วิธีการเลือกเกรด P ที่เหมาะสมของท่อเหล็ก ASTM A335
มาตรฐานอ้างอิง: ASTM A335/A335M‑24 / ASME SA‑335/SA‑335M|การใช้งาน: โรงกลั่น, โรงไฟฟ้าพลังความร้อน, โรงงานปิโตรเคมี, ไฮโดรแครกเกอร์, โคเกอร์, ท่ออุ่น|จัดหาสเปน เม็กซิโก โคลอมเบีย เปรู และชิลี
1. ขอบเขตของ ASTM A335 / ASME SA‑335
ASTM A335/A335M-24 ระบุท่อเหล็กโลหะผสมเฟอร์ริติกไร้ตะเข็บสำหรับการบริการที่อุณหภูมิสูง หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเกรด P ASME SA-335/SA-335M เป็นเวอร์ชันที่อ้างอิงภายในรหัส ASME BPVC สำหรับหม้อไอน้ำและภาชนะรับความดัน สิ่งเหล่านี้ไม่เทียบเท่ากันโดยไม่มีเงื่อนไข คำสั่งซื้อจะต้องระบุมาตรฐานและเวอร์ชันที่ใช้กับโครงการอย่างชัดเจน
มีมากกว่า 16 เกรดภายในข้อกำหนด ที่ใช้มากที่สุดในตลาดคือ P5, P9 สำหรับหน่วยโรงกลั่น P11, P22 และ P91 สำหรับสร้างโรงงานและโรงงานปิโตรเคมี โครเมียมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนของออกซิเดชันและซัลไฟด์ โมลิบดีนัมเพิ่มความต้านทานต่อการแตกหักของครีพที่อุณหภูมิสูง เกรดขั้นสูง P91 และ P92 รวมไมโครอัลลอยด์ V-Nb-N-W เข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคมาร์เทนไซต์ที่ผ่านการอบชุบภายหลังการทำให้เป็นมาตรฐานและการแบ่งเบาบรรเทา ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมภายใต้สภาวะอุณหภูมิความดันที่สูงมาก
2. ข้อมูลทางเทคนิคหลักของเกรดที่เลือก
2.1 เกรด UNS โลหะผสมหลัก และอุณหภูมิบริการต่อเนื่องที่บ่งชี้
| ระดับ | การกำหนด UNS | โลหะผสมหลัก | อุณหภูมิบริการต่อเนื่องสูงสุดเพื่อเป็นแนวทาง |
|---|---|---|---|
| P11 | K11597 | 1.25Cr-0.5Mo | 510 องศา |
| P12 | K11562 | 1Cr-0.5Mo | 480 องศา |
| P22 | K21590 | 2.25Cr-1Mo | 580 องศา |
| ป5 | K41545 | 5Cr-0.5Mo | 540 องศา |
| หน้า 9 | S50400 | 9Cr-1Mo | 595 องศา |
| P91 | K90901 | 9Cr‑1Mo‑V‑Nb‑N | 595-610 องศา |
| P92 | K92460 | 9Cr-0.5Mo-W-V-Nb-N | 620-630 องศา |
2.2 คุณสมบัติทางกลขั้นต่ำที่อุณหภูมิห้องตามมาตรฐาน ASTM A335/A335M-24
| ระดับ | ความต้านแรงดึง MPa นาที | ความแข็งแรงของผลผลิต 0.2% MPa ขั้นต่ำ | การยืดตัว % นาที | พลังงานกระแทก J นาที | ขีดจำกัดความแข็งสูงสุด HB |
|---|---|---|---|---|---|
| P11 | 415 | 205 | 22 | 35 | ไม่มีขีดจำกัดบังคับ |
| P12 | 415 | 220 | 22 | 35 | ไม่มีขีดจำกัดบังคับ |
| P22 | 415 | 205 | 22 | 35 | ไม่มีขีดจำกัดบังคับ |
| ป5 | 415 | 205 | 22 | 35 | ไม่มีขีดจำกัดบังคับ |
| หน้า 9 | 415 | 205 | 22 | 35 | ไม่มีขีดจำกัดบังคับ |
| P91 | 585 | 415 | 20 | 35 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 HB |
| P92 | 620 | 440 | 20 | 35 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 HB |
การสังเกตที่สำคัญ: สำหรับเกรด P91 และ P92 ความแข็งสูงสุดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 HB เป็นข้อกำหนดบังคับ ค่าที่สูงกว่าจะช่วยลดความเหนียวของการแตกหักของครีพได้อย่างมาก เกรด Cr-Mo อื่นๆ ไม่มีการจำกัดความแข็งตามที่กำหนดในมาตรฐาน แม้ว่าจะแนะนำให้ใช้การควบคุมทางวิศวกรรมก็ตาม การทดสอบแรงกระแทกมีข้อกำหนดที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับทิศทางของชิ้นงานทดสอบและความหนาของผนัง
