13CrMo44 besiūlis chromo-molibdeno plieno vamzdis
Apžvalga
13CrMo44yra achromo -molibdeno lydinio plieno rūšisbesiūliams vamzdžiams, naudojamiemsaukšta{0}}temperatūros ir aukšto{1}slėgio paslauga. Tai yra dalismodernus Europos standartas EN 10216-2, atstovaujantis specifiniam 1 % chromo ir 0,5 % molibdeno legiruoto plieno su garantuotomis aukštesnės temperatūros savybėmis. Ši klasė plačiai naudojama energijos gamybos, naftos chemijos ir naftos perdirbimo gamyklose.
Svarbi pastaba:13CrMo44 yra adabartinis, aktyvus standartas(nepasenę kaip ST pažymiai). Priesaga „44“ nurodo konkrečius nuosavybės reikalavimus, o ne pasenusį pavadinimą.
Standartas ir specifikacijos
| Standartinis | Paskyrimas | Būsena | Rakto taikymas |
|---|---|---|---|
| EN 10216-2 | 13CrMo4-5 | Dabartinė | Besiūliai vamzdžiai, skirti slėgiui aukštesnėje temperatūroje |
| DIN 17175 | 13CrMo44 | Istorinis | Ankstesnis vokiškas pavadinimas (daugiausia atitikmuo) |
| ISO 9329-2 | 13CrMo4-5 | Tarptautinė | ISO patvirtinimas EN standartu |
Paaiškinta nomenklatūra:
13= Maždaug 1 % chromo (faktinis diapazonas 0,70–1,15 %)
CrMo= Chromas-Molibdeno legiruotas plienas
44= Istorinis konkretaus nuosavybės lygio žymėjimas
4-5= Šiuolaikinis EN žymėjimas, nurodantis Cr-Mo lydinį su konkrečiomis savybėmis
Mechaninės savybės
Kambario temperatūros reikalavimai:
| Turtas | Minimalus reikalavimas | Tipiškas diapazonas |
|---|---|---|
| Išeigos stiprumas (0,2 Rp) | Didesnis arba lygus 280 MPa | 280-350 MPa |
| Tempimo stipris (Rm) | 440-590 MPa | 480–550 MPa (įprasta) |
| Pailgėjimas (A) | Didesnis arba lygus 22 % | 22-28% |
| Ploto sumažinimas (Z) | Nenurodyta | Paprastai didesnis arba lygus 50 % |
Padidintos temperatūros savybės (garantuojamos):
| Temperatūra | 0,2 % įtampa Min | Tempimo stipris min |
|---|---|---|
| 250 laipsnių | 225 MPa | - |
| 300 laipsnių | 215 MPa | - |
| 350 laipsnių | 205 MPa | - |
| 400 laipsnių | 195 MPa | - |
| 450 laipsnių | 185 MPa | - |
| 500 laipsnių | 175 MPa | - |
| 550 laipsnių | 140 MPa | - |
Savybės palaipsniui mažėja, kai temperatūra - būdinga Cr-Mo plienams
Cheminė sudėtis (didžiausia %)
| Elementas | Minimalus | Maksimalus | Tikslas / Poveikis |
|---|---|---|---|
| Anglis (C) | - | 0.15 | Stiprumas, ribotas suvirinimui |
| Silicis (Si) | - | 0.35 | Deoksidatorius, stiprumas |
| Manganas (Mn) | 0.40 | 1.00 | Stiprumas, kietumas |
| Fosforas (P) | - | 0.025 | Priemaišų kontrolė |
| Siera (S) | - | 0.020 | Priemaišų kontrolė (mažas suvirinamumas) |
| Chromas (Cr) | 0.70 | 1.15 | Atsparumas šliaužimui, atsparumas oksidacijai |
| Molibdenas (Mo) | 0.45 | 0.65 | Šliaužimo stiprumas, atsparumas grūdinimui |
| Aliuminis (Altot) | 0.020 | - | Grūdų rafinavimas (smulkiagrūdis plienas) |
Pagrindinės funkcijos:
Mažas anglies kiekis:Mažesnis arba lygus 0,15 %, kad būtų geras suvirinamumas
