طلب أنبوب إيه 335 إيه إس تي إم لرأس عالي الحرارة أو خط بخار ليس مثل شراء أنبوب هيكلي من كتالوج. عندما تتطلب المواصفات أنابيب سبائك الكروم -الموليبدنيوم التي يجب أن تحتفظ بسلامتها عند 550 درجة مئوية وما بعدها، فإن الحصول على الدرجة الصحيحة هو نصف المعركة فقط -والتحقق من أن الأنبوب يفي بالفعل بالمتطلبات الكيميائية والميكانيكية في A335 هو المكان الذي تخرج فيه المشاريع عن المسار. تسير هذه المقالة عبر عائلة الصف A335، ماذا تعني خصائص المادة للخدمة ذات درجة الحرارة العالية، كيف يتم إنتاج الأنبوب، وماذا يتم فحصه أثناء الفحص القادم بحيث أن الأنبوب الذي تتلقاه هو الأنبوب الذي يدعو إليه تصميمك.

ما هو الأنبوب السلوي ASTM A335؟

وتغطي الجمعية الأمريكية لاختبار المواد A335 أنبوبة فولاذية من سبائك الحديد غير ملحومة مخصصة للخدمة في درجات الحرارة العالية. ويبني المعيار حول درجات الكروم -الموليبدينوم (Cr-Mo) -P11، P22، ص 5، ب 9، P91، وبعض المتغيرات الأقل شيوعا -حيث يعطي محتوى الكروم والموليبدينوم الأنابيب قوة زحف محسنة ومقاومة أكسدة مقارنة بالفولاذ الكربوني. على عكس A106، التي تصل إلى حوالي 400 درجة مئوية في الخدمة العملية المستدامة، تم تصميم A335 درجات خصيصا لأنابيب البخار الرئيسية، والسخانات الفائقة المرجل، وأنابيب سخان المصافي حيث درجات الحرارة المعدنية بانتظام تتجاوز 500 درجة مئوية.

المادة دائما سلسة. الأنابيب الملحومة غير مسموح بها بموجب A335 لأن اللحام الطولي من شأنه أن يقدم انقطاع المعادن التي تعرض للخطر الحياة الزحف. يبدأ كل أنبوب من كتلة صلبة من سبائك الصلب الخاوية، مثقبة ومتدحرجة إلى أبعاد خشنة، ثم معالجة بالحرارة لإنتاج بنية ميكروية مستقرة عند درجة حرارة مرتفعة.

ما السبب وراء استخدام مصطلح Ferritic بدلاً من مصطلح Austenittic؟

أنبوب السبائك الحديدية يحدث توازنا بين قوة درجة الحرارة العالية والتمدد الحراري. في أنابيب الطاقة، يقلل معامل التمدد الحراري الأقل مقارنة مع الدرجات الأوستينية المقاوم للصدأ من الإجهاد الحراري على الشماعات ودعامات الأنابيب، وهذا هو السبب في أن A335 لا تزال المادة المهيمنة على الأنابيب من الفئة 1 في محطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم.

ASTM A335 درجة التكسير والمتطلبات الكيميائية

أول شيء يفحص المهندس تقرير اختبار المواد هو الكيمياء، لأن التحول الطفيف في الكروم أو الموليبدينوم يمكن أن يغير الحد الأقصى المسموح به من الإجهاد بشكل كبير. وفيما يلي ملخص للدرجات A335 الرئيسية وعناصر السبائك الرئيسية الخاصة بها، والمأخوذة من جدول A335/A335M.

لقد رأيت مواصفات الشراء التي تحدد "مكافئ P11" دون فحص الخيار P5 أو P9، خاصة عندما ترى الأنابيب تحميلاً حرارياً دورياً. ويعمل المحتوى العالي من الكروم على تحسين مقاومة الأكسدة، ولكنه يعمل أيضاً على تغيير نافذة المعالجة الحرارية وقابلية اللحام ــ وهي المفاضلة التي يمكن أن تكون لها أهمية أكبر في الموقع مما يوحي به جدول الكيمياء.

الخواص والاختبارات الميكانيكية

يتم توفير أنبوب A335 في واحدة من عدة حالات معالجة حرارية: anneal كاملة، anneal، أو normalize plus temper. تحدد الحالة مباشرة قيم الشد والصلابة على MTR.

