Rura spawana elektrycznie (EFW) ASTM A691
Podstawowy przegląd
Standardowa specyfikacja dlarury spawane elektrycznie-fuzyjnie-ze stali węglowej i stopowejwyprodukowany zdodany metal wypełniający, wykonane zpłyty ciśnieniowe-naczynia-jakościowe. ASTM A691 jest specjalnie zaprojektowany dousługi pod wysokim-ciśnieniem w wysokich temperaturachco czyni go niezbędnym w zastosowaniach związanych z wytwarzaniem energii, petrochemią i procesami przemysłowymi wymagającymi pracy w podwyższonej temperaturze.
Nazwa Wyjaśnienie
| Część | Oznaczający |
|---|---|
| ASTM | Międzynarodowe ASTM |
| A691 | Standardowy numer specyfikacji dotyczący-spawanych-elektrycznie-rur stalowych do pracy pod wysokim-ciśnieniem w wysokich temperaturach |
| Spawane elektrycznie (EFW) | Proces produkcyjny – rura formowana z blachy i spawana wzdłużnie metodą spawania łukiem elektrycznymdodany metal wypełniający(różni się od ERW, która nie wykorzystuje metalu wypełniającego) |
Kluczowe cechy rury ASTM A691 EFW
| Funkcja | Opis |
|---|---|
| Źródło materiału | Wykonane ztablice jakości zbiorników ciśnieniowych(np. ASTM A204, A387, A537, A299, A387/A387M) |
| Produkcja | Spawane elektrycznie (EFW)– typowo wzdłużne spawanie łukiem krytym z dodatkiem metalu dodatkowego; spoiny wykonywane ręcznie lub automatycznie metodą elektryczną |
| Aplikacja podstawowa | Serwis wysokociśnieniowy-o godzwysokie temperatury |
| Zakres średnic | 16 cali (400 mm) i większenominalnie |
| Grubość ścianki | Do 3 cali (75 mm)włącznie |
| Długość | Zwykle 5,8–12 m, z opcjami 6 m, 9 m, 18 m lub niestandardowymi |
| Fokus temperatury | Specjalnie zaprojektowany dlaobsługa w wysokiej-temperaturze |
Kluczowa terminologia: stopień a klasa
Zrozumienie różnicy pomiędzyStopieńIKlasama kluczowe znaczenie dla ASTM A691:
| Termin | Definicja | Przykłady |
|---|---|---|
| Stopień | Wyznaczarodzaj użytej płyty(analiza stali i poziom wytrzymałości). Wskazuje skład chemiczny materiału podstawowego i odpowiednią specyfikację płyty ASTM. | CM-65, CM-70, CM-75, CMSH-70, CMS-75, CMSH-80, ½ CR, 1CR, 1¼ CR, 2¼ CR, 3CR, 5CR, 9CR, 91 |
| Klasa | Wyznacza trzy kluczowe atrybuty produkcyjne:wykonanej obróbki cieplnej, czyspoina jest badana radiologiczniei czyrura została poddana próbie ciśnieniowej . | 10, 11, 12, 13, 20, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 33, 40, 41, 42, 43, 50, 51, 52, 53 (patrz pełna tabela poniżej) |
Oznaczenia gatunków i źródła płyt
„Klasa” w ASTM A691 odpowiada konkretnym specyfikacjom płyt zbiorników ciśnieniowych:
| Stopień rury | Rodzaj stali | Specyfikacja płyty ASTM | Stopień płyty |
|---|---|---|---|
| CM-65 | Stal węglowa-molibdenowa | A204/A204M | A |
| CM-70 | Stal węglowa-molibdenowa | A204/A204M | B |
| CM-75 | Stal węglowa-molibdenowa | A204/A204M | C |
| CMSH-70 | Stal węglowo-manganowa-krzemowa, normalizowana | A537/A537M | 1 |