Kontroliuojamas Cr-Mo:Tikslūs diapazonai, užtikrinantys optimalias valkšnumo savybes
Smulkaus grūdo:Aliuminis užmuštas dėl pastovių savybių
Švarus plienas:Mažas sieros ir fosforo kiekis
Gamybos procesas
Besiūlių 13CrMo44 gamyba:
Plieno gamyba:Elektros lanko arba bazinė deguonies krosnis
Antrinis rafinavimas:Apdorojimas kaušinėje krosnyje tiksliam chemijai
Nepertraukiamas liejimas:Smulkių grūdų praktika
Karštas darbas:Mannesmann procesas arba ekstruzija
Terminis apdorojimas: Privaloma- Normalizuotas ir grūdintas
Apdaila:Tiesinimas, pjovimas, bandymas
Privalomas terminis apdorojimas:
Normalizavimas:900-960 laipsnių, oro aušinimas
Grūdinimas:680-750 laipsnių, mažiausiai 30 minučių 25 mm storiui
Rezultatas:Grūdinta bainitinė/martensitinė struktūra užtikrina optimalų atsparumą valkšnumui
Dydžių diapazonas:
Išorinis skersmuo:nuo 21,3 mm iki 711 mm (≈ ½" iki 28")
Sienelės storis:nuo 2,0 mm iki 80,0 mm
Ilgis:Paprastai 6-12m; galimas iki 18m
Testavimo ir tikrinimo reikalavimai
Privalomi bandymai (EN 10216-2):
| Testas | Standartinis | Dažnis | Priėmimo kriterijai |
|---|---|---|---|
| Hidrostatinis testas | EN 10216-2 8 punktas | 100% | Slėgis=20×S×t/D (baras), didesnis arba lygus 10 sek |
| Tempimo bandymas | EN ISO 6892-1 | Už šilumą, už sieną | Kambario temperatūra + padidinta temperatūra pasirinktinai |
| Smūgio testas | EN ISO 148-1 | Privaloma | Mažiausiai 40 J esant 20 laipsnių(įprasta) |
| Kietumo testas | EN ISO 6506-1 | Dažnai reikalaujama | Paprastai 140-180 HB |
| Išlyginimo testas | EN ISO 8492 | D mažesnis arba lygus 50 mm, t/D mažesnis arba lygus 0,1 | Nėra įtrūkimų iki nurodyto atstumo |
| Ultragarsinis testas | EN 10246-3 | Neprivaloma/sutarta | Laminavimui, inkliuzams |
Specialūs 13CrMo44 reikalavimai:
Privalomas smūgio bandymas:Skirtingai nuo kai kurių anglinio plieno rūšių
Kietumo kontrolė:Labai svarbus valkšnumui ir suvirinamumui
Mikrostruktūros patikrinimas:Dažnai nurodomas patikrinimui
NDE:Dažniau nurodyta nei anglinio plieno
Terminio apdorojimo specifikacijos
Standartinė būklė:
Pristatymas:Normalizuotas ir grūdintas (+NT)
Normalizavimas:900-960 laipsnių, vėsus oras
Grūdinimas:680-750 laipsnių, laikymo laikas atitinka sienos storį
Aušinimas:Atvėsinkite oru po grūdinimo
Mikrostruktūra po terminio apdorojimo:
Pagrindinis:Grūdintas bainitas
Grūdų dydis:ASTM 5 arba geresnis
Karbido paskirstymas:Smulki, vienoda dispersija
Nėra neapdoroto martensitoleidžiama
Kietumas po terminio apdorojimo:
Įprasta:140-180 HB
Maksimalus:Paprastai nurodoma, kad suvirinamumas yra mažesnis arba lygus 200 HB
Vienodumas:Per sienelės storį ir išilgai
Programos
Pagrindinės pramonės šakos:
Energijos gamyba:Perkaitinimo vamzdžiai, šildytuvo vamzdeliai, aukšto{0}}slėgio garų linijos
Naftos chemija:Vamzdžiai su reformatoriumi, šildytuvo vamzdžiai, aukštoje{0}}temperatūros proceso vamzdynai
