ASTM A691 Труба, сваренная электросваркой (EFW)
Базовый обзор
Стандартная спецификация дляэлектросварные-плавильные-трубы из углеродистой и легированной сталиизготовлено сдобавлен присадочный металл, изготовленный издавление-сосуд-качественные пластины. ASTM A691 специально разработан дляработа под высоким-давлением при высоких температурах, что делает его незаменимым для применений в энергетике, нефтехимии и промышленных процессах, требующих работы при повышенных температурах.
Объяснение имени
| Часть | Значение |
|---|---|
| АСТМ | АСТМ Интернешнл |
| A691 | Номер стандартной спецификации для стальных труб, сваренных электро-плавлением-для работы под высоким-давлением и высокими температурами |
| Электросварка плавлением (EFW) | Процесс изготовления – труба формируется из листового металла и сваривается в продольном направлении с помощью электродуговой сварки сдобавлен присадочный металл(в отличие от ERW, в котором не используется присадочный металл) |
Основные характеристики трубы ASTM A691 EFW
| Особенность | Описание |
|---|---|
| Источник материала | Изготовлено изкачественные пластины для сосудов под давлением(например, ASTM A204, A387, A537, A299, A387/A387M) |
| Производство | Электросварка плавлением (EFW)– обычно продольная сварка под флюсом с добавлением присадочного металла; сварные швы, выполненные вручную или автоматически электрическим способом |
| Основное приложение | Служба высокого-напряжения ввысокие температуры |
| Диапазон диаметров | 16 дюймов (400 мм) и большеноминально |
| Толщина стены | До 3 дюймов (75 мм)инклюзивный |
| Длина | Обычно 5,8–12 м, есть варианты 6 м, 9 м, 18 м или по индивидуальному заказу. |
| Температурный фокус | Специально разработан дляработа при высоких-температурах |
Ключевая терминология: оценка и класс.
Понимая разницу междуОценкаиСорткритично для ASTM A691:
| Срок | Определение | Примеры |
|---|---|---|
| Оценка | Обозначаеттип используемой пластины(анализ стали и уровень прочности). Указывает химический состав основного материала и соответствующую спецификацию пластины ASTM. | СМ-65, СМ-70, СМ-75, CMSH-70, CMS-75, CMSH-80, ½ CR, 1CR, 1¼ CR, 2¼ CR, 3CR, 5CR, 9CR, 91 |
| Сорт | Обозначает три ключевых производственных атрибута:проведена термообработка, будь тосварной шов подвергается рентгенологическому исследованию, и является литруба прошла испытания под давлением . | 10, 11, 12, 13, 20, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 33, 40, 41, 42, 43, 50, 51, 52, 53 (см. полную таблицу ниже) |
Обозначения классов и источники пластин
«Марка» в ASTM A691 соответствует конкретным спецификациям пластин сосудов под давлением:
| Марка трубы | Тип стали | Спецификация пластины ASTM | Пластина |
|---|---|---|---|
| СМ-65 | Углеродистая-молибденовая сталь | A204/A204M | A |
| СМ-70 | Углеродистая-молибденовая сталь | A204/A204M | B |
| СМ-75 | Углеродистая-молибденовая сталь | A204/A204M | C |
| ЦМШ-70 | Сталь углеродистая-марганцевая-кремниевая, нормализованная | A537/A537M | 1 |
| ЦМС-75 | Углеродистая-марганцевая-кремниевая сталь | A299/A299M | - |
| ЦМШ-80 | Углеродистая-марганцевая-кремниевая сталь, закаленная и отпущенная | A537/A537M | 2 |
| ½ CR | Сталь ½% хрома, ½% молибдена | A387/A387M | 2 |
| 1CR | Сталь 1% хрома, ½% молибдена | A387/A387M | 12 |
| 1 ¼CR | 1 ¼% хромистая, ½% молибденовая сталь | A387/A387M | 11 |
| 2 ¼CR | Сталь 2 ¼% хрома, 1% молибдена | A387/A387M | 22 |
| 3CR | Сталь 3% хрома, 1% молибдена | A387/A387M | 21 |
| 5CR | Сталь 5% хрома, ½% молибдена | A387/A387M | 5 |
| 9CR | Сталь 9% хрома, 1% молибдена | A387/A387M | 9 |
| 91 | 9% хром, 1% молибден, ванадий, колумбий | A387/A387M | 91 |
Обозначения классов – полная справочная таблица
«Класс» определяет требования к термообработке, рентгенографическому исследованию и испытаниям под давлением. Система нумерации классов следует логическому шаблону, гдепервая цифра указывает тип термообработкиивторая цифра указывает уровень проверки :
