Bezešvé trubky z uhlíkové oceli JIS G3455 pro vysokoteplotní-provoz
Přehled
JIS G3455je japonský průmyslový standard probezešvé trubky z uhlíkové oceli určené pro-vysokoteplotní provozv kotlích, výměnících tepla, přehřívačích a dalších tlakových aplikacích, kde je kritická pevnost při zvýšené teplotě. Je to japonský ekvivalentASTM A106aDIN 17175, speciálně navržený pro služby nad 350 stupňů .
Třídy oceli a teplotní třídy
JIS G3455 definuje třídy na základěmaximální povolená provozní teplota:
| Označení stupně | Maximální provozní teplota | Srovnatelná třída ASTM | Klíčová charakteristika |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Až 425 stupňů | A106 Gr. C / A53 Gr. B | Obecná vysokoteplotní-uhlíková ocel |
| STPA 20 | Až 450 stupňů | A335 Gr. P1 / T1 | 0,5% molybdenová ocel pro odolnost proti tečení |
| STPA 22 | Až 475 stupňů | A335 Gr. P2 / T2 | Nízkolegovaná ocel 0,5Cr-0,5Mo |
| STPA 23 | Až 500 stupňů | A335 Gr. P12 / T12 | Legovaná ocel 1Cr-0,5Mo |
| STPA 24 | Až 550 stupňů | A335 Gr. P11 / T11 | Legovaná ocel 1,25Cr-0,5Mo-Si |
| STPA 25 | Až 550 stupňů | A335 Gr. P22 / T22 | Legovaná ocel 2,25Cr-1Mo |
| STPA 26 | Až 600 stupňů | A335 Gr. P5 / T5 | Legovaná ocel 5Cr-0,5Mo |
Nomenklatura:
STP: Bezešvá trubka pro tlakové účely
A: Označuje legovanou ocel (třídy pro vyšší teploty)
Číslo: Sekvenční označení stupně (nezaložené-na síle)
Mechanické vlastnosti při pokojové teplotě
| Stupeň | Pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu (MPa) Min | Tažnost (%) Min |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
| STPA 20 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
| STPA 22 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
| STPA 23 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
| STPA 24 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
| STPA 25 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
| STPA 26 | Větší nebo rovno 410 | 245 | 25 |
Poznámka: Tahové vlastnosti při vyšších teplotách jsou definovány v samostatných tabulkách pro návrhové výpočty.
Chemické složení (maximum %)
| Stupeň | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ostatní |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | 0.25 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| STPA 20 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | 0.45-0.65 | - |
| STPA 22 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.50-0.80 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 23 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.80-1.25 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 24 | 0.15 | 0.50-1.00 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 1.00-1.50 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 25 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 2.00-2.50 | 0.90-1.20 | - |
| STPA 26 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
Všechny třídy jsou zušlechtěné oceli s kontrolovaným obsahem hliníku pro zjemnění zrna.
Výrobní proces
Způsob výroby:
Výroba oceli:Elektrická oblouková nebo bazická kyslíková pec se sekundární rafinací
Lití ingotů:Umrtvená ocel s řízeným tuhnutím
Práce za tepla:Propíchnutí procesem Mannesmann s následným válcováním za tepla nebo vytlačováním
Tepelné zpracování: Povinné- Všechny trubky jsou tepelně zpracovány:
STPA 12:Normalizované nebo normalizované a temperované
STPA 20-26:Normalizované a temperované
Dokončení:Rovnání, řezání, zkoušení, kontrola
Rozsah velikostí:
Vnější průměr:10,5 mm až 900 mm (≈ 0,4" až 35")
Tloušťka stěny:1,0 mm až 100 mm
Délka:Typicky 4-8m; k dispozici delší délky až 18 m
Požadavky na tepelné zpracování
| Stupeň | Povinné tepelné zpracování | Typický rozsah teplot |
|---|---|---|
| STPA 12 | Normalizované nebo Normalizované a temperované | Normalizace: 880-950 stupňů Teplota: 600-700 stupňů |
| STPA 20 | Normalizované a temperované | Normalizace: 880-950 stupňů Teplota: 630-730 stupňů |
| STPA 22 | Normalizované a temperované | Normalizace: 900-980 stupňů Teplota: 650-750 stupňů |
| STPA 23 | Normalizované a temperované | Normalizace: 900-1000 stupňů Teplota: 680-780 stupňů |
| STPA 24 | Normalizované a temperované | Normalizace: 900-1000 stupňů Teplota: 680-780 stupňů |
| STPA 25 | Normalizované a temperované | Normalizace: 900-1000 stupňů Teplota: 680-780 stupňů |
| STPA 26 | Normalizované a temperované | Normalizace: 900-1050 stupňů Teplota: 700-800 stupňů |
Poznámka: Rychlosti chlazení a doby temperování jsou řízeny tak, aby se dosáhlo požadované mikrostruktury.
