ASTM A335M: Standardspezifikation für nahtlose Rohre aus ferritischem legiertem Stahl für den Einsatz bei hohen Temperaturen

ASTM A335M: Standardspezifikation für nahtlose Rohre aus ferritischem legiertem Stahl für den Einsatz bei hohen Temperaturen
Diese Norm ist insbesondere für Rohre aus ferritischen Legierungen relevant, die in Kraftwerken verwendet werden, Raffinerien, und andere industrielle Umgebungen, in denen Hochtemperaturleistung unerlässlich ist. Die Rohre sind so ausgelegt, dass sie den in diesen Anwendungen typischen hohen Temperaturen und Drücken standhalten.
Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung der technischen Aspekte von ASTM A335M mit Schwerpunkt auf der chemischen Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften, testen, Maße, und typische Anwendungen.
1. Geltungsbereich von ASTM A335M
ASTM A335M umfasst nahtlose Rohre aus ferritischem legiertem Stahl, die für den Einsatz im Hochtemperaturbetrieb konzipiert sind, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Belastung erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist (oft über 500 °C oder 932 °F) ist erforderlich. Diese Rohre werden im Allgemeinen verwendet in:
- Kraftwerke (für Dampf- und Heißwasserleitungen)
- Chemische und petrochemische Industrie
- Raffinierende Industrien (für Rohre in Hochdrucksystemen)
- Kessel und Überhitzer in Energieerzeugungsanlagen.
Die Norm umfasst auch die mechanischen Eigenschaften, Anforderungen an die Wärmebehandlung, und chemische Zusammensetzungsspezifikationen für diese Materialien, um eine sichere und zuverlässige Leistung unter den rauen Bedingungen, unter denen sie verwendet werden, zu gewährleisten.
2. Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung des für ASTM A335M-Rohre verwendeten legierten Stahls spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Festigkeit des Materials, Beständigkeit gegen Oxidation, kriechen, und andere Hochtemperatureigenschaften.
Tisch 1: Typische chemische Zusammensetzung für ASTM A335M-Rohrqualitäten
Grad | C (Kohlenstoff) | Mn (Mangan) | Und (Silizium) | P (Phosphor) | S (Schwefel) | Cr (Chrom) | Mo (Molybdän) | V (Vanadium) | In (Nickel) | Cu (Kupfer) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A335 P5 | 0.05–0,15 % | 0.30–0,60 % | 0.50% max | 0.025% max | 0.010% max | 4.00–6,00 % | 0.45–0,65 % | – | – | – |
A335 P9 | 0.06–0,15 % | 0.30–0,60 % | 0.50% max | 0.025% max | 0.010% max | 8.00–10,00 % | 0.90–1,10 % | – | – | – |
A335 P11 | 0.05–0,15 % | 0.30–0,60 % | 0.50% max | 0.025% max | 0.010% max | 1.00–1,50 % | 0.44–0,65 % | – | – | – |
A335 P22 | 0.05–0,15 % | 0.30–0,60 % | 0.50% max | 0.025% max | 0.010% max | 2.25–2,75 % | 1.00–1,25 % | – | – | – |
A335 P91 | 0.08–0,12 % | 0.30–0,60 % | 0.50% max | 0.025% max | 0.010% max | 8.00–9,50 % | 0.85–1,05 % | 0.18–0,25 % | 0.20–0,60 % | – |
- Anmerkungen:
- P5, P9, P11, P22, P91 steht für verschiedene ferritische Stahlsorten, die je nach Temperaturbereich und spezifischen mechanischen Anforderungen verwendet werden.
- Das Chrom (Cr) Der Gehalt spielt eine wichtige Rolle für die Oxidationsbeständigkeit des Rohrs, vor allem bei hohen Temperaturen.
- Molybdän (Mo) trägt zur Verbesserung der Kriechfestigkeit bei, was für Hochtemperaturanwendungen unerlässlich ist.
- Vanadium (V) in P91 trägt dazu bei, die Festigkeit und Beständigkeit des Stahls gegen thermische Ermüdung zu verbessern.
3. Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften von ASTM A335M-Rohren sind entscheidend für ihre Anwendung in Hochtemperaturumgebungen. Zu diesen Eigenschaften gehört die Zugfestigkeit, Streckgrenze, Verlängerung, Härte, und Schlagzähigkeit.
Tisch 2: Mechanische Eigenschaften von ASTM A335M-Rohrqualitäten
Grad | Zugfestigkeit (ksi) | Streckgrenze (ksi) | Verlängerung (%) | Härte (Brinell) |
---|---|---|---|---|
A335P5 | 60–85 | 30–60 | 20–30 | 140-200 |
A335 P9 | 75–90 | 50–75 | 20–30 | 160-220 |
A335 P11 | 70–85 | 50–70 | 20–30 | 160-220 |
A335 P22 | 65–85 | 45–60 | 20–30 | 160-220 |
A335 P91 | 85–100 | 70–90 | 20–30 | 200-250 |
- Die Zugfestigkeit gibt die Fähigkeit des Materials an, einem Bruch unter Spannung standzuhalten.
