ASTM A335 سبائك الصلب الأنابيب
تحليل عميق لأنابيب الصلب المصنوعة من سبائك ASTM A335
مقدمة
ASTM A335 هي مواصفات لأنابيب الفولاذ المصنوعة من سبائك الحديد غير الملحومة المستخدمة بشكل أساسي في الخدمات ذات درجات الحرارة العالية. تعتبر هذه الأنابيب حاسمة في الصناعات التي تعمل في ظل ظروف قاسية مثل توليد الطاقة, معالجة البتروكيماويات, واستخراج النفط والغاز. توفر عناصر صناعة السبائك في هذه الأنابيب خصائص ميكانيكية محسنة, مقاومة التآكل, والقدرة على تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية.
تكوين مفصل والدرجات
التركيب الكيميائي
تم تصميم التركيب الكيميائي لأنابيب ASTM A335 لتوفير خصائص محددة مثل قوة درجات الحرارة العالية, مقاومة التآكل, والمتانة. فيما يلي تركيبات مفصلة لبعض الدرجات الأكثر أهمية:
| تحديد | يتراوح |
| القطر الخارجي | 1/4″- 48″ |
| سمك الجدار | الجداول الزمنية 40 خلال 160, الأمراض المنقولة جنسيا, XS, XXS. |
معيار: أسمي سا 335 الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين; ASTM A335M الجمعية الأمريكية للاختبارات والمواد
الاستخدامات: لتصنيع لوحة الحائط, المقتصد, إعادة التسخين, سخان وخط أنابيب البخار من الغلايات.
التركيب الكيميائي(%) أستم A335
يجب أن يكون لأنابيب مواصفات ASTM التي تؤكد ASTM A335 الخواص الكيميائية التالية. متطلبات الشد والصلابة يجب أن تتوافق خصائص الشد لأنبوب ASTM A335 مع المتطلبات المنصوص عليها. الأنابيب من الدرجات P91, ص92, ويجب أن لا تتجاوز صلابة P122 250 اتش بي/265 فولت [25 لجنة حقوق الإنسان]. للأنابيب من الدرجات P91, ص92, ص122, و ص911, برينل, فيكرز, أو يتم إجراء اختبارات صلابة روكويل على عينة من كل دفعة (انظر الملاحظة 7). تتحمل هذه الأنابيب مقاومة عالية للتمزق عند درجات الحرارة والضغوط العالية. مع مقاومة تشقق الهيدروجين والتآكل الناتج عن إجهاد الكبريتيد، يُفضل بشدة استخدام أنابيب مولي الكروم على أنابيب الكربون.
| درجة | و | ج ≥ | من | P ≥ | S | سي | كر | شهر |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ص1 | K11522 | 0.10~0.20 | 0.30~0.80 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0.50 | - | 0.44~0.65 |
| ص2 | ك11547 | 0.10~0.20 | 0.30~0.61 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0.30 | 0.50~0.81 | 0.44~0.65 |
| ص5 | K41545 | 0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6.00 | 0.44~0.65 |
| ص5ب | K51545 | 0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 1.00~2.00 | 4.00~6.00 | 0.44~0.65 |
| P5c | K41245 | 0.12 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6.00 | 0.44~0.65 |
| ص9 | S50400 | 0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1.00 | 8.00~10.00 | 0.44~0.65 |
| ص11 | K11597 | 0.05~0.15 | 0.30~0.61 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1.00 | 1.00~1.50 | 0.44~0.65 |
| ص12 | ك11562 | 0.05~0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 0.80~1.25 | 0.44~0.65 |
| ص15 | ك11578 | 0.05~0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 1.15~1.65 | - | 0.44~0.65 |
| ص21 | K31545 | 0.05~0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 2.65~3.35 | 0.80~1.60 |
| ص22 | K21590 | 0.05~0.15 | 0.30~0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 1.90~2.60 | 0.87~1.13 |
| P91 | K91560 | 0.08~0.12 | 0.30~0.60 | 0.02 | 0.01 | 0.20~0.50 | 8.00~9.50 | 0.85~1.05 |
| ص92 | ك92460 | 0.07~0.13 | 0.30~0.60 | 0.02 | 0.01 | 0.5 | 8.50~9.50 | 0.30~0.60 |
أنابيب كروم مولي: المواد مقابل EN مقابل ASTM
يمكن أن تكون أنابيب ASTM A335 إما منتهية على الساخن أو مسحوبة على البارد مع المعالجة النهائية كما هو مطلوب في الصف P2 وP12 - يجب أن يكون الفولاذ مصنوعًا من مادة خشنة.- ممارسة ذوبان الحبوب. حدود محددة, إن وجدت, على حجم الحبوب أو ممارسة إزالة الأكسدة يجب أن تكون مسألة اتفاق بين الشركة المصنعة والمشتري.
