EN 10216-2: المعيار الأول لأنابيب الغلايات غير الملحومة ذات درجة الحرارة العالية
إن 10216-2هو المعيار الأوروبي النهائي لأنابيب فولاذية غير ملحومة لأغراض الضغط عند درجات حرارة مرتفعة. هذا هوالمعيار الأساسيلتطبيقات الغلايات الحقيقية التي تتضمن درجات حرارة وضغوطًا عالية، وخاصة بالنسبة للمكونات المهمة مثل أجهزة التسخين الفائقة وأجهزة إعادة التسخين وموصلات الضغط العالي.
التعريف الأساسي والنطاق
العنوان الكامل:"أنابيب فولاذية غير ملحومة لأغراض الضغط - شروط التسليم الفنية - الجزء 2: الأنابيب الفولاذية غير المعدنية والسبائكية مع خصائص درجة حرارة مرتفعة محددة"
التمييز النقدي:على عكس EN 10216-1، الذي يركز على خدمة درجة الحرارة المحيطة/المرتفعة،EN 10216-2 يصادق ويضمن على وجه التحديد خصائص المواد في درجات حرارة مرتفعة، بما في ذلك مقاومة الزحف-العامل الأكثر أهمية لطول عمر أنبوب الغلاية.
درجات المواد لتطبيقات الغلايات (جدول شامل)
يحتوي المعيار EN 10216-2 على كل من الفولاذ غير السبائكي والفولاذ السبائكي، حيث يكون الأخير أكثر ملاءمة لخدمة الغلايات. وفيما يلي تفصيل تفصيلي للدرجات الرئيسية:
| إن 10216-2 الصف | درجة ASTM مماثلة | تكوين نموذجي | أقصى درجة حرارة للتصميم (درجة) | تطبيق المرجل الأساسي |
|---|---|---|---|---|
| P195GH | --- | ج-مليون فولاذ | 300 | موفرات درجات الحرارة المنخفضة-، وخطوط مياه التغذية |
| P235GH | A106 غرام. ب | ج-مليون فولاذ | 350 | الجدران المائية، ودوائر الضغط المنخفض-. |
| P265GH | A106 غرام. ج | ج-مليون فولاذ | 350 | الأكثر شيوعا لأجزاء الضغط، الرؤوس |
| 16 مو 3 | A335 P1 / A209 T1 | 0.3% مو | 525 | أنابيب التسخين القياسية، رؤوس منخفضة-من السبائك |
| 13CrMo4-5 | A335 P12 | 1% كروم -0.5% مو | 550 | -رؤوس درجة الحرارة المرتفعة، والمشعبات |
| 10CrMo5-5 | A335 P5 | 2.25% كروم -1% مو | 575 | سخانات شديدة الحرارة-عالية |
| X11CrMo5+NT | A335 P5 | 5% كروم - 0.5% مو | 600 | سخانات الخدمة الشديدة |
| X11CrMo9-1+NT | A335 P9 | 9% كروم -1% مو | 650 | سخانات متقدمة |
| X10CrMoVNb9-1 (P91) | A335 P91 | 9% كروم-1% مو-V-Nb | 650 | غلايات حديثة عالية الكفاءة-.خطوط البخار الرئيسية |
| 7CrWVMoNb9-6 (P92) | --- | 9% كروم-2% غرب-مو-V-Nb | 650+ | مراجل فائقة الحرج- |
ملحوظة:تشير اللاحقة "GH" إلى الملاءمة لدرجات الحرارة المرتفعة ("G" لأغراض الضغط، و"H" لدرجة الحرارة المرتفعة).
متطلبات التصنيع والمعالجة الحرارية
عملية الإنتاج:
نص
القوس الكهربائي/الفولاذ LD ← الصب المستمر ← الثقب ← الدرفلة على الساخن ← الرسم على البارد (اختياري) ← **المعالجة الحرارية الإلزامية** ← الاختبار
ظروف المعالجة الحرارية الحرجة:
| رمز | علاج | الغرض من أنابيب الغلايات |
|---|---|---|
| +N | تطبيع | المعالجة الأساسية للفولاذ-الذي لا يحتوي على سبائك |
| +نت | تطبيع وخفف | المعيار لسبائك الفولاذ- يعمل على تحسين مقاومة الزحف |
| + كيو تي | مروي وخفف | للسبائك ذات القوة الأعلى (P91/P92) |
| +A | صلب | نادر لأنابيب الغلايات - يقلل من الصلابة |
النقطة الرئيسية:لسبائك الفولاذ مثل 16Mo3، 13CrMo4-5، وP91،+NT أو +QT إلزاميلتطوير البنية المجهرية المطلوبة-لمقاومة الزحف على المدى الطويل.