- Die Streckgrenze misst die Fähigkeit des Materials, einer Verformung unter Belastung zu widerstehen.
- Die Dehnung spiegelt die Duktilität oder Fähigkeit des Materials wider, sich zu dehnen, ohne zu brechen.
- Die Härte gibt einen Hinweis auf die Widerstandsfähigkeit des Materials gegenüber Oberflächenverformungen, tragen, und Kratzer.
4. Wärmebehandlungs- und Herstellungsprozess
Die von ASTM A335M abgedeckten Rohre müssen speziellen Wärmebehandlungen unterzogen werden, um ihre Gebrauchstauglichkeit bei hohen Temperaturen sicherzustellen:
Wärmebehandlungsprozess:
- Normalisierung: Bei diesem Prozess wird das Rohr auf eine Temperatur leicht oberhalb des kritischen Bereichs erhitzt und anschließend an der Luft abgekühlt. Durch diesen Prozess wird die Kornstruktur verfeinert, Verbesserung sowohl der Festigkeit als auch der Zähigkeit.
- Temperieren: Nach dem Aushärten, Rohre können bei einer niedrigeren Temperatur angelassen werden, um die Sprödigkeit zu verringern und gleichzeitig die Festigkeit beizubehalten.
- Glühen: Bei einigen Sorten ist möglicherweise ein Glühen erforderlich, um eine bessere Duktilität zu erreichen und die Härte zu verringern.
- Abschrecken: Das Material kann abgeschreckt werden (schnelle Abkühlung) um es zu verhärten, insbesondere bei hochbeanspruchten Anwendungen.
Herstellungsprozess:
Das Rohr wird kaltgeformt und auf den erforderlichen Durchmesser und die erforderliche Dicke warmgewalzt. Um eine gleichmäßige Wandstärke und einen gleichmäßigen Durchmesser zu gewährleisten, wird ein präziser nahtloser Formprozess eingesetzt, was entscheidend für die Druck- und Temperaturbeständigkeit ist. Nach dem Formen, Das Rohr ist wärmebehandelt, und werden häufig einer strengen Prüfung unterzogen, um die Einhaltung der Spezifikationen sicherzustellen.
5. Prüfung und Inspektion
ASTM A335M-Rohre müssen mehreren Tests unterzogen werden, um sicherzustellen, dass sie den strengen Anforderungen des Hochtemperaturbetriebs gerecht werden.
Arten von Tests:
- Zugversuch: Zur Messung der Festigkeit und Dehnung des Rohrs unter Belastung.
- Schlagtest: Wird normalerweise bei Minustemperaturen durchgeführt, um die Zähigkeit und Rissbeständigkeit des Materials zu bestimmen.
- Härtetest: Zur Bewertung des Widerstands des Rohrmaterials gegenüber Oberflächenverformung.
- Hydrostatischer Test: Zur Überprüfung der Unversehrtheit des Rohrs unter Innendruck.
- Ultraschalltest: Zur Erkennung interner Fehler, Es wird sichergestellt, dass keine Mängel auftreten, die die Gebrauchstauglichkeit des Rohrs bei hohen Temperaturen beeinträchtigen könnten.
6. Maßtoleranzen
Die Abmessungen von ASTM A335M-Rohren müssen strenge Toleranzen einhalten, um sicherzustellen, dass sie in Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen richtig passen.
Tisch 3: Maßtoleranzen für ASTM A335M-Rohre
Außendurchmesser (AUS) | Wandstärke | Länge |
---|---|---|
2 Zoll zu 24 Zoll | 0.250 Zoll zu 1.000 Zoll | 12 ft zu 24 ft |
Über 24 Zoll | 0.250 Zoll zu 1.000 Zoll | Kundenspezifische Längen verfügbar |
- Die Wandstärke ist für Druckanwendungen von entscheidender Bedeutung. Die Rohre müssen hohen Innendrücken standhalten, Daher wird die Dicke entsprechend den spezifischen Serviceanforderungen ausgewählt.
- Länge: Rohre werden typischerweise in festen Längen hergestellt (normalerweise 12 Zu 24 Füße), aber längere Längen können je nach Kundenwunsch angepasst werden.
7. Anwendungen und Anwendungsfälle
ASTM A335M-Rohre werden in Umgebungen mit hoher Festigkeit verwendet, Beständigkeit gegen Oxidation, und die Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, sind unerlässlich. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören::
- Energieerzeugung: In Kesseln, Überhitzer, und Dampfleitungen, wo Rohre Hochdruckdampf ausgesetzt sind.
- Petrochemische Industrie: Wird in Raffinerien für Rohrleitungen verwendet, die korrosive und Hochtemperaturflüssigkeiten transportieren.
- Industrielle Wärmetauscher: Rohre, die der Wärmeübertragung zwischen Flüssigkeiten dienen und dabei sowohl Temperatur als auch Druck standhalten.
- Industrie für fossile Brennstoffe: In Rohrleitungen, die Gase und Flüssigkeiten mit hoher Temperatur in Kraftwerken transportieren.