| CMS-75 | Stal węglowo-manganowa-krzemowa | A299/A299M | - |
| CMSH-80 | Stal węglowo-manganowa-krzemowa, ulepszona cieplnie | A537/A537M | 2 |
| ½ KR | ½% chromu, ½% stali molibdenowej | A387/A387M | 2 |
| 1KR | 1% chromu, ½% stali molibdenowej | A387/A387M | 12 |
| 1 ¼CR | 1 ¼% chromu, ½% stali molibdenowej | A387/A387M | 11 |
| 2 ¼CR | 2 ¼% chromu, 1% stali molibdenowej | A387/A387M | 22 |
| 3KR | 3% chromu, 1% stali molibdenowej | A387/A387M | 21 |
| 5KR | 5% chromu, ½% stali molibdenowej | A387/A387M | 5 |
| 9CR | 9% chromu, 1% stali molibdenowej | A387/A387M | 9 |
| 91 | 9% chromu, 1% molibdenu, wanadu, kolumbu | A387/A387M | 91 |
Oznaczenia klas – pełna tabela referencyjna
„Klasa” określa wymagania dotyczące obróbki cieplnej, badań radiograficznych i prób ciśnieniowych. System numeracji klas opiera się na logicznym schemacie, w którympierwsza cyfra wskazuje rodzaj obróbki cieplnej, orazdruga cyfra wskazuje poziom kontroli :
| Klasa | Obróbka cieplna rury | Radiografia (sekcja 9) | Próba ciśnieniowa (sekcja 8.3) | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| 10 | Nic | NIE | NIE | Nie-krytyczne, niskie-ciśnienie |
| 11 | Nic | Tak | NIE | Weryfikacja integralności spoiny bez próby ciśnieniowej |
| 12 | Nic | Tak | Tak | Typowe dla-usług spawanych z pełną inspekcją |
| 13 | Nic | NIE | Tak | Tylko test-ciśnieniowy |
| 20 | Uwolniony od stresu | NIE | NIE | Odprężanie zapewniające stabilność wymiarową |
| 21 | Uwolniony od stresu | Tak | NIE | Odprężanie poprzez badanie spoin |
| 22 | Uwolniony od stresu | Tak | Tak | Najczęściej spotykane w przypadku usług-odciążających |
| 23 | Uwolniony od stresu | NIE | Tak | Odprężanie wyłącznie za pomocą próby ciśnieniowej |
| 30 | Znormalizowany | NIE | NIE | Uszlachetnianie ziarna |
| 31 | Znormalizowany | Tak | NIE | Znormalizowany z badaniem spoiny |
| 32 | Znormalizowany | Tak | Tak | Typowe dla usług znormalizowanych |
| 33 | Znormalizowany | NIE | Tak | Znormalizowany tylko przy próbie ciśnieniowej |
| 40 | Znormalizowany i hartowany | NIE | NIE | Ulepszone właściwości mechaniczne |
| 41 | Znormalizowany i hartowany | Tak | NIE | Ulepszone właściwości dzięki badaniu spoin |
| 42 | Znormalizowany i hartowany | Tak | Tak | Pełna obróbka cieplna i kontrola |
| 43 | Znormalizowany i hartowany | NIE | Tak | Ulepszone właściwości dzięki próbie ciśnieniowej |
| 50 | Hartowane i hartowane | NIE | NIE | Maksymalna siła |
| 51 | Hartowane i hartowane | Tak | NIE | Maksymalna wytrzymałość po badaniu spoiny |
| 52 | Hartowane i hartowane | Tak | Tak | Najwyższa wytrzymałość przy pełnej kontroli |
| 53 | Hartowane i hartowane | NIE | Tak | Maksymalna wytrzymałość przy próbie ciśnieniowej |
Uwaga 1:Doboru materiałów należy dokonać z uwzględnieniem temperatury pracy. W celu uzyskania wskazówek można zapoznać się ze specyfikacją A20/A20M.