| Сорт | Термическая обработка труб | Рентгенография (раздел 9) | Испытание давлением (раздел 8.3) | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| 10 | Никто | Нет | Нет | Не-критическое, низкое-давление |
| 11 | Никто | Да | Нет | Проверка целостности сварного шва без испытания под давлением |
| 12 | Никто | Да | Да | Обычное явление для-сварных работ с полной проверкой |
| 13 | Никто | Нет | Да | Только испытания-под давлением |
| 20 | Стресс снят | Нет | Нет | Снятие напряжений для стабильности размеров |
| 21 | Стресс снят | Да | Нет | Снятие напряжений с помощью проверки сварных швов |
| 22 | Стресс снят | Да | Да | Чаще всего используется для-услуг по снятию стресса. |
| 23 | Стресс снят | Нет | Да | Снятие стресса только с помощью испытания под давлением |
| 30 | Нормализованный | Нет | Нет | Очистка зерна |
| 31 | Нормализованный | Да | Нет | Нормализовано с проверкой сварных швов |
| 32 | Нормализованный | Да | Да | Общее для нормализованного обслуживания |
| 33 | Нормализованный | Нет | Да | Нормируется только с помощью испытания под давлением |
| 40 | Нормализованный и закаленный | Нет | Нет | Улучшенные механические свойства |
| 41 | Нормализованный и закаленный | Да | Нет | Улучшенные свойства благодаря проверке сварных швов |
| 42 | Нормализованный и закаленный | Да | Да | Полная термообработка и проверка |
| 43 | Нормализованный и закаленный | Нет | Да | Улучшенные свойства благодаря испытанию под давлением |
| 50 | Закаленный и закаленный | Нет | Нет | Максимальная прочность |
| 51 | Закаленный и закаленный | Да | Нет | Максимальная прочность при проверке сварных швов |
| 52 | Закаленный и закаленный | Да | Да | Высочайшая прочность при полной проверке |
| 53 | Закаленный и закаленный | Нет | Да | Максимальная прочность при испытании давлением |
Примечание 1:Выбор материалов следует производить с учетом температуры эксплуатации. Для получения рекомендаций можно обратиться к Спецификациям A20/A20M.
Примечание 2:Логика нумерации классов:Первая цифра(10-50)=вид термообработки;Вторая цифра(0,1,2,3)=уровень проверки (0=нет, 1=только RT, 2=RT + гидроиспытание, 3=только гидроиспытание).
Параметры термообработки
| Марка трубы | Спецификация АСТМ | После-сварочной нагрева-диапазон температур обработки (снятие напряжения) градус F [градус] | Нормализация максимальной температуры, если не указано иное, градус F [градус] | Максимальная температура закалки, если не указано иное, градус F [градус] | Минимальная температура отпуска, градус F [градус] |
|---|---|---|---|---|---|
| СМ-65/70/75 | A204/A204M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| ЦМШ-70 | A537/A537M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| ЦМС-75 | A299/A299M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| ЦМШ-80 | A537/A537M | - | - | 1700 [925] | 1100-1250 [590-675] |
| ½ CR, 1CR, 1¼CR | A387/A387M | 1100-1375 [590-745] | 1850 [1010] | 1700 [925] | 1150-1375 [620-745] |
| 2¼CR, 3CR | A387/A387M | 1200-1400 [650-760] | 1850 [1010] | 1700 [925] | 1250-1400 [675-760] |
| 5CR | A387/A387M | 1200-1400 [650-760] | 1850 [1010] | 1650 [900] | 1300-1400 [705-760] |
| 9CR | A387/A387M | 1325-1375 [715-745] | - | - | 1325-1375 [715-745] |
| 91 | A387/A387M | 1350-1420 [730-770] | 1900-2000 [1040-1095] | 1900 мин [1040 мин] | 1350-1440 [730-780] |
Примечание:Сталь 9CR — это-закаливаемая на воздухе сталь, иногда сохраняющая аустенит при температуре, близкой к атмосферной. Хорошая практика — дать стали остыть до 150 градусов по Фаренгейту или ниже, прежде чем подвергать ее отпуску или термообработке после-сварки.
Производственный процесс
Трубы ASTM A691 EFW производятся с использованием следующего процесса:
Подготовка тарелки:Стальные листы, качественные для сосудов под давлением, выбираются в зависимости от требуемой марки (А204, А387, А537, А299 и т. д.).