| المادة / الدين | في | أستم |
|---|---|---|
| 1.5415 | 16Mo3 | A335 الصف P1 |
| 1.7335 | 13CrMo4-5 | A335 الصف P11, ص12 |
| 1.738 | 10CrMo9-10 | A335 الصف P22 |
| 1.7362 | X11CrMo5 | A335 الصف P5 |
| A335 الصف P9 | ||
| 1.4903 | X10CrMoVNb9-1 | A335 الصف P91 |
متطلبات الشد
| قوة الشد, دقيقة., رطل لكل بوصة مربعة | ف-5 | ف-9 | ف-11 | ص-22 | ص-91 |
|---|---|---|---|---|---|
| ksi | 60 | 60 | 60 | 60 | 85 |
| MPa | 415 | 415 | 415 | 415 | 585 |
| قوة العائد, دقيقة., رطل لكل بوصة مربعة | |||||
| ksi | 30 | 30 | 30 | 30 | 60 |
| MPa | 205 | 205 | 205 | 205 | 415 |
تحليل المنتج بناء على طلب المشتري, يجب أن تقوم الشركة المصنعة بإجراء تحليل لأنبوبين من كل دفعة. يجب أن تتكون الكثير من أنابيب ASTM A335 مما يلي: مُحدد NPS تحت 2 400 أو جزء منه 2 ل 5 200 أو جزء منه 6 وأكثر 100 أو جزء منه.
ملحوظة: يجب ألا يكون لدى ASTM A335 P91 صلابة لا تتجاوز 250 اتش بي/265 فولت [25لجنة حقوق الإنسان].
الخواص الميكانيكية للمواصفة ASTM A335
| درجة | قوة الشد | قوة العائد |
|---|---|---|
| ص1، ص2 | 380 | 205 |
| ص12 | 415 | 220 |
| ص23 | 510 | 400 |
| P91 | 585 | 415 |
| ص92، ص11 | 620 | 440 |
| ص122 | 620 | 400 |
عناصر صناعة السبائك ووظائفها
- الكربون (ج): يوفر القوة والصلابة ولكن يمكن أن يقلل من الليونة.
- المنغنيز (من): يحسن المتانة والصلابة.
- الفوسفور (ص): يعزز القوة ولكنه يمكن أن يجعل الفولاذ هشًا.
- الكبريت (س): تعتبر نجاسة بشكل عام, يمكن أن يسبب هشاشة.
- السيليكون (و): يحسن القوة والصلابة.
- الكروم (كر): يزيد من الصلابة, قوة الشد, ومقاومة التآكل.
- الموليبدينوم (شهر): يعزز القوة, الصلابة, واستقرار درجات الحرارة المرتفعة.
- الفاناديوم (V): يحسن القوة والمتانة.
- النيوبيوم (ملحوظة): يزيد من القوة ويحسن قابلية اللحام.
- نتروجين (ن): يعزز القوة والصلابة.
الخواص الميكانيكية
تم تصميم الخواص الميكانيكية لأنابيب ASTM A335 لتلبية متطلبات تطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
الصف P5
- قوة الشد: ≥ 415 MPa (60,000 رطل لكل بوصة مربعة)
- قوة العائد: ≥ 205 MPa (30,000 رطل لكل بوصة مربعة)
- استطالة: ≥ 30%
الصف P11
- قوة الشد: ≥ 415 MPa (60,000 رطل لكل بوصة مربعة)
- قوة العائد: ≥ 205 MPa (30,000 رطل لكل بوصة مربعة)
- استطالة: ≥ 30%
الصف P91
- قوة الشد: ≥ 585 MPa (85,000 رطل لكل بوصة مربعة)
- قوة العائد: ≥ 415 MPa (60,000 رطل لكل بوصة مربعة)
- استطالة: ≥ 20%
عملية التصنيع
تصنيع الأنابيب غير الملحومة
يتم إنتاج الأنابيب غير الملحومة من خلال عدة خطوات:
- تسخين البليت: يتم تسخين قضبان الفولاذ إلى درجة حرارة عالية لجعلها قابلة للطرق.