Uwaga 2:Logika numeracji klas:Pierwsza cyfra(10-50)=rodzaj obróbki cieplnej;Druga cyfra(0,1,2,3)=poziom kontroli (0=brak, 1=tylko RT, 2=RT + hydrotest, 3=tylko hydrotest).
Parametry obróbki cieplnej
| Stopień rury | Specyfikacja ASTM | Po-ciepleniu spoiny-zakres temperatury obróbki (odprężanie) stopień F [stopień] | Normalizująca temperatura max, chyba że zaznaczono stopień F [stopień] | Temperatura hartowania max, chyba że zaznaczono stopień F [stopień] | Temperatura odpuszczania min. stopień F [stopień] |
|---|---|---|---|---|---|
| CM-65/70/75 | A204/A204M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| CMSH-70 | A537/A537M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| CMS-75 | A299/A299M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| CMSH-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] |
| 5KR | 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 minut [1040 minut] | 1350-1440 [730-780] |
Notatka:Stal 9CR jest stalą-hartowaną na powietrzu, czasami zachowującą austenit w temperaturze bliskiej atmosferycznej. Dobrą praktyką jest pozostawienie stali do ostygnięcia do temperatury 150 stopni F lub niższej przed poddaniem stali obróbce odpuszczającej lub obróbce cieplnej-po spawaniu.
Proces produkcyjny
Rury ASTM A691 EFW są produkowane w następującym procesie:
Przygotowanie płyty:Płyty stalowe o jakości zbiorników ciśnieniowych dobierane są na podstawie wymaganego gatunku (A204, A387, A537, A299 itp.).
Tworzenie się:Płyty formuje się w kształt cylindryczny za pomocą rolek formujących.
Spawalniczy:Szew wzdłużny jest spawany za pomocąproces zgrzewania elektrycznegozdodany metal wypełniający– to odróżnia EFW od ERW (w którym nie stosuje się spoiwa). Spoiny mogą być wykonywane ręcznie lub automatycznie metodą elektryczną.
Wzmocnienie spoiny:Połączenia spawane powinny mieć dodatnie wzmocnienie w środku każdej strony spoiny. Kontur powinien być gładki, a osadzony metal powinien być płynnie i równomiernie wtopiony w powierzchnię płyty.
Obróbka cieplna:Stosowane zgodnie z określoną klasą ( odprężanie, normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie itp.).
Badania nieniszczące i testowanie:Badania radiograficzne (jeśli tak określono w klasie), badania hydrostatyczne (jeśli tak określono w klasie), próby rozciągania i zginania.
Wykończeniowy:Przygotowanie końcówek (gładkie, ukośne), usuwanie niedoskonałości powierzchni poprzez szlifowanie lub obróbkę skrawaniem.
Tabela porównawcza: ASTM A691 vs. ASTM A672 vs. ASTM A671
Te normy towarzyszące mają to samo podejście do produkcji, ale obsługują różne zakresy temperatur:
| Aspekt | ASTM A691 | ASTM A672 | ASTM A671 |
|---|---|---|---|
| Temperatura serwisowa | Wysokie temperatury | Umiarkowane temperatury | Atmosferyczne i niższe temperatury |
| Podstawowe skupienie | Wytrzymałość w wysokiej-temperaturze, odporność na pełzanie,-wytrzymałość na wysokie ciśnienie | Wytrzymałość na podwyższoną temperaturę, umiarkowana obsługa | Wytrzymałość w niskich-temperaturach, właściwości udarowe |
| Typowe stopnie | Stopy Cr-Mo (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR, 91), seria CM | B60, B65, B70 (na bazie A515) | CC60, CC65, CC70 (na bazie A516) |
