ما هو SA-691 الصف 92
SA-691 (ASTM A691) يغطي الأنابيب الفولاذية الملحومة بالصهر الكهربائي لخدمة الضغط العالي في درجات حرارة متوسطة وعالية، ويتم تصنيعها عن طريق تشكيل اللوحة ولحام التماس الطولي عن طريق اللحام القوسي المغمور. الدرجة 92 هي درجة الحديد المعزز بقوة الزحف (CSEF) 9Cr-2W، وهي المكافئ الملحوم لـ A335 P92 وA213 T92. يتم تقوية الفولاذ عن طريق تصلب التنغستن والموليبدينوم بالمحلول الصلب، وترسيب كربونيتريد الفاناديوم والنيوبيوم، وحدود الحبوب المستقرة بالبورون، مما يعطي قوة زحف أعلى بحوالي 20 إلى 30% من الدرجة 91 عند 600 إلى 650 درجة مئوية. ويتم استخدامه للأجزاء الأكثر سخونة من الغلايات فوق الحرجة، حيث تتطلب الدرجة 91 سمكًا زائدًا للجدار.
التركيب الكيميائي
يتم التحكم بإحكام في تكوين الصف 92، لأن كل عنصر يؤثر على أداء الزحف:
| عنصر | النطاق أو الحد الأقصى،٪ |
|---|---|
| الكربون | 0.07 – 0.13 |
| المنغنيز | 0.30 – 0.60 |
| الفوسفور، الحد الأقصى | 0.020 |
| الكبريت، الحد الأقصى | 0.010 |
| السيليكون، الحد الأقصى | 0.50 |
| الكروم | 8.50 – 9.50 |
| الموليبدينوم | 0.30 – 0.60 |
| التنغستن | 1.50 – 2.00 |
| الفاناديوم | 0.15 – 0.25 |
| النيوبيوم | 0.04 – 0.09 |
| نتروجين | 0.030 – 0.070 |
| البورون | 0.001 – 0.006 |
| الألومنيوم، كحد أقصى | 0.02 |
| النيكل، الحد الأقصى | 0.40 |
يقتصر الألومنيوم على 0.02% لأنه حتى الكميات الصغيرة من الألومنيوم تتداخل مع التعزيز الذي يتم التحكم فيه بالنيتروجين. يقتصر النيكل على تجنب انخفاض الصلابة وزيادة خطر التشقق أثناء التصنيع.
الخواص الميكانيكية
متطلبات درجة حرارة الغرفة هي قوة شد لا تقل عن 620 ميجا باسكال (90.000 رطل لكل بوصة مربعة)، وقوة خضوع لا تقل عن 440 ميجا باسكال (64.000 رطل لكل بوصة مربعة)، وحد أدنى للاستطالة بنسبة 20% في 50 مم، مع صلابة تتراوح عادةً من 210 إلى 250 HBW وحد أقصى 250 HBW بعد المعالجة الحرارية. تكون القيمة الهندسية للصف عند درجة حرارة مرتفعة: عند 600 درجة مئوية، تبلغ قوة التمزق الزحف بعد 100000 ساعة حوالي 180 ميجا باسكال مقابل حوالي 140 ميجا باسكال للصف 91، ويكون الضغط المسموح به أعلى بنسبة 30٪ تقريبًا، مما يسمح بجدران أرق لنفس الخدمة.
المعالجة الحرارية
يجب أن يتم تطبيع الأنبوب الملحوم وتلطيفه بعد اللحام. تتم عملية التطبيع عند 1040 إلى 1080 درجة مئوية، يليها التقسية عند 750 إلى 780 درجة مئوية لمدة لا تقل عن ساعة واحدة. إن هدف التقسية للحصول على المتانة والقوة المثلى هو حوالي 760 درجة مئوية. ونظرًا لأن المعالجة الحرارية تعمل على استعادة البنية الدقيقة لكل من لوحة القاعدة واللحام، فهي جزء إلزامي من مسار التصنيع، وليست خيارًا. يجب تضمين سجلات درجة حرارة وقت المعالجة الحرارية في وثائق المطحنة.