Rafinavimas:Hidrokrekeris, katalizinis krekingas, visbrekerio blokai
Chemijos pramonė:Aukštos{0}}temperatūros reaktoriai, šilumokaičiai
Pramoniniai katilai:Aukšto{0}}slėgio sekcijos
Įprastos aptarnavimo sąlygos:
Temperatūros diapazonas: 400-550 laipsnių(optimalus diapazonas)
Slėgis:Aukštas slėgis (įprastai 100-200 barų)
Žiniasklaida:Perkaitinti garai, karštos proceso dujos, šiluminės alyvos
Aplinka:Aukštos{0}}temperatūrinės oksidacijos sąlygos
Kodėl pasirinktas 13CrMo44:
Atsparumas šliaužimui:450–550 laipsnių temperatūroje pranašesnis už anglinį plieną
Atsparumas oksidacijai:Chromas užtikrina atsparumą pleiskanojimui
Mikrostruktūrinis stabilumas:Išlaiko savybes esant temperatūrai
Geras suvirinamumas:Mažai -legiruotam valkšnumui{1}}atspariam plienui
Kaina{0}}efektyvu:Pigesnis nei labiau legiruotas plienas
Palyginimas su panašiais pažymiais
| Įvertinimas | Cr turinys | Mo Turinys | Maksimali temp | Pagrindinis skirtumas |
|---|---|---|---|---|
| 16Mo3 | - | 0.25-0.35% | 500 laipsnių | Tik Mo plienas, žemesnė temp |
| 13CrMo44 | 0.70-1.15% | 0.45-0.65% | 550 laipsnių | Cr+Mo, geriau šliaužti |
| 10CrMo9-10 | 2.00-2.50% | 0.90-1.20% | 580 laipsnių | Didesnis Cr, geresnė oksidacija |
| P235GH | - | - | 350 laipsnių | Anglinis plienas, žemesnė temp |
Privalumai prieš anglinį plieną:
50-100 laipsnių aukštesnė temperatūra
Geresnis šliaužimo plyšimo stiprumas
Pagerintas atsparumas oksidacijai
Geresnis mikrostruktūrinis stabilumas
Privalumai prieš aukštesnius lydinius:
Geresnis suvirinamumasnei aukštesnio Cr-Mo plieno
Mažesnė kainakaip 9 % Cr arba austenitinio plieno
Mažesnis šiluminis plėtimasisnei austenitinės
Pažįstamas kūrinysdaugumai parduotuvių
Gamyba ir suvirinimas
Suvirinimas 13CrMo44 (svarbiausios aplinkybės):
| Parametras | Reikalavimas | Priežastis |
|---|---|---|
| Įkaitinkite | 150-250 laipsnių | Užkirsti kelią vandenilio įtrūkimams |
| Interpass Temp | 250-350 laipsnių maks | Valdymo mikrostruktūra |
| Užpildas Metalas | 2,25Cr-1Mo arba atitinkantis | Paprastai ER90S-B3, E8018-B2 |
| PWHT | Privaloma | 680-750 laipsnių, panašus į netauriųjų metalų |
| Šilumos įvadas | Valdomas (1–2 kJ/mm) | Užkirsti kelią HAZ degradacijai |
| Procedūra Kval | Privaloma + testavimas | Dažnai apima šliaužimo testus |
Anglies ekvivalentas:
Pcm=C+Si30+Mn+Cu+Cr20+Ni60+Mo15+V10+5BPcm=C+30Si+20Mn+Cu+Cr+60Ni+Cr+60Ni+Cr+60Ni+Cr+60Ni+1}V{15}
Įprasta:0.25-0.30(geriau nei labiau legiruotas plienas)
Dažnos suvirinimo problemos:
HAZ minkštinimas:Jei PWHT temperatūra per aukšta
Pakartotinis krekingas:HAZ per PWHT
Vandenilio krekingas:Jei pašildymas nepakankamas
Šliaužimo neatitikimas:Jei užpildo metalas netinkamai parinktas
Rekomenduojama praktika:
Kvalifikuoti procedūraspagal EN ISO 15614-1