Požadavky na testování a kontrolu
| Test | Standardní reference (JIS) | Požadavek |
|---|---|---|
| Zkouška tahem | JIS Z 2241 | Jeden na teplo. Příčné vzorky pro vnější průměr větší nebo rovný 40 mm. |
| Test zploštění | JIS Z 2248 | Pro trubky s vnější průměrem menším nebo rovným 50 mm a stěnou < 10 % vnějšího průměru. |
| Zkouška tvrdosti | JIS Z 2245 | Často se používá pro slitiny k ověření popouštění. |
| Hydrostatický test | JIS G 3455 oddíl 8 | Povinné.Tlak Větší nebo roven 7 MPa nebo vypočítaný vzorec. |
| Nedestruktivní test | UT, RT nebo MT | Může být specifikováno pro kritické aplikace. |
| Test velikosti zrn | JIS G 0551 | Často se vyžaduje u tříd odolných proti tečení-. |
| Vysoká{0}}tepelná pevnost v tahu | JIS Z 2271 | Může být specifikováno pro ověření návrhu. |
Hydrostatický zkušební tlak:
Minimální:7 MPa(1 015 psi)
Vypočteno: P=2×S×tDP=D2×S×t
Kde S=70 % minimální meze kluzu při pokojové teplotě
Rozměrové tolerance
| Dimenze | Tolerance (podle JIS G 3455) |
|---|---|
| Vnější průměr | OD Menší nebo rovno 50 mm: ±0,5 mm 50 < OD Menší nebo rovno 200 mm: ±1,0 % Vnější průměr > 200 mm: ±0,75 % |
| Tloušťka stěny | +12.5 %, -10 % nominální zdi |
| Délka | Pevná délka: +10 mm, 0 mm |
| Přímost | Menší nebo rovno 0,2 % celkové délky |
| Hmotnost | ±10 % teoretické hmotnosti na jednu trubku |
Aplikace
Primární průmyslová odvětví:
Výroba energie:Hlavní parní potrubí, horké dohřevy, přehříváky, kotlové trubky
Petrochemický:Katalytické krekry, reformery, ohřívací trubky
Rafinace:Vysokoteplotní procesní potrubí, přenosová vedení
Průmyslové kotle:Vysokotlaké parní systémy-
Chemické závody:Vysokoteplotní{0}reaktorové systémy
Konkrétní služby:
Superheated steam (>400 stupňů)
Horký olej a tepelné kapaliny
Procesní plyny při zvýšených teplotách
Teplonosné kapaliny ve výměnících
Vysokoteplotní{0}}vodík (s omezeními)
Srovnání s mezinárodními standardy
| Stupeň | JIS G3455 | Ekvivalent ASTM | Ekvivalent DIN | EN Ekvivalent |
|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | C Menší nebo rovno 0,25 %, max. 425 stupňů | A106 Gr. C | St 35.8 | P235GH |
| STPA 20 | 0,5 Mo, 450 stupňů max | A335 P1/T1 | 15Mo3 | 16Mo3 |
| STPA 22 | 0,5Cr-0,5Mo, 475 stupňů max | A335 P2/T2 | 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 |
| STPA 23 | 1Cr-0,5Mo, 500 stupňů max | A335 P12/T12 | 14MoV6-3 | 14MoV6-3 |
| STPA 24 | 1,25Cr-0,5Mo-Si, max. 550 stupňů | A335 P11/T11 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 25 | 2,25Cr-1Mo, 550 stupňů max | A335 P22/T22 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 26 | 5Cr-0,5Mo, 600 stupňů max | A335 P5/T5 | 12CrMo19-5 | 12CrMo19-5 |
Výhody a speciální vlastnosti
Odolnost proti tečení:Speciálně navrženo pro dlouhodobý-provoz při vysokých{1}}teplotách
Mikrostrukturní stabilita:Tepelné zpracování zajišťuje stabilní mikrostrukturu při teplotě
Odolnost proti oxidaci:Slitiny odolávají tvorbě kotelního kamene při vysokých teplotách
Konzistence kvality:Japonské mlýny udržují přísnou kontrolu nad tepelným zpracováním
Dokumentace:Komplexní protokoly o zkouškách včetně záznamů o tepelném zpracování
Úvahy o designu a výrobě
Svařování:
Požadováno předehřátí:Pro všechny druhy slitin (STPA 20-26)
Po-tepelném zpracování svaru: Povinnépro třídy slitin pro obnovení vlastností
Přídavné kovy:Musí odpovídat nebo převyšovat složení obecného kovu
Kvalifikace postupu:Nezbytné díky obsahu slitiny
Creep Design:
Přípustná napětí jsou -závislá na teplotě
Data o tečení jsou k dispozici pro návrh
Důležité jsou úvahy o uvolnění stresu
Je třeba vyhodnotit účinky tepelného cyklování
Výroba:
Ohýbání:Ohýbání za tepla preferováno pro třídy slitin
Formování:Obtížnější než uhlíková ocel kvůli obsahu slitin
Obrábění:Vyžaduje vhodné nástroje a techniky
Čištění:Před servisem je nutné odstranit všechny nečistoty
Materiálová certifikace a sledovatelnost
Požadovaná dokumentace:
Certifikát o zkoušce mlýna:Kompletní chemická analýza všech prvků
Záznam tepelného zpracování:Časy, teploty, rychlosti chlazení
Zprávy o mechanických zkouškách:Pokojová a zvýšená teplota, pokud je specifikována
Záznamy o hydrostatických testech:Tlak, trvání, inspektor
Sledovatelnost:Kompletní řetěz od taveniny po hotovou trubku
Požadavky na značení:
Jméno výrobce/ochranná známka
Standardní (JIS G3455)
Stupeň (např. STPA 24)
Velikost (OD × tloušťka stěny)
Teplotní číslo
Symbol tepelného zpracování
Značka inspektora
Informace pro objednání
Základní údaje o specifikaci:
Standardní a třída:JIS G3455 STPA [číslo]
Rozměry:OD (mm) × WT (mm) × Délka (mm nebo m)
Tepelné zpracování:Uveďte, zda se liší od standardního
Testování:Standardní testy plus jakékoli další požadavky
Konečná příprava:Obyčejné, zkosené nebo speciální
Osvědčení:Požadavky MTC (jazyk, formát)
Označení:Specifické pokyny pro značení
