A234 WP11 LELOO AÇO BUMPLOTENCIDO DO TIPO CONJUNTOS: Propriedades químicas e mecânicas

A234 WP11 Aço de aço de aço abaixamentos de camisetas de buttwelded são componentes de aço de baixa liga projetados para aplicações de alta temperatura e alta pressão, como em usinas de energia, instalações petroquímicas, e refinarias de petróleo e gás. o ASTM A234 padrão especifica a composição química e as propriedades mecânicas para esses acessórios, garantindo que eles atendam aos requisitos de desempenho para resistência à fluência, força, e durabilidade. Esta seção fornece tabelas detalhadas para requisitos químicos e propriedades mecânicas, junto com explicações de seu significado.

1. Requisitos Químicos

A composição química do aço da liga A234 WP11 é fundamental para seu desempenho de alta temperatura, resistência à fluência, e resistência moderada à corrosão. A adição de cromo e molibdênio aumenta a resistência e a força da oxidação, Enquanto o teor de carbono controlado garante soldabilidade.

Mesa 1: Composição química de aço de liga A234 WP11 (ASTM A234)

Notas:

• Os valores são por ASTM A234 para WP11 (Classe 1 e classe 2).
• A composição química é verificada via análise espectrométrica para garantir a conformidade.
• Consideração científica: O cromo forma uma camada de óxido passivo, reduzindo as taxas de oxidação para <0.05 mm/ano a 500 ° C.. O molibdênio aumenta a resistência à fluência, calculado através do parâmetro Larson-Miller:
  Lmp = t · (C + log t)

  onde T é temperatura (K), t é hora (horas), e C ≈ 20 para WP11, Garantir confiabilidade a longo prazo em 550-620 ° C.

Significado:

• carbono: Equilibrar força e soldabilidade. Carbono excessivo (>0.15%) aumenta a dureza, mas corre o risco de quebrar durante a soldagem.
• crómio e molibdénio: Crítico para aplicações de alta temperatura. CR melhora a resistência a oxidação, Enquanto Mo reduz as taxas de fluência para <0.01%/1,000 Horário a 550 ° C..
• Baixo fósforo e enxofre: Essencial para prevenir imperfeições de solda e garantir a ductilidade.

2. Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas dos acessórios A234 WP11 garantem que eles suportem condições de alta pressão e alta temperatura em sistemas de tubulação. ASTM A234 Especifica os requisitos para resistência à tração, Força de rendimento, Alongamento, e dureza, com pequenas variações entre a classe 1 e classe 2 com base no tratamento térmico.

Mesa 2: Propriedades mecânicas do aço de liga A234 WP11 (ASTM A234)

Notas:

• Classe 1: Condição normalizada ou normalizada e temperada, Adequado para requisitos de força moderada.
• Classe 2: Extinto e temperado ou normalizado e temperado com maior força, usado para aplicativos mais exigentes.
• PWHT: O tratamento térmico pós-solda a 650-720 ° C é obrigatório para aliviar as tensões residuais e obter propriedades especificadas.
• Consideração científica: A força de escoamento determina a capacidade do acessório de resistir à deformação plástica, calculado como:
  S_y = f / A

  onde F é a força aplicada e A é a área de seção transversal. Para um sch de 12 polegadas 80 tee abaixo 3,500 libras por polegada quadrada, O estresse é:

  S = (P · d) / (2T) = (24.13 · 323.9) / (2 · 17.48) ≈ 224 MPa

  Isso está abaixo da força de escoamento da classe WP11 2 (≥275 MPa), garantindo segurança.

Significado:

• Resistência à tração e escoamento: Valores mais altos para classe 2 Suporte a aplicações de alta pressão (v.g., linhas de vapor a 580 ° C).
• Alongamento: Garante a ductilidade, permitindo que os acessórios absorvam tensões sem rachaduras.
• Dureza: Limitado a ≤197 Hb para evitar a fragilidade, crítico para soldagem e vida de serviço.
• Resistência ao Impacto: Garante confiabilidade em condições dinâmicas ou de baixa temperatura, se especificado.