وفيما يلي الحد الأدنى من متطلبات الشد بالنسبة للدرجات المشتركة:
-P11 و P22: 415 ميغا باسكال كحد أدنى للشد، و 205 ميغا باسكال للحد الأدنى للمحصول
-P5 و P9: 415 ميغا باسكال كحد أدنى للشد، و 205 ميغا باسكال للحد الأدنى للمحصول
-91: 585 ميغا باسكال كحد أدنى للشد، و 415 ميغا باسكال كحد أدنى للحصيلة

القفز في القوة من P22 إلى P91 ليست بسيطة. P91 يحقق خصائصه من خلال التحكم في سبائك النيتروجين والمعالجة الحرارية للتطبيع والتخفيف التي تنتج بنية المارتنزيت المخفف. هذه البنية الدقيقة حساسة لفرط الحرارة إذا لم يتم التحكم في إجراءات اللحام بإحكام، لذلك في حين أن الخصائص الميكانيكية على MTR قد تبدو جيدة، خصائص المفصل الملحوم يمكن أن تتحلل إذا لم يتم الاحتفاظ بدرجات الحرارة بعد اللحام في نطاق ضيق.

وبصرف النظر عن اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة، يجب أن يأتي أيضا أنبوب A335 المخصص للخدمة الحرجة مع تحديد حجم الحبيبات، وفي بعض الحالات، بيانات تمزق الزلق قصيرة الأجل. وبالنسبة لـ P91 فإن الصلابة تمر عبر سمك الجدار مما يكشف ما إذا كان المنتج قد خفف بشكل صحيح أم لا. إن قراءة صلابة أعلى من 250 HBW على مقطع الأنبوب P91 غالبًا ما تشير إلى عدم كفاية عملية التعتدال، والتي ترتبط بضعف الصلابة وانخفاض قدرة الزحف على المدى الطويل.

Harding, Microstruction, and Real-World Implications (باللغة الإنجليزية)

اختبار الصلابة شائع، لكن المعرفة الحقيقية هي البنية المجهرية. صورة مجهرية تظهر المارتينسيت المخفف تماما مع توزيع جيد للكربيد يخبرك أكثر من رقم واحد للصلابة. العديد من المستخدمين النهائيين الآن يحتاجون إلى تقييم بنية ميكروية على عينة واحدة لكل حرارة ل P91، وهي ممارسة وجدت مشاكل الإطاحات التي تجتاز الاختبارات الميكانيكية ولكن تفشل في الخدمة.

عملية الإنتاج والمعالجة الحرارية

يبدأ أنبوب A335 الملحوم ككتلة سبيكة عالية النقاء. يتم ثقب القضيب في ثقب دواري عند حوالي 1200 درجة مئوية، ثم يتم تمديده في عملية دحرجة -إما طاحونة mandrel مستمرة أو طاحونة سدادة -لتحقيق القطر الخشن وسمك الجدار. ثم تتم معالجة الأنبوب المدلفن على الساخن بالحرارة لتنقية بنية الحبوب وتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة.

بالنسبة لمعظم الدرجات، التطبيع زائد المزاج هو العلاج القياسي. وتؤدي عملية التطبيع إلى إذابة الكربيدات وإنتاج حبوب أوستينية دقيقة ؛ يخفف المزاج اللاحق الضغوط ويرسب الكربيدات في توزيع الحجم المتحكم فيه. يتطلب P91 خطوة ضبط أكثر دقة -عادة في نطاق 730-780 درجة مئوية -وأي انحراف يمكن أن يغير الصلابة وقوة الزحف. بعض المطاحن، وخاصة تلك التي تنتج كميات أصغر، قد تستخدم التصلب الكامل بدلاً من ذلك، والذي ينتج أنبوب أكثر ليونة وأكثر مرونة والتي لا تزال في كثير من الأحيان تفي بالحد الأدنى من قيم الشد ولكن قد لا يكون لديها قوة الزحف على المدى الطويل للمنتج المطوي والمخفف. ونادرا ما يظهر هذا التمييز في أمر الشراء، ولكنه يحدد مدة الخدمة.

Sourcing A335 Pipe: What to Check before It Ships (باللغة الإنجليزية)

استعراض منتصف المدة ليس ضمانا. وعلى مر السنين، شاهدت تقارير الاختبار المتوسطة التي أدرجت قيم الشد الصحيحة، ولكن عندما تم اختبار الأنبوب مرة أخرى من قبل العميل، كانت قوة العائد أقل من الحد الأدنى بـ 30 ميجا باسكال -في كثير من الأحيان لأن المعالجة الحرارية لم يتم تطبيق بشكل موحد، أو تم اختيار عينة من موقع أكثر ملاءمة. وهذا هو السبب في أن كبار مقاولي حماية البيئة يطلبون الآن إجراء تفتيش من طرف ثالث في المطحن، بما في ذلك فحص مؤشرات مديري المشتريات على كل طرف من الأنابيب، وقسم إدارة النفايات على عينات عشوائية.

