأنابيب البديلة DIN 17175 اليوم؟
تم توثيق التوريد بشهادة فحص EN 10204 3.1 التي تقدم التحليل الكيميائي ونتائج الاختبار الميكانيكي وتفاصيل المعالجة الحرارية، لتحل محل نموذج DIN 50049 3.1.B التاريخي.
ما هو نطاق الحجم الذي يغطيه DIN 17175؟
يتراوح نطاق العرض العملي للمعيار من 21.3 مم إلى 406.4 مم للقطر الخارجي مع سمك جدار يتراوح من 2.0 مم إلى 40.0 مم؛ من الممكن الحصول على أحجام أكبر أو أثقل من خلال ترتيب خاص مع المطحنة.
