أنابيب التسخين من سبائك الصلب A209
ASTM A209 أنابيب تسخين الغلايات المصنوعة من سبائك الصلب
مقدمة
ASTM A209 هي مواصفات للغلايات غير الملحومة المصنوعة من سبائك الصلب والكربون والموليبدينوم وأنابيب التسخين الفائق. تم تصميم هذه الأنابيب خصيصًا لخدمة درجات الحرارة العالية في الغلايات وأجهزة التسخين الفائقة, حيث يتعرضون لدرجات حرارة وضغوط مرتفعة. تكوين سبائك, وخاصة إضافة الموليبدينوم, يعزز قوة ومقاومة زحف الفولاذ, مما يجعلها مناسبة لهذه التطبيقات الصعبة. المواصفات تغطي درجات مختلفة, مع كون الدرجة T1 وT1a هي الأكثر شيوعًا.
تعتبر الأنابيب المصنوعة من سبائك الصلب طبقًا لمعيار ASTM A209 مكونات حيوية في محطات توليد الطاقة والغلايات الصناعية, ضمان كفاءة توليد البخار ونقل الحرارة. إن قدرتها على تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية دون تشوه أو فشل أمر بالغ الأهمية لسلامة وكفاءة الأنظمة التي تستخدم فيها..
تحديد
نِطَاق
يغطي ASTM A209 عدة درجات من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة من سبائك الكربون والموليبدينوم المخصصة للاستخدام في الخدمة ذات درجة الحرارة العالية, وخاصة في الغلايات وسخانات. تم تصميم هذه الأنابيب للعمل في درجات حرارة وضغوط مرتفعة, حيث تعتبر خواصها الميكانيكية المحسنة ومقاومتها للأكسدة والتآكل ضرورية.
التركيب الكيميائي
يتم التحكم بعناية في التركيب الكيميائي للأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك ASTM A209 لضمان الأداء الأمثل في ظل ظروف درجات الحرارة العالية. يتضمن التركيب الكيميائي النموذجي للصف T1 وT1a:
- الكربون (ج): 0.050-0.150%
- المنغنيز (من): 0.300-0.800%
- الفوسفور (ص): 0.025% الأعلى
- الكبريت (س): 0.025% الأعلى
- السيليكون (و): 0.100-0.500%
- الموليبدينوم (شهر): 0.440-0.650%
الخواص الميكانيكية
تضمن الخصائص الميكانيكية للأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك ASTM A209 قدرتها على تحمل الضغوط والتوترات الناتجة عن الخدمة ذات درجات الحرارة العالية. وتشمل هذه الخصائص عادة:
- قوة الشد: الحد الأدنى 415 MPa (60 ksi)
- قوة العائد: الحد الأدنى 205 MPa (30 ksi)
- استطالة: الحد الأدنى 30% في 2 بوصة
- صلابة: يجب ألا تتجاوز الأنابيب الحد الأقصى للصلابة 79 HRB للصف T1 و 85 HRB للصف T1a.
جدول
تتوفر أنابيب ASTM A209 في جداول مختلفة, والتي تشير إلى سمك جدار الأنابيب. تشمل الجداول الزمنية المشتركة:
- جدول 40: سمك الجدار القياسي
- جدول 80: سمك جدار قوي للغاية
- جدول 160: سمك جدار قوي إضافي مزدوج
يعتمد اختيار الجدول الزمني على متطلبات التطبيق المحددة, بما في ذلك ضغط التشغيل ودرجة الحرارة.
التفاصيل الفنية, أبعاد, والتسامح
أبعاد
يتم تحديد أبعاد أنابيب ASTM A209 حسب قطرها الخارجي (ل) وسمك الجدار. تتراوح الأحجام القياسية من 1/8 بوصة ل 5 بوصة في القطر الخارجي. وتشمل الأبعاد المشتركة:
- القطر الخارجي (ل): 1/8 بوصة ل 5 بوصة
- سمك الجدار: محددة وفقا للجدول الزمني, تتراوح من 0.035 بوصة (جدول 5) ل 0.500 بوصة (جدول 160).