اللحام والتصنيع
الدرجة 92 قابلة للحام فقط من خلال الإجراءات المؤهلة والموظفين ذوي الخبرة. مطلوب التسخين المسبق من 200 إلى 250 درجة مئوية، وتقتصر درجة الحرارة البينية بشكل صارم على 300 درجة مئوية كحد أقصى، والمعالجة الحرارية بعد اللحام عند 760 درجة مئوية زائد أو ناقص 10 درجة مئوية غير قابلة للتفاوض بالنسبة لحامات الخدمة. يجب أن يتطابق معدن الحشو مع الدرجة 92؛ ينتج اللحام باستخدام حشو P91 لحامًا غير متطابق يمكن أن يفشل قبل الأوان. بعد PWHT، يجب فحص صلابة اللحام، مع وجود قيم خارج نطاق 200 إلى 250 HBW تشير إلى معالجة حرارية غير مناسبة. المادة حساسة للتشقق من النوع الرابع في المنطقة المتأثرة بالحرارة، لذلك يجب التحكم في الدورات الحرارية بدقة.
ضمان الجودة
بالإضافة إلى المتطلبات الأساسية، تحدد المشاريع المهمة التصوير الشعاعي والموجات فوق الصوتية بنسبة 100% لجميع اللحامات، ورسم خرائط الصلابة عبر المعدن الأساسي، والمنطقة المتأثرة بالحرارة، واللحام، وتحديد المواد الإيجابية للمعادن الأساسية والحشو. عادةً ما يتم استدعاء المتطلبات التكميلية للمعيار، مثل S5 (التصوير الشعاعي)، وS6 (اختبار الموجات فوق الصوتية)، وS8 (الصلابة)، وS9 (اختبار تأثير شاربي). بالنسبة للنماذج الأولية أو التطبيقات الحرجة، يتم استخدام اختبار زحف اللحام المتقاطع لتأهيل إجراء اللحام. يجب أن يتضمن تقرير اختبار المطحنة سجلات المعالجة الحرارية الكاملة، والكيمياء الفعلية مع إيلاء اهتمام خاص للتنغستن، والبورون، والألومنيوم، والنيتروجين، وجميع نتائج الاختبارات الميكانيكية.
الأسئلة المتداولة
س: ما هو SA-691 الصف 92؟
وهو عبارة عن شكل أنبوب ملحوم بالانصهار الكهربائي من الفولاذ الحديدي المعزز بقوة الزحف 9Cr-2W، أي ما يعادل A335 P92 وA213 T92، ويستخدم في الأقسام الأكثر سخونة في محطات الطاقة فوق الحرجة.
س: كيف يمكن مقارنة الصف 92 بالصف 91؟
يضيف الصف 92 حوالي 1.8% من التنجستن ويشدد التحكم في النيتروجين والبورون، مما يوفر قوة زحف أعلى بنسبة 20 إلى 30% تقريبًا عند 600 إلى 650 درجة مئوية ويسمح بجدران أرق.
س: ما هو تكوين الصف 92؟
حوالي 9٪ كروم، 0.5٪ موليبدينوم، 1.5 إلى 2.0٪ تنغستن، 0.15 إلى 0.25٪ فاناديوم، 0.04 إلى 0.09٪ نيوبيوم، 0.030 إلى 0.070٪ نيتروجين، و0.001 إلى 0.006٪ بورون، مع الألومنيوم يقتصر على 0.02٪.
س: هل المعالجة الحرارية بعد اللحام مطلوبة؟
نعم، عند 760 درجة مئوية زائد أو ناقص 10 درجة مئوية. PWHT إلزامي لحامات الدرجة 92، إلى جانب التسخين المسبق من 200 إلى 250 درجة مئوية والحد الأقصى لدرجة الحرارة البينية 300 درجة مئوية.
س: هل يمكن استخدام معدن حشو P91 للصف 92؟
لا، يجب أن تتطابق مادة الحشو مع الدرجة 92. تنتج مادة الحشو P91 لحامًا غير متطابق مع قوة زحف أقل وخطر الفشل المبكر.
س: ما هو ضمان الجودة المطلوب لأنابيب الصف 92؟
فحص غير مدمر بنسبة 100% للحامات، ورسم خرائط الصلابة، والتعرف الإيجابي على المواد، وعادةً المتطلبات التكميلية S5 وS6 وS8 وS9 للمعيار، مع سجلات المعالجة الحرارية الكاملة في شهادة المطحنة.