Naudokite mažai{0}}vandenilio turinčius procesus(TIG, SMAW su iškeptais elektrodais)
Kontroliuokite tarptakų temperatūrąatsargiai
PWHT per 24 valandassuvirinimo užbaigimo
Apsvarstykite galimybę po{0}}suvirinimo NDE(UT, RT)
Dizaino svarstymai
Leistini įtempiai (pavyzdys):
| Temperatūra | Leidžiamas įtempis (MPa) | Palyginimas su P235GH |
|---|---|---|
| 20 laipsnių | 147 | Panašus |
| 300 laipsnių | 125 | Aukštesnis |
| 400 laipsnių | 115 | Žymiai didesnis |
| 500 laipsnių | 75 | Daug aukščiau |
| 550 laipsnių | 45 | Anglies plienas neįvertintas |
Dizaino pranašumai:
Didesni leistini įtempiaiesant aukštai temperatūrai
Galimos plonesnės sienostam pačiam slėgiui / temperatūrai
Ilgesnis tarnavimo laikasesant aukštai temperatūrai
Geresnis atsparumas korozijai / oksidacijai
Apribojimai:
Maksimali temperatūra:~550 laipsnių (ilgam-tarnavimui)
Netinka stipriai korozijai:Ribotas chromo kiekis
Suvirinimo sudėtingumas:Daugiau nei anglinis plienas
Kaina:2-3× anglinio plieno kaina
Medžiagos sertifikavimas ir atsekamumas
Reikalinga dokumentacija (LT 10204 3.2):
Cheminė analizė:Visa spektrocheminė ataskaita
Mechaniniai bandymai:Tempimas (kambaris + pasirinktinai paaukštintas), smūgis
Kietumo testas:Paprastai Brinell arba Vickers
Terminio apdorojimo įrašai:Laikas, temperatūra, aušinimo greitis
NDE ataskaitos:Jei atlikta ultragarsu ar kita NDE
Atsekamumas:Užbaigti nuo išlydymo iki baigto vamzdelio
Žymėjimo reikalavimai:
Gamintojo identifikacija
EN 10216-2 žymėjimas
Įvertinimas: 13CrMo4-5
Dydis: D × t
Šilumos skaičius
Terminio apdorojimo simbolis (+NT)
CE ženklas (skirtas PED naudojimui)
Inspektoriaus ženklas
Užsakymo informacija
Išsamios specifikacijos pavyzdys:
tekstą
Besiūliai vamzdžiai pagal EN 10216-2 klasė: 13CrMo4-5 terminis apdorojimas: normalizuotas ir grūdintas (+NT) Matmenys: 114,3 mm OD × 8,0 mm WT × 8000 mm ilgis Kiekis: 80 vienetų Galų paruošimas: Nuožulnus . 3 laipsnis. 5 mm. Sertifikatas: EN 10204 3.2 sertifikatas anglų kalba. Bandymas: - Tempimo bandymas kambario temperatūroje - Šarpio smūgio bandymas: 3 bandiniai esant 20 laipsnių (min. 40J vid., 32J vienas) - Kietumo testas: HB ataskaita - Neprivaloma: Padidintos temperatūros tempimo laipsniai esant NDE:50 n. 10216-2, įskaitant šilumos numerį ir "UT"
Pagrindiniai punktai, kuriuos reikia nurodyti:
Standartas ir klasė:LT 10216-2 13CrMo4-5
Terminis apdorojimas:+NT (normalizuotas ir grūdintas)
Smūgio bandymo temperatūra:Paprastai 20 laipsnių, bet galima nurodyti ir kitą
Kietumo ribos:Jei reikia konkretaus maksimalaus
NDE reikalavimai:UT dažnai nurodoma kritinei paslaugai
Pasiruošimo pabaiga:Suvirinimui ar kitoms jungtims
Pramonės naudojimo ir standartų kryž{0}}nuoroda
Europos energetikos pramonė:
Standartinė medžiagaperkaitintuvų vamzdžiams įprastose elektrinėse
Plačiai naudojamaseuropietiškuose{0}}katiluose