نظام الاختبار الشامل لسلامة الغلايات
يحتوي المعيار EN 10216-2 على متطلبات الاختبار الأكثر صرامة لأي معيار لأنبوب الضغط:
| فئة الاختبار | اختبارات محددة | تكرار | المرجع القياسي | الغلاية-أهمية خاصة |
|---|---|---|---|---|
| سلامة الضغط | اختبار الهيدروستاتيكي | أنابيب 100% | إن 10216-2 الملحق أ | التحقق من إحكام التسرب-في درجة حرارة الغرفة |
| غير-مدمرة | اختبار الموجات فوق الصوتية (UT) | أنابيب 100% | إن 10246-3 | يكتشف العيوب الطولية/العرضية |
| ميكانيكية | اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة | لكل دفعة | إن آيزو 6892-1 | يتحقق من قوة العائد/الشد |
| خصائص درجة الحرارة المرتفعة | قدمت بيانات تمزق الزحف | لكل مواصفات المواد | إن 10216-2 الجداول | الأكثر أهمية - يتنبأ بعمر الأنبوب عند درجة الحرارة |
| التكنولوجية | اختبار التسطيح أو اختبار الشد الدائري | لكل دفعة | إن 10216-2 ثانية 7.4 | التحقق من ليونة نهايات الأنبوب للحام |
| صلابة | اختبار برينل أو روكويل | لكل دفعة | إن آيزو 6506-1 | يضمن المعالجة الحرارية المناسبة |
| تأثير | اختبار الشق Charpy V-(اختياري) | إذا تم تحديدها | إن إسو 148-1 | لتطبيقات درجات الحرارة المنخفضة-. |
مقاومة الزحف: السمة المميزة
القيمة الأساسية لـ EN 10216-2 لتطبيقات الغلايات هيخصائص زحف مضمونة:
بيانات الزحف المقدمة:
0.2% قوة مقاومة عند درجة حرارة مرتفعة(روبية 0.2 طن)
قيم تمزق الإجهادلمدة 100000 ساعة و 200000 ساعة
الضغوط المسموح بهاعند درجات حرارة التصميم
مثال لـ 16Mo3 عند 500 درجة:
0.2% قوة الإثبات: ~180 ميجا باسكال
قوة التمزق لمدة 100000 ساعة: ~110 ميجاباسكال
إجهاد التصميم المسموح به: ~ 85 ميجا باسكال
المقارنة مع المعايير ذات الصلة
| وجه | إن 10216-2 | إن 10216-1 | إن 10217-5 |
|---|---|---|---|
| تركيز درجة الحرارة | خصائص درجة الحرارة المرتفعة المحددة | محيط/مرتفع، لا توجد بيانات زحف | ارتفاع درجة الحرارة، ولكن ملحومة |
| بيانات الزحف | توفير إلزامي | غير متوفر | المقدمة لبعض الدرجات |
| تصنيع | سلس فقط | سلس فقط | ملحومة |
| يكلف | الأعلى | عالي | أدنى |
| تطبيق الغلايات | أجهزة التسخين الفائقة، وأجهزة إعادة التسخين، والموصلات ذات درجات الحرارة العالية-. | الجدران المائية، ورؤوس المياه-ذات درجة الحرارة المنخفضة | دوائر الغلايات العامة |
| الثقة في التصميم | أعلى - شهادة ملكية مؤقتة كاملة | متوسط - خصائص استقرائية | تم أخذ عامل اللحام المتوسط - في الاعتبار |
مثال كامل للمواصفات لأنابيب الغلايات
مواصفات الطلب الكاملة لأنابيب السخان:
EN 10216-2 - 16Mo3 - 38.0 x 4.5 - +NT - SMLS - UT إلى EN 10246-3
مع المتطلبات التكميلية:
اختبار المائية:300 بار الحد الأدنى
المعالجة الحرارية:تطبيع عند 920-950 درجة، خفف عند 680-720 درجة
ينتهي:قطع مربعة، منزوعة الأزيز
وضع العلامات:رقم الحرارة، الدرجة، الحجم حسب EN 10216-2
شهادة:شهادة EN 10204 3.1 مع بيانات الزحف
اختبارات إضافية:فحص حجم الحبوب وفقًا للمواصفة EN ISO 643
التطبيقات النموذجية في أنظمة الغلايات الحديثة
| منطقة الغلايات | درجة EN 10216-2 النموذجية | ظروف التشغيل | لماذا هذا الصف؟ |
|---|---|---|---|
| السخان الابتدائي | 16 مو 3 | 400-500 درجة، 100-150 بار | مقاومة جيدة للزحف،-فعالة من حيث التكلفة |
| نهائي التسخين الفائق | 13CrMo4-5 أو 10CrMo5-5 | 500-560 درجة، 100-180 بار | القدرة على درجة حرارة أعلى |
| إعادة التسخين | 13CrMo4-5 | 500-550 درجة، 30-50 بار | مقاومة الأكسدة، قوة الزحف |
| -رؤوس الضغط العالي | P265GH أو 16Mo3 | 350-450 درجة، 150-200 بار | قدرة -قسم سميكة |
| خطوط البخار الرئيسية | X10CrMoVNb9-1 (P91) | 580-620 درجة، 250-300 بار | قوة زحف استثنائية للغلايات فوق الحرجة |
| جدران المياه | P265GH (إذا تم تحديد سلس) | 300-400 درجة، 100-200 بار | مقاومة الضغط العالي |
اعتبارات التصميم الحاسمة لتطبيقات الغلايات
1. درجة الحرارة-حدود الضغط:
كل درجة لها قيم إجهاد محددة مسموح بها عند درجة الحرارة:
نص
الحد الأقصى لضغط العمل المسموح به (MAWP)=(2 * S * t * E) / (D - 0.8*t)
أين:
S=الإجهاد المسموح به من جداول EN 10216-2 عند درجة حرارة التصميم
t=الحد الأدنى لسمك الجدار
E=عامل الجودة (1.0 للسلاسة)
D=القطر الخارجي
2. مقاومة الأكسدة:
<480°C:الفولاذ الكربوني (P265GH) مقبول
480-540 درجة:مطلوب فولاذ الموليبدينوم (16Mo3).
