A234 WP11 โลหะผสมเหล็กก้นท่อ: คุณสมบัติทางเคมีและเครื่องกล

A234 WP11 โลหะผสมเหล็กก้นท่อทีออฟเทือก, เช่นในโรงไฟฟ้า, สิ่งอำนวยความสะดวกปิโตรเคมี, และโรงกลั่นน้ำมันและก๊าซ. ผนังท่อเรียบไม่สเกล ASTM A234 มาตรฐานระบุองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้, ทำให้แน่ใจว่าพวกเขามีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับการต่อต้านคืบ, ความแข็งแรง, และความทนทาน. ส่วนนี้ให้ตารางโดยละเอียดสำหรับข้อกำหนดทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกล, พร้อมกับคำอธิบายความสำคัญของพวกเขา.

1. สารเคมีความต้องการ

องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กโลหะผสม A234 WP11 มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง, ต้านทานการคืบคลาน, และความต้านทานการกัดกร่อนในระดับปานกลาง. การเพิ่มโครเมียมและโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและความแข็งแรง, ในขณะที่ปริมาณคาร์บอนที่ควบคุมได้.

ตาราง 1: องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กโลหะผสม A234 WP11 (ASTM A234)

หมายเหตุ:

• ค่าคือ ASTM A234 สำหรับ WP11 (คลาส 1 และชั้นเรียน 2).
• องค์ประกอบทางเคมีได้รับการตรวจสอบผ่านการวิเคราะห์สเปกโตรเมทริกเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปฏิบัติตามกฎระเบียบ.
• การพิจารณาทางวิทยาศาสตร์: โครเมียมเป็นชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟ, ลดอัตราการเกิดออกซิเดชันเป็น <0.05 มม./ปีที่ 500 ° C. โมลิบดีนัมเพิ่มความต้านทานการคืบ, คำนวณผ่านพารามิเตอร์ Larson-Miller:
  lmp = t · (C + บันทึก T)

  ที่ไหน T คืออุณหภูมิ (K), t เป็นเวลา (ชั่วโมง), และ C ≈ 20 สำหรับ WP11, สร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือในระยะยาวที่ 550–620 ° C.

ความสำคัญ:

• ซ่อนประเภท=: สมดุลความแข็งแกร่งและความสามารถในการเชื่อม. คาร์บอนมากเกินไป (>0.15%) เพิ่มความแข็ง แต่มีความเสี่ยงในระหว่างการเชื่อม.
• โครเมียมและโมลิบดีนัม: สำคัญสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง. CR ปรับปรุงความต้านทานออกซิเดชั่น, ในขณะที่โมลดอัตราการคืบลงไป <0.01%/1,000 ชั่วโมงที่ 550 ° C.
• ฟอสฟอรัสต่ำและซัลเฟอร์: จำเป็นสำหรับการป้องกันความไม่สมบูรณ์ของการเชื่อมและสร้างความมั่นใจในความเหนียว.

2. คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติเชิงกลของอุปกรณ์ A234 WP11 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าพวกเขาจะทนต่อสภาวะความดันสูงและอุณหภูมิสูงในระบบท่อ. ASTM A234 ระบุข้อกำหนดสำหรับความต้านทานแรงดึง, ความแข็งแรงให้ผลผลิต, ยืดตัว, และความแข็ง, ด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยระหว่างชั้นเรียน 1 และชั้นเรียน 2 ขึ้นอยู่กับการบำบัดความร้อน.

ตาราง 2: คุณสมบัติเชิงกลของเหล็กโลหะผสม A234 WP11 (ASTM A234)

หมายเหตุ:

• คลาส 1: สภาพปกติหรือเป็นมาตรฐานและอารมณ์, เหมาะสำหรับความต้องการความแข็งแรงปานกลาง.
• คลาส 2: ดับและอารมณ์หรือปกติและอารมณ์ที่มีความแข็งแรงสูงขึ้น, ใช้สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการมากขึ้น.
• สวท: การรักษาความร้อนหลังการเชื่อมที่ 650–720 ° C เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อบรรเทาความเครียดที่เหลือและบรรลุคุณสมบัติที่ระบุ.
• การพิจารณาทางวิทยาศาสตร์: ความแข็งแรงของผลผลิตเป็นตัวกำหนดความสามารถในการต้านทานการเสียรูปของพลาสติก, คำนวณเป็น:
  s_y = f / A

  ที่ไหน F เป็นแรงที่ใช้และ A เป็นพื้นที่ตัดขวาง. สำหรับ sch ขนาด 12 นิ้ว 80 ทีใต้ 3,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว, ความเครียดคือ:

  s = (P · D) / (2T) = (24.13 - 323.9) / (2 - 17.48) ≈ 224 MPa

  ซึ่งต่ำกว่าความแข็งแรงของผลผลิตของคลาส WP11 2 (≥275 MPa), สร้างความมั่นใจในความปลอดภัย.