สถานะของการบำบัดความร้อนที่กำหนดตามมาตรฐาน: P5‑P9‑P11‑P12‑P22 จะต้องอยู่ในสภาพปกติ + อุณหภูมิ P91‑P92 ต้องมีวงจรการแบ่งเบาบรรเทาและการทำให้เป็นมาตรฐานอย่างเข้มงวด
3. กรอกเกณฑ์การคัดเลือกเกรด P
ทางเลือกไม่ควรขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสูงสุดของกระบวนการในขณะนั้นเพียงอย่างเดียว ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ต้องได้รับการประเมินร่วมกัน: - คุณสมบัติทางกลพื้นฐานและความเค้นที่อนุญาตเนื่องจากการแตกของครีปที่อุณหภูมิสูง; - อุณหภูมิการออกแบบสำหรับการบริการต่อเนื่อง (อย่าสับสนกับยอดความร้อนชั่วคราว) - ความล้าจากความร้อนและจำนวนรอบการสตาร์ท-สต็อปของการติดตั้ง - สภาวะของของไหล: การกัดกร่อนของซัลไฟด์ ความเสี่ยงของการแตกตัวของไฮโดรเจน (ขีดจำกัดของ API RP-941) ค่า pH ปริมาณออกซิเจน และคุณภาพไอ - ข้อกำหนดในการเชื่อม: อุณหภูมิอุ่นก่อน, หน้าต่างอุณหภูมิการรักษาความร้อนหลังการเชื่อม PWHT, วัสดุตัวเติมที่เข้ากันได้; - ด้านการก่อสร้าง: ข้อศอก คลัง น้ำหนักรองรับ อิทธิพลของความหนาของผนังที่มีต่อการอบชุบด้วยความร้อนและการเชื่อม ข้อจำกัดด้านการผลิตในสถานที่ทำงาน: เกรด P91/P92 ไม่อนุญาตให้มีการบำบัดหลังการเชื่อมแบบง่ายในภาคสนาม - ต้นทุนวัสดุ ระยะเวลาในการส่งมอบ และความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนทดแทนที่ได้รับอนุมัติจากฝ่ายวิศวกรรม
ความเสี่ยงด้านโลหะวิทยาที่เกี่ยวข้อง: โลหะผสมโครเมียม-โมลิบดีนัมอาจเกิดการเปราะเนื่องจากการอบคืนตัวในช่วงอุณหภูมิต่อเนื่องระหว่าง 370 องศา -570 องศา ใน P91-P92 การรักษาความร้อนที่ไม่เพียงพออาจทำให้เกิดความแข็งมากเกินไปและความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรเนื่องจากการคืบ
4. คำแนะนำทางเทคนิคเสริม
แยกความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสูงสุดชั่วคราวและอุณหภูมิบริการต่อเนื่องอย่างชัดเจนสำหรับการคำนวณค่าตัดการคืบ จุดสูงสุดทันทีไม่ได้กำหนดการเลือกเกรด
สำหรับท่อ P91 และ P92 การควบคุมความแข็งถือเป็นข้อกำหนดการยอมรับที่สำคัญ กระบวนการเชื่อมต้องคำนึงถึงการอุ่นเครื่องและ PWHT ด้วยการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด
ในการบริการที่ใช้ไฮโดรเจน จะต้องคำนึงถึงขีดจำกัดการแตกตัวของไฮโดรเจนตาม API RP-941 เพื่อหลีกเลี่ยงการเลือกวัสดุที่ผิดพลาด
5. ความเสี่ยงโครงการโลหะและอุตสาหกรรม
พิจารณา ASTM A335 และ ASME SA‑335 เป็นสิ่งเทียบเท่าที่ไม่มีเงื่อนไข โดยไม่ต้องระบุมาตรฐานและเวอร์ชันตามลำดับ
เลือกเกรดตามอุณหภูมิสูงสุดชั่วคราวเท่านั้น โดยไม่สนใจความเค้นที่อนุญาตเนื่องจากการคืบของบริการต่อเนื่อง
ข้ามการควบคุมความแข็งที่บังคับสำหรับ P91‑P92 โดยยอมรับวัสดุที่มีความแข็งมากกว่า 250 HB
ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการอุ่นก่อนและ PWHT หลังการเชื่อมในเหล็กกล้าโครเมียม-โมลิบดีนัม P91-P92 ทำให้เกิดความเปราะเนื่องจากการอบคืนตัวหรือความแข็งผิดปกติ
ละเว้นขีดจำกัดการแตกตัวของไฮโดรเจนตาม API RP-941 ในการติดตั้งตัวกลางไฮโดรเจน
การวิเคราะห์ PMI-XRF จะตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีเท่านั้น ไม่ได้ตรวจสอบคุณสมบัติทางความร้อน ความแข็ง การกระแทก หรือการคืบ สำหรับการยอมรับขั้นสุดท้าย จำเป็นต้องมีรายงาน MTC ฉบับสมบูรณ์ รวมถึงบันทึกการรักษาความร้อนและการทดสอบความแข็งภาคบังคับสำหรับ P91‑P92