Kvalifikuotaspagrindinių katilų gamintojų
Pasauliniai ekvivalentai:
| Regionas | Standartinis | Lygiavertis laipsnis | Pastabos |
|---|---|---|---|
| JAV | ASTM A335 | P12 | Šiek tiek kitokia chemija |
| Japonija | JIS G3455 | STPA 23 | Panašus 1Cr-0,5Mo |
| Vokietija | DIN 17175 | 13CrMo44 | Istorinis atitikmuo |
| Tarptautinė | ISO 9329-2 | 13CrMo4-5 | ISO priėmimas |
ASTM A335 P12 palyginimas:
| Parametras | 13CrMo44 | A335 P12 |
|---|---|---|
| Cr diapazonas | 0.70-1.15% | 0.80-1.25% |
| Mo diapazonas | 0.45-0.65% | 0.44-0.65% |
| C Maks | 0.15% | 0.15% |
| Mn Maks | 1.00% | 0.60% |
| Smūgio testas | Privaloma | Neprivaloma |
| Taikymas | Panašus | Panašus |
Kokybės užtikrinimo dėmesio sritys
Kritiniai kokybės parametrai:
Terminis apdorojimas:Tinkamas normalizavimas ir grūdinimas
Kietumas:Nurodytame diapazone (paprastai 140–180 HB)
Atsparumas smūgiams:Mažiausiai 40J esant 20 laipsnių
Mikrostruktūra:Grūdintas bainitas, nerūdytas martensitas
Paviršiaus kokybė:Be dekarburizavimo, siūlių, ratų
Dažnos kokybės problemos:
Per{0}}grūdinimas:Dėl to per daug suminkštėja
Nepakankamas-grūdinimas:Palieka negrūdintas martensitas
Dekarbonizacija:Paviršiaus anglies nuostoliai terminio apdorojimo metu
Juostos mikrostruktūra:Dėl netinkamo karšto darbo
Per didelis kietumas:Dėl netinkamo aušinimo
Patikrinimo metodai:
Ultragarsinis tyrimas:Dėl vidinių defektų
Magnetinė dalelė:Dėl paviršiaus defektų
Metalografija:Mikrostruktūros patikrinimui
Kietumo tyrimas:Per sienelės storį
Teigiamos medžiagos ID:Chemijos patikrinimui
Ekonominiai svarstymai
Kainos veiksniai:
| veiksnys | Poveikis sąnaudoms | Pastabos |
|---|---|---|
| Medžiagos Premium | 2-3× anglinis plienas | Legiravimo elementai |
| Terminis apdorojimas | Papildomi 10-20 proc. | Normalizavimas ir grūdinimas |
| Testavimas | Papildomi 5-15 proc. | Smūgis, kietumas, NDE |
| Dydis | Standartiniai dydžiai pigiausi | Pasirinktiniai aukščiausios kokybės dydžiai |
| Kiekis | Apimties nuolaidos | Typically >5 tonos |
Bendra nuosavybės kaina:
Pradinė kaina:Aukštesnis nei anglinis plienas
Gamybos kaina:Aukštesnis (suvirinimas, PWHT)
Montavimo kaina:Panašus į kitus legiruotus plienus
Priežiūros kaina:Mažesnis (ilgesnis tarnavimo laikas, mažesnė oksidacija)
Gyvenimo ciklo kaina:Dažnai žemesnė{0}}aukštos temperatūros paslauga
Kai 13CrMo44 yra ekonomiškai pagrįstas:
Service temperature >400 laipsnių
Design life >20 metų
High-pressure service (>100 barų)
Kur patikimumas yra labai svarbus
Kai anglinio plieno reikėtų daug storesnių sienų
Techninė santrauka
13CrMo44 (LT 10216-2 13CrMo4-5)yra a1 % chromo, 0,5 % molibdeno mažai -legiruoto plienospecialiai sukurtaaukštos{0}}temperatūros slėgio programosesančiame400-550 laipsnių diapazonas. Tai rodo optimalų našumo, pagaminamumo ir sąnaudų balansą daugeliui pramoninių pritaikymų.