| Typowe zastosowania | Linie pary-wysokotemperaturowej, grzejniki rafineryjne, kotły energetyczne | Zewnętrzne rurociągi kotła, linie technologiczne o umiarkowanej temperaturze | Rurociągi procesowe o niskiej-temperaturze, LNG, usługi zimne |
| Wybór materiału | Zaprojektowane do długotrwałej pracy w podwyższonej temperaturze | Zaprojektowany do pracy w umiarkowanej temperaturze | Zaprojektowane z myślą o wytrzymałości-w niskich temperaturach |
Wymagania dotyczące testowania i inspekcji
W zależności od wybranej klasy rury ASTM A691 poddawane są:
| Typ testu | Zamiar | Możliwość zastosowania |
|---|---|---|
| Próba napięcia | Sprawdź plastyczność i wytrzymałość na rozciąganie | Wszystkie rury |
| Próba zginania | Sprawdź ciągliwość i integralność spoiny | Wszystkie rury |
| Badanie radiograficzne (RT) | Wykryj wady spoin – na całej długości każdej spoiny | Wymagane w przypadku klas z „1” lub „2” jako drugą cyfrą |
| Próba hydrostatyczna | Dowód szczelności- | Wymagane w przypadku klas z „2” lub „3” jako drugą cyfrą |
| Próba ciśnieniowa | Sprawdź kontrolę ciśnienia | Według wymagań klasy |
| Kontrola powierzchni | Wykryj i usuń niedopuszczalne niedoskonałości | 100% |
Typowe zastosowania
Rury ASTM A691 EFW są szeroko stosowane w:
| Przemysł | Aplikacje |
|---|---|
| Wytwarzanie energii | Linie pary-wysokotemperaturowej, zewnętrzne rurociągi kotła, połączenia przegrzewacza |
| Petrochemia i rafinacja | Rurociągi procesowe-wysokotemperaturowe, grzejniki rafinerii, rurociągi krakingu katalitycznego |
| Ropa i gaz | Rurociągi wysoko-ciśnieniowe i wysokotemperaturowe- (HPHT), zakłady przetwórcze |
| Przetwarzanie chemiczne | Linie technologiczne do-chemii wysokotemperaturowej |
| Przemysłowy | Przemysłowe systemy rurowe-wysokociśnieniowe wymagające pracy w podwyższonych temperaturach |
Dostępność typowego rozmiaru
| Parametr | Zakres |
|---|---|
| Średnica zewnętrzna | 16" (400 mm) do 60" (1500 mm)+nominalnie |
| Grubość ścianki | Do 3 cali (75 mm)standard |
| Długość | Standardowo 5,8-12 m, dostępne do 18 m |
| Koniec Zakończ | Końce gładkie, końcówki skośne do spawania |
| Warunki dostawy | Zgodnie z określeniem klasy (odprężone, znormalizowane, znormalizowane i odpuszczone, ulepszone i odpuszczone) |
Wytyczne dotyczące wyboru klasy
Wybór odpowiedniej Klasy zależy od wymagań usługi:
| Stan usługi | Polecana klasa | Racjonalne uzasadnienie |
|---|---|---|
| Ogólne usługi w wysokich-temperaturach i-wysokim ciśnieniu | 22 | Eliminacja stresu dzięki pełnej inspekcji –najczęściej stosowany w wielu zastosowaniach |
| Usługa w krytycznej-temperaturze | 32 lub 42 | Normalizowane lub normalizowane i hartowane w celu rozdrobnienia ziarna i ulepszonych właściwości |
| Maksymalne wymagania wytrzymałościowe | 52 | Hartowane i odpuszczane z pełną kontrolą |
| Jako-usługa spawana z pełną inspekcją | 12 | Po-spawaniu metodą RT i hydrotestem |
Zalety rury ASTM A691 EFW
| Korzyść | Opis |
|---|---|
| Możliwość stosowania dużych średnic | Może produkować rury znacznie większe niż możliwości bez szwu lub ERW |
| Grube ściany | Nadaje się do zastosowań wysoko-ciśnieniowych wymagających znacznej grubości ścianki (w standardzie do 3 cali) |
| Opcje stali stopowej | Dostępna szeroka gama gatunków stopów Cr-Mo do pracy-w wysokich temperaturach (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR, 91) |