6. รายการตรวจสอบคำสั่งซื้อ
ระบุมาตรฐานที่สมบูรณ์ (ASTM A335/A335M-24 หรือ ASME SA-335/SA-335M) เวอร์ชัน เกรด P และการกำหนด UNS ที่เกี่ยวข้อง
กำหนดสถานะการจัดหา: ทำให้เป็นมาตรฐาน + ปรับอุณหภูมิ สำหรับ P91‑P92 ต้องมีรายงานการทดสอบความแข็งต่อชุดโดยปฏิบัติตามข้อกำหนดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 HB
ระบุขนาดที่แน่นอน: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหรือ NPS ที่ระบุ ความหนาของผนัง (ผนังขั้นต่ำหรือครึ่งผนัง)
สร้างข้อกำหนดการทดสอบไฮดรอลิกและการทดสอบแบบไม่ทำลาย สำหรับความหนาสูงใน P91‑P92 แนะนำให้ทำการทดสอบอัลตราโซนิก UT แบบเสริมแรง
กำหนดข้อกำหนดในการเชื่อม: อุณหภูมิอุ่นก่อน ช่วงอุณหภูมิ-เวลา PWHT วัสดุตัวเติมที่เข้ากันได้
ขอ MTC ฉบับสมบูรณ์: การวิเคราะห์ความร้อน คุณสมบัติทางกล การทดสอบแรงกระแทก บันทึกการรักษาความร้อน รายงานความแข็ง (จำเป็นสำหรับ P91‑P92)
การตรวจสอบที่แผนกต้อนรับ: การทบทวนเอกสารถือเป็นข้อกำหนดสำคัญ PMI-XRF เป็นการตรวจสอบองค์ประกอบเสริมเท่านั้น การตรวจสอบความแข็งสำหรับ P91‑P92; ตรวจสอบหมายเลขล็อต อย่าใช้เฉพาะ PMI-XRF เป็นเกณฑ์การยอมรับ
การทดแทนเกรดใดๆ จะต้องได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากฝ่ายวิศวกรรมโครงการ
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: ASTM A335 และ ASME SA‑335 เทียบเท่าโดยสมบูรณ์หรือไม่
ตอบ: สิ่งเหล่านี้ไม่เทียบเท่ากันโดยไม่มีเงื่อนไข A335 เป็นมาตรฐานวัสดุ ASTM SA-335 เป็นข้อมูลอ้างอิงภายในรหัส ASME BPVC สำหรับอุปกรณ์แรงดัน ต้องระบุมาตรฐานและเวอร์ชันอย่างชัดเจนในคำสั่งซื้อ
ถาม: เหตุใดค่าความแข็งในเกรด P91‑P92 จึงสำคัญมาก
ตอบ: มาตรฐานกำหนดขีดจำกัดบังคับสูงสุดที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 HB ความแข็งที่สูงขึ้นจะช่วยลดความเหนียวของการแตกหักจากการคืบลงอย่างมาก โดยมีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควรที่อุณหภูมิสูง
ถาม: เลือกใช้เฉพาะอุณหภูมิสูงสุดชั่วขณะในการเลือกเกรด P เพียงพอหรือไม่
ตอบ: ไม่ การเลือกจะขึ้นอยู่กับค่าความเค้นหักจุดครากที่ยอมรับได้ ซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิการใช้งานที่ต่อเนื่อง พีคชั่วคราวไม่ได้กำหนดวัสดุ ต้องประเมินความล้าจากความร้อนและความก้าวร้าวของของไหลด้วย
ถาม: ท่อเกรด P ทั้งหมดจำเป็นต้องอุ่นเครื่องและอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมด้วย PWHT หรือไม่
ตอบ: เหล็กโลหะผสมโครเมียม-โมลิบดีนัม P11, P22, P5, P9, P91, P92 โดยทั่วไปจำเป็นต้องอุ่นเครื่องก่อนการเชื่อมและ PWHT ตามมา ขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเคารพหน้าต่างอุณหภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงความเปราะบางเนื่องจากการอบคืนตัวและค่าความแข็งที่ผิดปกติ
ถาม: การวิเคราะห์ PMI-XRF ยอมรับท่อ P91 เกรด ASTM A335 หรือไม่
ตอบ: เพียงตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี สำหรับ P91 จำเป็นต้องตรวจสอบบันทึกการรักษาความร้อน รายงานความแข็ง และคุณสมบัติการทดสอบ รายงาน MTC ฉบับสมบูรณ์ถือเป็นเอกสารการยอมรับขั้นสุดท้าย
