Что такое труба ASTM A691 1-1/4Cr?
ASTM A691 — это стандартная спецификация для труб из хромомолибденовой стали, сваренных электросваркой (EFW), предназначенных для работы при высоких температурах и высоком давлении. Обозначение 1-1/4Cr идентифицирует марку: низколегированная сталь, номинально содержащая 1,25% хрома в сочетании с молибденом, классическая пара Cr-Mo, используемая для обеспечения прочности при повышенных температурах, сопротивления ползучести и стойкости к окислению.
Поскольку труба изготовлена из пластины или листа, соединена присадочным металлом с помощью электросварки и отделана продольным швом, ее обычно применяют там, где требуются большие диаметры и тяжелые стенки и где бесшовный стан не может обеспечить нужный размер. Спецификация охватывает химический состав, термообработку, требования к растяжению, качество сварных швов, проверку и испытания готовой трубы.
Труба A691 заказывается как комбинация марки и класса. Марка фиксирует химический состав основного металла и присадочного металла, а класс фиксирует минимальный уровень прочности на разрыв и состояние термической обработки, в которой поставляется труба. Обе части обозначения должны быть указаны в заказе на поставку.
Химический состав и механические требования
Марка 1-1/4Cr представляет собой хромомолибденовую сталь того же семейства, что и марки ферритных сплавов, используемые для высокотемпературных труб. Приведенные ниже диапазоны легирования определяют марку; содержание углерода намеренно поддерживается на низком уровне для обеспечения свариваемости, а количество остаточных элементов ограничивается для защиты ударной вязкости.
| Элемент | Типичное требование к 1-1/4Cr | Цель |
|---|---|---|
| Кр | 1.00-1.50% | Устойчивость к окислению и образованию накипи при температуре |
| Мо | 0.44-0.65% | Предел ползучести и предел прочности на растяжение при повышенной температуре. |
| C | Контролируемый низкоуглеродистый диапазон | Свариваемость и пластичность зоны термического влияния шва |
| Мн, Си | Указано по стандарту | Раскисление и баланс сил |
| P, S | Ограниченный | Прочность, прочность сварного шва |
Присадочный металл должен наплавлять сварной шов, который соответствует химическому составу Cr-Mo основного металла, а наплавленный металл шва должен соответствовать требованиям к механическим свойствам ASTM A691 для заказанной марки и класса. Предел прочности на разрыв, предел текучести и предел удлинения растут вместе с номером класса, поэтому механические значения всегда следует брать из таблицы свойств стандарта для точной марки и класса, указанных в заказе.
Производственный маршрут: электросварная конструкция
Пластину разрезают, подготавливают кромку, прокатывают или прижимают к цилиндрической оболочке и соединяют продольным швом с добавлением присадочного металла. Двусторонняя сварка под флюсом обычно применяется для тяжелых стен. Последовательность, которая имеет значение для конечного качества:
Проверка пластины на соответствие заданному химическому составу.
Контроль подгонки и выравнивания, чтобы смещение оставалось в пределах размеров стандарта.
Контроль параметров сварного шва: подвод тепла, температура между проходами и состояние флюса – все это влияет на ударную вязкость.
Термическая обработка готовой трубы в состоянии, требуемом классом – либо снятие напряжений, либо нормализация и отпуск.
Неразрушающий контроль продольного шва и гидростатическое испытание каждой длины.
Проверка размеров, маркировка и выдача сертификата испытаний материала.
Послесварочная термообработка не является косметической. На материале 1-1/4Cr он восстанавливает пластичность и вязкость в зоне термического влияния сварного шва и снимает остаточные напряжения, поэтому протокол термообработки для каждой партии следует проверять вместе с результатами механических испытаний.
Применение в высокотемпературной эксплуатации
Трубы из стали 1-1/4Cr широко используются в качестве трубопроводов высокого давления, работающих при повышенных температурах, где углеродистая сталь исчерпала предел ползучести, но использование более высоколегированной марки еще не оправдано с точки зрения стоимости:
Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающего завода – контуры гидроочистки, риформинга и гидрокрекинга.
Производство электроэнергии - линии пара и горячего промперегрева, выпускные трубопроводы котла и пароколлекторы.
Химические и нефтехимические заводы - реакторы, теплообменники и линии передачи.
Трубопроводы печи и реформинга постоянно работают в диапазоне ползучести.
Поскольку материал сохраняет прочность при температуре и образует защитную оксидную окалину, его часто выбирают для линий, которые испытывают постоянную тепловую нагрузку, а не для линий, которые интенсивно циклически работают при низкой температуре.
Примечания к заказу, сварке и проверке
Для полевой и цеховой сварки труб 1-1/4Cr стандартной практикой является предварительный нагрев в диапазоне, обычно установленном для низколегированной хромомолибденовой стали (около 150-200 градусов Цельсия), за которым следует контролируемая температура между проходами, соответствие присадочного металла Cr-Mo и послесварочная термообработка по завершении сварки. Быстрое охлаждение сварного шва тяжелого сечения без термической обработки является частой причиной образования твердых, чувствительных к растрескиванию зон термического воздействия.
Что следует проверить при доставке: марка и класс трубы в сертификате в соответствии с заказом на поставку; результаты химического состава и растяжения для каждой плавки и каждой партии; протокол термообработки; спецификация технологии сварки и протокол аттестации технологии продольного шва; рентгенографические или ультразвуковые результаты шва; гидростатическое испытательное давление и продолжительность; и размерные допуски на концах.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Что означает 1-1/4Cr в ASTM A691?
Это обозначение марки: сталь номинально содержит 1,25% хрома вместе с молибденом, что придает трубе прочность при повышенных температурах и стойкость к окислению.
Вопрос: Чем A691 отличается от спецификации бесшовных труб из сплава?
А691 охватывает трубы, изготовленные электросваркой из листового металла с добавлением присадочного металла, поэтому подходит для больших диаметров и толстых стенок. Бесшовные спецификации охватывают трубы, изготовленные без продольного сварного шва, и обычно используются для труб меньшего диаметра.
Вопрос: Что говорит номер класса покупателю?
Класс устанавливает минимальный уровень прочности на разрыв и термическое состояние готовой трубы. Необходимо указать марку и класс, поскольку один и тот же химический состав может поставляться с разными уровнями прочности.
Вопрос: Обязательна ли термообработка после сварки?
Для низколегированного материала Cr-Mo типичных для этой марки толщин обычно назначают термообработку для отпуска зоны термического влияния сварного шва и снятия остаточных напряжений. Точные требования соответствуют применимым строительным нормам и заказанному классу.
Вопрос: Где чаще всего используется труба 1-1/4Cr?
В технологических трубопроводах нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, а также в паровых системах электростанций, где рабочая температура превышает практический предел углеродистой стали, но не требуется использование более высокой марки сплава.
Вопрос: Что необходимо проверить в сертификате завода?
Марка и класс, номер плавки, химический анализ, результаты растяжения и текучести, состояние термообработки, результаты проверки сварных швов и протокол гидростатических испытаний для каждой длины.