540-600 درجة:فولاذ الكروم-الموليبدينوم (13CrMo4-5، 10CrMo5-5)
>600 درجة:فولاذ الكروم العالي-(P91، P92) إلزامي
3. النظر في التعب الحراري:
بالنسبة للمكونات التي تخضع لعمليات بدء التشغيل/إيقاف التشغيل المتكررة، قد تتفوق سبائك الفولاذ المنخفضة في الأداء على السبائك الأعلى بسبب التوصيل الحراري الأفضل والضغوط الحرارية المنخفضة.
متطلبات توثيق الجودة
تتطلب أنابيب EN 10216-2 لتطبيقات الغلايات عادةً ما يلي:
EN 10204 نوع 3.1 أو 3.2 شهادة فحص
تحليل كيميائي كامل(المغرفة والمنتج)
تقارير الاختبارات الميكانيكيةفي درجة حرارة الغرفة
ارتفاع بيانات خاصية درجة الحرارة(قيم الزحف/التمزق)
مخططات المعالجة الحراريةمع الأوقات/درجات الحرارة
تقارير NDT(UT، التيار الدوامي)
سجلات الاختبار الهيدروستاتيكي
إمكانية تتبع الموادللإلقاء/رقم الحرارة
متى يتم تحديد EN 10216-2 مقابل المعايير الأخرى
| معايير الاختيار | اختر EN 10216-2 عندما: | فكر في البديل عندما: |
|---|---|---|
| درجة حرارة | >عملية مستدامة 350 درجة | <300°C (EN 10216-1 or EN 10217-5) |
| ضغط | >ضغط تصميمي 100 بار | <50 bar (cost optimization possible) |
| أهمية المكونات | جهاز التسخين الفائق، جهاز إعادة التسخين، خط البخار الرئيسي | دوائر اقتصادية،-ضغط منخفض |
| حياة التصميم | >مطلوب 100.000 ساعة | من المتوقع أن يكون عمر الخدمة أقصر |
| نظام التشغيل | الحمل الأساسي، التشغيل المستمر | عملية متقطعة/دورية |
التطورات الأخيرة والدرجات المتقدمة
أدت متطلبات توليد الطاقة الحديثة إلى تطوير الدرجات المتقدمة ضمن EN 10216-2:
P91/P92 (X10CrMoVNb9-1/7CrWVMoNb9-6):بالنسبة للغلايات-فوق الحرجة للغاية (600 درجة +، 300 بار)
الأنابيب المحسنة حرارياً:السرقة الداخلية لتحسين نقل الحرارة
الأنابيب المركبة:مواد مغلفة للحماية من التآكل في نفايات-محطات الطاقة
خاتمة
EN 10216-2 أنابيب الغلايات المصنوعة من الصلب الكربونييمثلأعلى درجة من الأنابيب غير الملحومةتم تصميمها خصيصًا لخدمة الغلايات-ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي-. السمة المميزة لها هيخصائص درجة حرارة مرتفعة معتمدة، وخاصة بيانات مقاومة الزحف، والتي تسمح للمهندسين بالتنبؤ بدقة بعمر الأنبوب وتصميم أنظمة غلايات آمنة وموثوقة.
بالنسبة لمكونات الغلاية المهمة التي تعمل بدرجة حرارة أعلى من 350 درجة -خاصة أجهزة التسخين الفائقة وأجهزة إعادة التسخين و-موصلات الضغط العالي-إن المعيار EN 10216-2 ليس مفضلاً فحسب، بل غالبًا ما يكون إلزاميًاحسب المواصفات الهندسية ولوائح معدات الضغط.
الوجبات الجاهزة الرئيسية:عند تصميم أو تحديد الأنابيب لخدمة الغلايات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يوفر المعيار EN 10216-2 ضمان خصائص المواد اللازمة للتشغيل الآمن وطويل الأمد-. يتم تبرير التكلفة الإضافية على EN 10216-1 أو البدائل الملحومة من خلال البيانات الشاملة لدرجات الحرارة المرتفعة والموثوقية المتأصلة في البناء السلس لهذه التطبيقات الصعبة.