مديري المشتريات وقائمة قياس الأبعاد

التعرف الإيجابي على المواد باستخدام XRF أو OES يمكن تأكيد محتوى الكروم والموليبدنوم في غضون ثوان. لن يكتشف الكربون أو النيتروجين لكنه سيلتقط درجة الخلط قبل أن يغادر الأنبوب الساحة بالنسبة للفحوصات البنائية، لا يحدد A335 الحد الأقصى لتحمل الجدر والجدار -فهو يشير إلى تحمل الأنابيب غير السهلة العامة -ولكن بالنسبة للخدمة ذات درجة الحرارة العالية، يجب أن يكون تباين سمك الجدار عبر مقطع عرضي واحد أقل من 10 ٪ من الاسمية، لأن المقاطع الأرق ستزحف بشكل أسرع.

إذا كانت الأنبوبة موجهة إلى خط رأسي أو بخار حيث يتم التخطيط للحام الحقل، أصر على مشطبات النهاية الجاهزة التي يتم تشكيلها إلى جهاز WPS وتتم حمايتها من التآكل أثناء الشحن. لا شيء يبطئ التحول مثل الاضطرار إلى إعادة تشكيل أنبوب مشطوب في الموقع لأن حصى المصنع تم قطعه بشكل كبير أو الصدأ أثناء النقل.

(بالإنجليزية) Common Questions about ASTM A335 Pipe (باللغة الإنجليزية)

هل يحتاج أنبوب A335 إلى معالجة حرارية بعد اللحام؟

يعتمد على درجة وسمك الجدار. تتطلب لحامات P11 و P22 عمومًا PWHT عندما يتجاوز السمك الاسمي حدود رمز معينة -غالبًا حوالي 10 ملم -في حين أن P91 يتطلب PWHT لجميع سمك تقريبًا لتجنب التشقق في المنطقة المتأثرة بالحرارة. درجة الحرارة ووقت الاحتفاظ محددة الدرجة: وعادة ما تحتاج P91 730-780 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة لكل 25 ملم من السمك. إذا إجراءت اللحام لم تكن مؤهلة لتلك الدورة بالضبط، صلابة هذه السبائك يمكن أن تؤدي إلى كسور هشة.

هل أنبوب A335 مناسب لخدمة الهيدروجين؟

أجل، لكن مع تحذيرات خاصة يمكن استخدام الدرجات منخفضة الكروم مثل P11 في بيئات معينة تحتوي على الهيدروجين عند درجات حرارة معتدلة، ولكن مع زيادة درجة الحرارة والضغط الجزئي للهيدروجين، يفضل استخدام الدرجات الأعلى من الكروم مثل P22 أو P9. يستخدم P91 أيضا، ولكن قوته العالية يمكن أن تجعله أكثر عرضة لتقصف الهيدروجين إذا لم تعالج الحرارة بشكل صحيح. في مشروع حديث يتضمن استبدال أنبوب المصلح، حددنا P22 مع خطوة إضافية للهيدروجين بعد اللحام لتخفيف الهيدروجين المتبقي.

لماذا الطبقة السطحية مهمة لأنبوب A335؟

ونظرًا لأن الأنابيب ذات درجة الحرارة العالية غالبًا ما تعمل تحت ظروف الزحف، يمكن أن تعمل العيوب السطحية كأدوات لرفع الضغط. أما الأنبوبة غير الملحومة المصنوعة من ألواح ذات نوعية جيدة والمصنوعة بطريقة جيدة الصنع أو المشغلة بالآلات على البارد بعد المعالجة الحرارية، فعادة ما يكون لها عدد أقل من اللفات والطبقات، مما يقلل من مخاطر بدء التشقق. وينبغي إجراء فحص بصري بواسطة A999 من معايير الجمعية الأمريكية لاختبار المواد أو ما يعادلها، وينبغي فحص أي إشارة خطية مشبوهة باستخدام MT أو PT قبل قبولها.

ما هي الوثائق التي يجب أن أتوقعها بشحنة أنبوبية من طراز A335؟

كحد أدنى، تقرير اختبار الطاحونة لكل EN 10204 من النوع 3.1 أو 3.2 يظهر رقم الحرارة، والتحليل الكيميائي، ونتائج اختبار الشد، والصلابة، وحالة المعالجة الحرارية. بالنسبة لـ P91، طلب أيضًا تحديد حجم الحبيبات، وإذا كانت المواصفات تتطلب ذلك، طلب تقرير البنية المجهرية. يجب أن يعود جهاز قياس الحرارة إلى رقم الحرارة المختوم على كل أنبوب. إذا كان الأنبوب يمر عبر موزع، تحقق من أن رقم الحرارة لم يتم طحنه أو طلاؤه.

إذا كان تصميمك يعمل بالقرب من حد درجة الحرارة الأعلى لمواصفات P22 أو P91 فأرسل شروط الخدمة المطلوبة وجدول الحائط المستهدف إلى Sunny@tenjan.com أو اتصل بـ +86 13401309791. سنقوم بتأكيد ما إذا كانت الدرجة التي تضعها في إعتبارك محافظة بما فيه الكفاية، وسنقودك عبر ما يجب أن تبدو عليه البنية الدقيقة التي يتم تسليمها.