| Wydajność w wysokich temperaturach | Zaprojektowane specjalnie do zastosowań-w wysokich temperaturach |
| Możliwość wysokiego ciśnienia | Zaprojektowane do pracy-wysokociśnieniowej |
| Opcje kontroli jakości | System klas umożliwia dopasowanie poziomu kontroli do krytyczności usługi |
| Wykonanie z płyty | Umożliwia stosowanie materiałów o jakości zbiorników ciśnieniowych i certyfikowanych właściwościach |
Ważne uwagi dotyczące wyboru
1. Wybór klasy według zastosowania
Seria CM:Stale węglowe-molibdenowe do ogólnych prac-w wysokich temperaturach
Klasy Cr-Mo (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR):Do coraz trudniejszych zastosowań-odpornych na wysokie temperatury i korozję-
Klasa 91:Zaawansowana stal 9Cr-1Mo-V do zastosowań w bardzo wysokich temperaturach wymagających doskonałej wytrzymałości na pełzanie
2. Logika wyboru klasy
System numeracji klas ułatwia wybór:
Pierwsza cyfra= obróbka cieplna: 10 (po-spawaniu), 20 (odprężanie), 30 (normalizacja), 40 (normalizacja i odpuszczanie), 50 (hartowanie i odpuszczanie)
Druga cyfra= inspekcja: 0 (brak), 1 (tylko RT), 2 (RT + hydrotest), 3 (tylko hydrotest)
Najczęstsze wybory w przypadku usług wysoko-temperaturowych:
Klasa 22:Bezstresowy, w pełni sprawdzony –standard w wielu-zastosowaniach wysokotemperaturowych
Klasa 32:Znormalizowany, w pełni sprawdzony – gdy potrzebne jest rozdrobnienie ziarna
Klasa 42:Normalizowany i odpuszczany, w pełni sprawdzany – w celu uzyskania ulepszonych właściwości w podwyższonych-temperaturach
3. Rozważania dotyczące temperatury
ASTM A691 jest specjalnie przeznaczonyobsługa w wysokiej-temperaturze
Różne gatunki mają różne maksymalne temperatury graniczne – sprawdź odpowiednie przepisy
W przypadku bardzo wysokich temperatur wymagane są stopy Cr-Mo (5CR, 9CR, 91)
4. Zgodność z Kodeksem
Kod ASME: Często stosowany w zastosowaniach związanych z kodami kotłów i zbiorników ciśnieniowych
Aby uzyskać informacje na temat akceptacji i czynników projektowych, należy zapoznać się z obowiązującymi przepisami konstrukcyjnymi (ASME B31.1 Power Pipeling, B31.3 Process Pipering).
5. Zapewnienie jakości
Certyfikat testu młyna: Zwykle wymagany w przypadku zastosowań krytycznych
Upewnij się, że wszystkie wymagane badania (RT, hydrotest) dla określonej klasy są udokumentowane
Sprawdź, czy obróbka cieplna została przeprowadzona zgodnie z wymaganiami specyfikacji
Ostateczne dania na wynos: Rura ASTM A691 EFWjeststandardowa specyfikacja dla-dużych średnic,-elektrycznie-spawanych rur ze stali węglowej i stopowejwykonane z płyt jakościowych zbiorników ciśnieniowychusługi pod wysokim-ciśnieniem w wysokich temperaturach. Wyróżnia się swoimStopień(wskazując materiał płyty, np. 2¼CR z A387 klasa 22 do pracy w podwyższonej temperaturze) iKlasa(wskazujący poziom obróbki cieplnej i kontroli, np. klasa 22 dla-odprężenia odprężanego za pomocą radiografii i hydrotestu). Ta rura jest niezbędna dozastosowania w energetyce, petrochemii i procesach przemysłowychwymagających dużych średnic, grubych ścian i niezawodnej pracy-w wysokich temperaturach. Najbardziej powszechną specyfikacją dotyczącą usług w wysokiej-temperaturze i-ciśnieniu jestASTM A691 2¼CR klasa 22 .