Pagrindinės techninės charakteristikos:
Galimybė palaikyti temperatūrą:Optimalus 400-550 laipsnių , maksimalus ~580 laipsnių trumpalaikis
Atsparumas šliaužimui:Aukštesnėje temperatūroje pranašesnis už anglinį plieną
Atsparumas oksidacijai:Chromas suteikia apsaugą nuo mastelio susidarymo
Suvirinamumas:Tinka šliaužti{0}}atspariam legiruotojui plienui
Mikrostruktūra:Grūdintas bainitas po tinkamo terminio apdorojimo
Atrankos gairės:
Pasirinkite 13CrMo44, kai:
Aptarnavimo temperatūra 400-550 laipsnių
Atsparumas šliaužimui reikalingas ilgalaikei -tarnybai
Atsparumas oksidacijai reikalingas, bet ne itin didelis
Svarbus geras suvirinamumas
Kainų apribojimai neleidžia naudoti aukštesnio legiruoto plieno
Esamo 13CrMo44 pakeitimas senose sistemose
Apsvarstykite alternatyvas, kai:
Temperatūra<400°C (carbon steel may suffice)
Temperature >550 laipsnių (apsvarstykite aukštesnį Cr-Mo arba austenitinį plieną)
Stipri korozijos aplinka (reikia nerūdijančio ar aukštesnio lydinio)
Apribotos legiruotojo plieno gamybos galimybės
Kaina yra pagrindinis veiksnys, o temperatūra leidžia anglies plieno
Geriausia įgyvendinimo praktika:
Medžiagų pirkimas:
Nurodykite EN 10216-2 13CrMo4-5 (nepasenę pavadinimai)
Reikalingas EN 10204 3.2 sertifikatas
Nurodykite terminio apdorojimo (+NT) ir bandymo reikalavimus
Apsvarstykite NDE, pagrįstą programos kritiškumu
Gamybos planavimas:
Sukurkite ir kvalifikuokite suvirinimo procedūras prieš gamindami
Įsitikinkite, kad gamintojas turi patirties su Cr{0}}Mo plienu
Suplanuokite PWHT reikalavimus
Biudžetas papildomiems bandymams ir patikrai
Kokybės užtikrinimas:
Patikrinkite terminio apdorojimo įrašus
Patikrinkite, ar smūginių bandymų rezultatai atitinka reikalavimus
Stebėkite kietumą, kad užtikrintumėte nuoseklumą
Įdiekite tinkamą suvirinimo siūlių NDE
Pramonės perspektyva:
13CrMo44 lieka adarbinio arklio medžiagaenergijos gamybos ir naftos chemijos pramonėje, skirtoje aukštos temperatūros{0}}vamzdynams ir vamzdeliams. Dėl nuspėjamos elgsenos, nusistovėjusių gamybos procedūrų ir patikrintos eksploatacijos istorijos jis yra patikimas pasirinkimas tais atvejais, kai anglinio plieno nepakanka, bet nereikalingi aukštesni lydiniai.
Naujiems projektams,LT 10216-2 13CrMo4-5visada turėtų būti nurodyti, o ne istoriniai pavadinimai. Šiuolaikinis standartas užtikrina pastovią kokybę, tinkamus bandymus ir slėginės įrangos atitiktį reikalavimams visoje Europoje ir vis labiau visame pasaulyje.