3. Análise científica e prática

3.1 Impacto de composição química

• cromo (Cr): Forma uma camada Cr₂o₃, Redução de taxas de oxidação em ambientes de vapor ou hidrocarbonetos de alta temperatura ou hidrocarbonetos. O custo e o desempenho do conteúdo de 1 a 1,5% de Cr, Adequado para temperaturas de até 620 ° C.
• Molibdênio (Mo): Aumenta a resistência da fluência estabilizando carbonetos, prevenção de deslizamento de limite de grãos. O teor de 0,44 a 0,65% meses garante que as taxas de fluência permaneçam baixas, crítico para a vida útil de 25 anos em usinas de energia.
• Baixo carbono: Evita dureza e sensibilização excessivas durante a soldagem, Redução de riscos de rachadura de corrosão ao estresse.
• Manganês e silício: Melhorar a resistência e desoxidação, Garantir esquecer sem defeitos.

3.2 Propriedades mecânicas Impacto

• força: A maior força de escoamento de classe 2 (≥275 MPa) permite paredes mais finas para classificações de pressão equivalentes, redução dos custos de material. Por exemplo, uma aula 2 O ajuste pode lidar 20% pressão mais alta que a classe 1.
• ductilidade: O alongamento ≥20% garante que os acessórios suportem a expansão térmica e a carga cíclica sem fraturar.
• Controle de dureza: PWHT reduz a dureza Haz, Prevenindo rachaduras induzidas por hidrogênio, Comum em aços CR-Mo.
• Dureza: Teste de impacto charpy (se necessário) Garante confiabilidade em climas frios ou aplicações dinâmicas.

3.3 Considerações de fabricação

• De soldagem: Preenchimentos correspondentes (v.g., E8018-B2) e PWHT é fundamental para manter as propriedades mecânicas. A entrada de calor deve ser controlada (1–2 kJ/mm) Para minimizar o crescimento de grãos HAZ.
• teste: Teste não destrutivo (END) como radiografia (RT) e teste ultrassônico (OUT) verifica a integridade da solda, Garantir a conformidade com a ASME B31.3.
• tratamento térmico: PWHT a 650-720 ° C Tempers a microestrutura, alcançar dureza ≤197 hb e resistência >27 J.

4. Aplicações e contexto

Os acessórios A234 WP11 são usados ​​em:

• usinas de energia: Linhas de vapor de alta pressão (v.g., 580° C, 3,500 libras por polegada quadrada).
• petroquímica: Unidades de hidrocracking lidando com hidrocarbonetos quentes.
• óleo e gás: Tubulação de refinaria para processamento de alta temperatura.
• caldeiras: Sistemas de vapor industrial que requerem resistência à fluência.

Exemplo: Em uma usina de potência de ciclo combinado, Classe WP11 2 Acessórios de camisetas em um sch de 12 polegadas 80 Spool manusear vapor a 580 ° C e 3,500 libras por polegada quadrada. A composição química garante resistência à fluência, Enquanto as propriedades mecânicas suportam cargas de pressão, validado por testes hidrostáticos em 5,250 libras por polegada quadrada.

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6. Conclusão

A234 WP11 Aço de aço de aço de bumbum de butting toupels de camiseta são projetados para alta temperatura, aplicações de alta pressão, com composição química (1–1,5% cr, 0.44–0,65% meses) garantir resistência à fluência e oxidação, e propriedades mecânicas (resistência à tração 415–655 MPA, força de escoamento ≥205-275 MPa) apoiando integridade estrutural. As tabelas acima detalham esses requisitos por ASTM A234, destacando seu papel na obtenção de durabilidade e segurança em usinas de energia, Refinarias, e instalações químicas. Fabricação adequada, incluindo PWHT e NDT, Garante a conformidade com padrões como ASME B31.3, Tornando os acessórios do WP11 uma escolha confiável para exigentes sistemas de tubulação.