- ثقب: يتم ثقب البليت الساخن لإنشاء أنبوب مجوف.
- المتداول: يتم لف الأنبوب المجوف لتحقيق القطر المطلوب وسمك الجدار.
- التحجيم: تتم معالجة الأنبوب أيضًا لتحقيق أبعاد دقيقة.
المعالجة الحرارية
تعتبر المعالجة الحرارية أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الخواص الميكانيكية والبنية المجهرية المطلوبة.
- التطبيع: تسخين الأنبوب إلى درجة حرارة معينة ومن ثم تبريده في الهواء لتحسين بنية الحبوب.
- هدأ: إعادة تسخين الأنبوب إلى درجة حرارة أقل بعد التبريد لتحسين المتانة وتقليل الهشاشة.
- الصلب: تسخين الأنبوب إلى درجة حرارة عالية ثم تبريده ببطء لتليين المادة وتحسين الليونة.
متطلبات الاختبار
للتأكد من أن أنابيب ASTM A335 تلبي المتطلبات الصارمة لتطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي, يتم إجراء اختبارات مختلفة:
- اختبار الشد: يقيس قوة الشد, قوة الخضوع, والاستطالة.
- اختبار الصلابة: يضمن أن المادة تلبي متطلبات الصلابة المحددة.
- اختبار الهيدروستاتيكي: التحقق من قدرة الأنبوب على تحمل الضغط الداخلي دون تسريب.
- اختبار غير مدمر (NDT): تقنيات مثل اختبار الموجات فوق الصوتية (يوتا) أو الاختبارات الشعاعية (ر.ت) تستخدم للكشف عن العيوب الداخلية.
- اختبار التأثير: يقيم صلابة المواد, وخاصة بالنسبة للدرجات التي تتطلب مقاومة عالية التأثير.
التطبيقات
تُستخدم أنابيب ASTM A335 في مجموعة متنوعة من تطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي, مشتمل:
- توليد الطاقة: غلايات, سخانات فائقة, وأجهزة إعادة التسخين في محطات توليد الطاقة.
- صناعة البتروكيماويات: وحدات المعالجة والمصافي ذات درجات الحرارة العالية.
- صناعة النفط والغاز: خطوط الأنابيب ومرافق المعالجة للسوائل ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية.
- الغلايات الصناعية: أنظمة الأنابيب في الغلايات الصناعية والمبادلات الحرارية.
- الهندسة الميكانيكية: المكونات المعرضة لضغوط ودرجات حرارة عالية.
المزايا والقيود
المزايا
- قوة درجات الحرارة العالية: قادرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة دون أن تفقد قوتها.
- مقاومة التآكل: توفر عناصر صناعة السبائك مقاومة ممتازة للأكسدة والتآكل.
- متانة: مصممة لأداء طويل الأمد في البيئات القاسية.
- براعة: مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.
القيود
- يكلف: تكلفة أعلى مقارنة بأنابيب الصلب الكربوني بسبب عناصر السبائك.
- التصنيع المعقد: يتطلب التحكم الدقيق في التركيب الكيميائي وعمليات المعالجة الحرارية.
- هشاشة: يمكن أن تصبح بعض الدرجات هشة إذا لم تتم معالجتها حرارياً بشكل صحيح.
خاتمة
تعتبر الأنابيب الفولاذية المصنوعة من سبائك ASTM A335 ضرورية للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية, متانة, ومقاومة درجات الحرارة والضغوط العالية. خواصها الميكانيكية المتفوقة, جنبا إلى جنب مع عمليات التصنيع والاختبار الصارمة, التأكد من أنها تلبي المتطلبات الصعبة لمختلف الصناعات. فهم المواصفات التفصيلية, الدرجات, وتطبيقات أنابيب ASTM A335 تساعد المهندسين والمصممين على اختيار المواد المناسبة لمشاريعهم, ضمان السلامة والكفاءة في البيئات الصعبة.
من خلال الخوض في التركيب الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, عمليات التصنيع, والتطبيقات, يوفر هذا التحليل العميق نظرة شاملة لأنابيب الصلب المصنوعة من سبائك ASTM A335, وتسليط الضوء على أهميتها في التطبيقات الصناعية عالية الأداء.
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.
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.
من خلال فحص التركيب الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, عمليات التصنيع, والتطبيقات, يوفر هذا التحليل نظرة شاملة على الأنابيب الفولاذية ASTM A556, وتسليط الضوء على أهميتها في التطبيقات الصناعية عالية الأداء.