التسامح
يحدد ASTM A209 التفاوتات الدقيقة لضمان تلبية الأنابيب لمعايير الجودة والأداء الصارمة. وتشمل هذه التسامح:
- القطر الخارجي (ل): ±0.1% من القطر الخارجي المحدد
- سمك الجدار: ±10% من سمك الجدار المحدد
- طول: يتم توفير الأنابيب عادةً بأطوال عشوائية 5-12 متر, مع التسامح ± 50 ملم.
سمك الجدار & تسامح
يعد سمك جدار أنابيب ASTM A209 أمرًا بالغ الأهمية لأدائها في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية. تعتبر التفاوتات في سمك الجدار ضرورية لضمان الأداء المتسق. وتشمل التفاوتات القياسية:
- التسامح مع سمك الجدار: ±10% من سمك الجدار المحدد.
- الحد الأدنى لسماكة الجدار: يجب ألا يقل الحد الأدنى لسماكة الجدار عن 87.5% من سمك الجدار الاسمي المحدد.
المواد والتصنيع
مواد
أنابيب ASTM A209 مصنوعة من سبائك الصلب الكربوني الموليبدينوم, مصممة خصيصًا لتحمل درجات الحرارة والضغوط العالية. إضافة الموليبدينوم يعزز قوة الفولاذ, مقاومة الزحف, والأداء العام في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
تصنيع
تتضمن عملية تصنيع أنابيب ASTM A209 عدة خطوات لضمان أعلى مستويات الجودة والأداء:
- إنتاج الأنابيب غير الملحومة: يتم إنتاج الأنابيب باستخدام عملية سلسة, عادة ما تنطوي على البثق أو الثقب الدوار, تليها الدرفلة الساخنة.
- التشطيب البارد: بعد المتداول الساخنة, قد تخضع الأنابيب لعمليات تشطيب باردة مثل السحب البارد أو الحفر البارد لتحقيق الأبعاد المطلوبة وتشطيب السطح.
- المعالجة الحرارية: تخضع الأنابيب للمعالجة الحرارية لتحسين بنيتها المجهرية وتعزيز خواصها الميكانيكية. تشمل المعالجات الحرارية النموذجية التطبيع, التبريد, وتلطيف, اعتمادا على المتطلبات المحددة.
الاختبارات
لضمان جودة وأداء أنابيب ASTM A209, يتم إجراء العديد من الاختبارات:
اختبار الهيدروستاتيكي
يتم إجراء اختبار الهيدروستاتيكي للتحقق من الأنابيب’ القدرة على تحمل الضغوط الداخلية. تمتلئ الأنابيب بالماء ويتم ضغطها إلى مستوى محدد, عادة 1.5 مرات الضغط التصميمي, للتحقق من وجود تسربات والسلامة الهيكلية.
اختبار غير تدميري (NDT)
يتم استخدام طرق الاختبار غير المدمرة للكشف عن العيوب الداخلية والسطحية دون الإضرار بالأنابيب. تشمل طرق NDT الشائعة:
- اختبار الموجات فوق الصوتية: تستخدم الموجات الصوتية عالية التردد للكشف عن العيوب الداخلية.
- اختبار إيدي الحالي: يستخدم الحث الكهرومغناطيسي للكشف عن العيوب السطحية.
- الاختبار الشعاعي: يتم استخدام الأشعة السينية أو أشعة جاما لفحص الهيكل الداخلي.
الاختبارات الميكانيكية
يتم إجراء الاختبارات الميكانيكية للتحقق من الأنابيب’ الخصائص الميكانيكية, مشتمل:
- اختبار الشد: يقيس قوة الشد, قوة الخضوع, والاستطالة.
- اختبار الصلابة: يتحقق من مستويات الصلابة لضمان الامتثال للحدود المحددة.
- اختبار التسطيح: التحقق من قدرة الأنبوب على تحمل التشوه دون أن يتشقق.
المعالجة الحرارية
تعتبر المعالجة الحرارية خطوة حاسمة في عملية تصنيع أنابيب ASTM A209. تعتمد عملية المعالجة الحرارية المحددة على الدرجة والتطبيق المقصود:
التطبيع
التطبيع ينطوي على تسخين الأنابيب إلى درجة حرارة معينة (عادة فوق درجة الحرارة الحرجة) ومن ثم السماح لهم بالتبريد في الهواء. تعمل هذه العملية على تحسين بنية الحبوب وتحسين الخواص الميكانيكية.