Формирование:Пластинам придают цилиндрическую форму с помощью формовочных валков.
Сварка:Продольный шов сваривается с помощьюпроцесс электросварки плавлениемсдобавлен присадочный металл– это отличает EFW от ERW (в котором не используется присадочный металл). Сварные швы могут выполняться вручную или автоматически электрическим способом.
Усиление сварных швов:Сварные соединения должны иметь положительное усиление в центре каждой стороны сварного шва. Контур должен быть гладким, а наплавленный металл должен плавно и равномерно вплавляться в поверхность пластины.
Термическая обработка:Применяется в соответствии с указанным классом (снятие напряжений, нормализация, закалка и отпуск и т. д.).
НК и тестирование:Рентгенографическое исследование (если указано классом), гидростатические испытания (если указано классом), испытания на растяжение и изгиб.
Отделка:Подготовка торца (гладкий, скошенный), устранение дефектов поверхности шлифованием или механической обработкой.
Сравнительная таблица: ASTM A691, ASTM A672 и ASTM A671
Эти сопутствующие стандарты используют один и тот же производственный подход, но рассчитаны на разные температурные диапазоны:
| Аспект | АСТМ А691 | АСТМ А672 | АСТМ А671 |
|---|---|---|---|
| Рабочая температура | Высокие температуры | Умеренные температуры | Атмосферные и более низкие температуры |
| Первичный фокус | Устойчивость к высоким-температурам, сопротивление ползучести, способность выдерживать-высокое давление. | Повышенная температурная прочность, умеренная эксплуатация | Низко-вязкая вязкость, ударные свойства |
| Типичные оценки | Сплавы Cr-Mo (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR, 91), серия CM | B60, B65, B70 (на базе A515) | CC60, CC65, CC70 (на базе A516) |
| Общие приложения | Высокотемпературные-паропроводы, нагреватели нефтеперерабатывающих заводов, энергетические котлы | Внешние трубопроводы котла, технологические линии умеренной температуры | Низко-технологические трубопроводы, СПГ, холодный сервис |
| Выбор материала | Разработан для длительной эксплуатации при повышенных температурах. | Предназначен для эксплуатации при умеренных температурах. | Разработан с учетом низкой-прочности при низких температурах. |
Требования к испытаниям и проверкам
В зависимости от выбранного класса трубы ASTM A691 подвергаются:
| Тип теста | Цель | Применимость |
|---|---|---|
| Испытание на растяжение | Проверка текучести и прочности на растяжение | Все трубы |
| Испытание на изгиб | Проверка пластичности и целостности сварного шва. | Все трубы |
| Рентгенографическое исследование (РТ) | Обнаружение дефектов сварных швов – по всей длине каждого сварного шва | Требуется для классов с «1» или «2» в качестве второй цифры. |
| Гидростатические испытания | Подтверждение герметичности-герметичности | Требуется для классов со второй цифрой «2» или «3». |
| Испытание давлением | Проверьте сдерживание давления | Требования для каждого класса |
| Осмотр поверхности | Обнаружение и устранение недопустимых недостатков | 100% |
Общие приложения
Трубы ASTM A691 EFW широко используются в:
| Промышленность | Приложения |
|---|---|
| Производство электроэнергии | Высокотемпературные паропроводы-, внешние трубопроводы котла, соединения пароперегревателя |
| Нефтехимия и нефтепереработка | Высокотемпературные-технологические трубопроводы, нагреватели нефтеперерабатывающих заводов, трубопроводы установок каталитического крекинга |
| Нефть и газ | Трубопроводы высокого-высокого-температуры (ВДВТ), перерабатывающие предприятия |
| Химическая обработка | Технологические линии для высокотемпературной-химической обработки |
| Промышленный | Промышленные трубопроводные системы высокого-давления, требующие устойчивости к повышенным температурам. |
Доступность типичных размеров
| Параметр | Диапазон |
|---|---|
| Внешний диаметр | От 16 дюймов (400 мм) до 60 дюймов (1500 мм)+номинально |
| Толщина стены | До 3 дюймов (75 мм)стандартный |
| Длина | Стандартная длина 5,8-12 м, доступна длина до 18 м. |
| Конец Финиш | Гладкие концы, скошенные концы для сварки |
| Условия доставки | В соответствии с классом (снятие напряжения, нормализация, нормализация и отпуск, закалка и отпуск) |
Рекомендации по выбору класса
Выбор соответствующего класса зависит от требований к обслуживанию:
| Условия обслуживания | Рекомендуемый класс | Обоснование |
|---|---|---|
| Общие условия эксплуатации при высоких-температурах и-давлениях | 22 | Стресс снимается при полном осмотре –наиболее распространен для многих приложений |
| Критически важная работа при высоких-температурах | 32 или 42 | Нормализованный или нормализованный и отпущенный для измельчения зерна и улучшения свойств. |
| Требования к максимальной прочности | 52 | Закалка и отпуск с полной проверкой |
| Обслуживание-сварно с полной проверкой | 12 | После-сварки при комнатной температуре и гидроиспытаний |
Преимущества трубы ASTM A691 EFW
| Преимущество | Описание |
|---|---|
| Возможность большого диаметра | Может производить трубы намного большего размера, чем бесшовные или ERW. |
| Толстые стены | Подходит для применений с высоким-давлением, требующих значительной толщины стенок (стандартно до 3 дюймов). |
| Варианты легированной стали | Доступен широкий ассортимент сплавов Cr-Mo для работы при высоких-температурах (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR, 91). |
| Высокотемпературные характеристики | Специально разработан для применения в условиях-высоких температур. |
| Возможность высокого давления | Разработан для работы под высоким-давлением. |
| Варианты контроля качества | Система классов позволяет сопоставить уровень проверки с критичностью услуги. |
| Изготовление из пластины | Позволяет использовать качественные материалы для сосудов высокого давления с сертифицированными свойствами. |
Важные примечания по выбору
1. Выбор класса по применению
Серия СМ:Углеродистые-молибденовые стали для эксплуатации в условиях высоких-температур.
Марки Cr-Mo (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR):Для применения в условиях повышенной -температуры и устойчивости к коррозии-.
91 класс:Усовершенствованная сталь 9Cr-1Mo-V для применения в условиях сверхвысоких температур, требующих превосходного сопротивления ползучести.
2. Логика выбора класса
Система нумерации классов упрощает выбор:
Первая цифра= термообработка: 10 (после-сварки), 20 (снятые напряжения), 30 (нормализованные), 40 (нормализованные и отпущенные), 50 (закаленные и отпущенные)
Вторая цифра= проверка: 0 (нет), 1 (только RT), 2 (RT + гидроиспытание), 3 (только гидроиспытание)
Наиболее распространенные варианты для работы при высоких-температурах:
Класс 22:Стресс снят, полностью осмотрен –стандарт для многих приложений,-высокотемпературных
Класс 32:Нормализованный, полностью проверенный – когда необходимо измельчение зерна
Класс 42:Нормализованы и отпущены, полностью проверены – для улучшения свойств при повышенных-температурах.
3. Температурные соображения
ASTM A691 специально предназначен дляработа при высоких-температурах
Различные марки имеют разные максимальные температурные пределы – см. применимые нормы.
Для очень высоких температур требуются сплавы Cr-Mo (5CR, 9CR, 91).
4. Соответствие Кодексу
Код ASME: часто применяется для применения в нормах для котлов и сосудов под давлением.
Ознакомьтесь с применимыми строительными нормами (ASME B31.1 Power Piping, B31.3 Process Piping) для получения информации о приемочных и расчетных факторах.
5. Гарантия качества
Сертификат заводских испытаний: Обычно требуется для критически важных применений.
Убедитесь, что все необходимые испытания (RT, гидроиспытания) для указанного класса задокументированы.
Убедитесь, что термообработка была выполнена в соответствии с требованиями спецификации.
Итоговый вывод: Труба ASTM A691 EFWэтостандартные спецификации для труб большого-диаметра, сваренных электросваркой-плавлением-из углеродистой и легированной сталиизготовлены из качественных пластин для сосудов под давлением дляработа под высоким-давлением при высоких температурах. Он отличается своимОценка(с указанием материала пластины, например, 2¼CR из A387 класса 22 для эксплуатации при повышенных температурах) иСорт(с указанием термической обработки и уровня контроля, например, класс 22 для снятия напряжения-с помощью рентгенографии и гидроиспытаний) . Эта труба необходима дляэнергетика, нефтехимия и промышленные процессытребующие большого диаметра, толстых стенок и надежной-работы при высоких температурах. Наиболее распространенной спецификацией для работы при высоких-температурах и-давлениях являетсяASTM A691 2¼CR Class 22 .