التبريد والتلطيف
يتضمن التبريد تبريد الأنابيب بسرعة من درجة حرارة عالية (عادة فوق درجة الحرارة الحرجة) عن طريق غمرها في الماء أو الزيت. هذه العملية تصلب الفولاذ. يتبع التقسية التبريد ويتضمن تسخين الأنابيب إلى درجة حرارة أقل لتقليل الهشاشة وتحسين الليونة.
تخفيف التوتر
يتضمن تخفيف الضغط تسخين الأنابيب إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة ثم تبريدها ببطء. تعمل هذه العملية على تخفيف الضغوط الداخلية الناتجة عن عمليات التصنيع مثل العمل البارد.
أستم A333 غرام 10 أنابيب فولاذية من سبائك للاستخدام الصناعي سواء ملحومة أو غير ملحومة. تتميز بالأبعاد الخارجية: 19.05ملم – 114.3 ملم سمك الجدار: 2.0مم - 14 مم المعالجة السطحية: تراجع النفط, ورنيش, التخميل, الفوسفات, التفجير بالرصاص. طلب: أنابيب فولاذية ملحومة وغير ملحومة لخدمة درجات الحرارة المنخفضة.
تعتبر الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك ASTM A335 ضرورية لتطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي في مختلف الصناعات. خواصها الميكانيكية المتفوقة, جنبا إلى جنب مع عمليات التصنيع والاختبار الصارمة, التأكد من أنها تلبي المتطلبات الصعبة لهذه التطبيقات. فهم المواصفات, الدرجات, وتطبيقات أنابيب ASTM A335 تساعد المهندسين والمصممين على اختيار المواد المناسبة لمشاريعهم, ضمان السلامة والكفاءة في البيئات الصعبة.
تشمل مواصفات ASTM A519 عدة درجات من الأنابيب الميكانيكية المصنوعة من الكربون وسبائك الصلب, متوفر إما في الظروف الساخنة أو الباردة. يمكن صب الفولاذ المستخدم في هذه الأنابيب إما في سبائك أو في شكل حبلا. عندما يتم صب درجات مختلفة من الفولاذ بشكل تسلسلي, يجب تحديد المواد الانتقالية.
أنابيب ASTM A213 T11 (أنابيب ASME SA213 T11) يتكون من مادة Chrome Moly Alloy ويستخدم على نطاق واسع في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية, وخاصة في الغلايات وسخانات. نظرا لتطبيقاتها الهامة, عادة ما يكون سعر هذا النوع من الأنابيب أعلى بكثير من أنابيب الكربون القياسية. الدرجات الشائعة في معيار ASTM A213 تشمل الدرجات الشائعة T9, T11, T12, T21, T22, T91, بالإضافة إلى درجات الفولاذ المقاوم للصدأ مثل TP304/L أو TP316/L. النطاق القياسي ASTM A213 وفقًا لمواصفات ASTM, تتعلق هذه المواصفة الخاصة بالأنابيب الفولاذية غير الملحومة من الحديد والأوستنيتي المستخدمة في الغلايات, سخانات فائقة, والمبادلات الحرارية. تشمل الدرجات المحددة التي تغطيها هذه المواصفات T5, TP304, وغيرها مما ورد في الجداول 1 و 2. يتراوح حجم الأنابيب من القطر الداخلي إلى 1/8 بوصة يصل إلى القطر الخارجي 5 بوصة, بسماكات تتراوح من 0.015 ل 0.500 بوصة (0.4 مم ل 12.7 مم). إذا كانت هناك حاجة إلى أحجام أخرى, يمكن تحديدها كجزء من الطلب, جنبا إلى جنب مع سمك الدنيا والمتوسطة.
من خلال فحص التركيب الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, عمليات التصنيع, والتطبيقات, يوفر هذا التحليل نظرة شاملة على الأنابيب الفولاذية ASTM A369, وتسليط الضوء على أهميتها في التطبيقات الصناعية عالية الأداء.
من خلال فحص التركيب الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, عمليات التصنيع, والتطبيقات, يوفر هذا التحليل نظرة شاملة على الأنابيب الفولاذية ASTM A250, وتسليط الضوء على أهميتها في التطبيقات الصناعية عالية الأداء.