ความสำคัญ:

• แรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิต: ค่าที่สูงขึ้นสำหรับชั้นเรียน 2 รองรับแอปพลิเคชันแรงดันสูง (เช่น, สายไอน้ำที่ 580 ° C).
• ยืดตัว: ทำให้มั่นใจได้ถึงความเหนียว, การอนุญาตให้อุปกรณ์ดูดซับความเครียดโดยไม่ต้องแตกร้าว.
• ความแข็ง: จำกัด อยู่ที่≤197 HB เพื่อป้องกันความเปราะบาง, สำคัญสำหรับการเชื่อมและชีวิตการบริการ.
• แรงกระแทก: สร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือในสภาพแบบไดนามิกหรืออุณหภูมิต่ำ, หากระบุ.

3. การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ

3.1 ผลกระทบองค์ประกอบทางเคมี

• โครเมียม (Cr): สร้างเลเยอร์cr₂o₃, ลดอัตราการเกิดออกซิเดชันในสภาพแวดล้อมไอน้ำอุณหภูมิสูงหรือสภาพแวดล้อมไฮโดรคาร์บอน. เนื้อหา CR 1–1.5% ทำให้เกิดต้นทุนและประสิทธิภาพ, เหมาะสำหรับอุณหภูมิสูงถึง 620 ° C.
• โมลิบดีนัม (Mo): เพิ่มความต้านทานการคืบโดยการทำให้คาร์ไบด์เสถียร, ป้องกันการเลื่อนขอบเขตของเมล็ดข้าว. เนื้อหา 0.44–0.65% MO ทำให้มั่นใจได้ว่าอัตราการคืบจะยังคงอยู่ในระดับต่ำ, สำคัญสำหรับอายุการใช้งาน 25 ปีในโรงไฟฟ้า.
• คาร์บอนต่ำ: ป้องกันความแข็งและความไวที่มากเกินไปในระหว่างการเชื่อม, ลดความเสี่ยงของการร้าวการกัดกร่อนของความเครียด.
• แมงกานีสและซิลิกอน: ปรับปรุงความเหนียวและ deoxidation, สร้างความมั่นใจในการโพ้นขึ้นรูปแบบปราศจากข้อบกพร่อง.

3.2 คุณสมบัติทางกลส่งผลกระทบ

• ความแข็งแรง: ความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงขึ้นของชั้นเรียน 2 (≥275 MPa) ช่วยให้ผนังทินเนอร์สำหรับการจัดอันดับความดันเทียบเท่า, ลดต้นทุนวัสดุ. ตัวอย่างเช่น, ชั้นเรียน 2 การติดตั้งสามารถจัดการได้ 20% ความดันสูงกว่าชั้นเรียน 1.
• ความเหนียว: การยืดตัว≥20% ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทนต่อการขยายตัวทางความร้อนและการโหลดแบบวัฏจักรโดยไม่ต้องแตกหัก.
• การควบคุมความแข็ง: PWHT ลดความแข็งของอันตราย, ป้องกันการแตกที่เกิดจากไฮโดรเจน, พบได้ทั่วไปใน Cr-Mo Steels.
• ความเหนียว: การทดสอบผลกระทบ Charpy (ถ้าจำเป็น) สร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือในสภาพอากาศหนาวเย็นหรือแอปพลิเคชันแบบไดนามิก.

3.3 ข้อควรพิจารณาการประดิษฐ์

• เชื่อม: การจับคู่ฟิลเลอร์ (เช่น, E8018-B2) และ PWHT มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาคุณสมบัติเชิงกล. ต้องควบคุมอินพุตความร้อน (1–2 kJ/mm) เพื่อลดการเติบโตของเมล็ดพันธุ์ HAZ.
• การทดสอบ: การทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) เช่นการถ่ายภาพรังสี (RT) และการทดสอบอัลตราโซนิก (OUT) ตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อม, สร้างความมั่นใจว่าสอดคล้องกับ ASME B31.3.
• การรักษาความร้อน: PWHT ที่ 650–720 ° C อุณหภูมิจุลภาค, บรรลุความแข็ง≤197 HB และความเหนียว >27 เจ.

4. แอปพลิเคชันและบริบท

ใช้อุปกรณ์ A234 WP11:

• โรงไฟฟ้า: สายไอน้ำแรงดันสูง (เช่น, 580° C, 3,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว).
• petrochemical: หน่วย Hydrocracking ที่จัดการกับไฮโดรคาร์บอนร้อน.
• น้ำมันและก๊าซ: ท่อส่งโรงกลั่นสำหรับการประมวลผลอุณหภูมิสูง.
• หม้อไอน้ำ: ระบบไอน้ำอุตสาหกรรมที่ต้องการความต้านทานการคืบ.

ตัวอย่าง: ในโรงไฟฟ้าวงจรรวม, คลาส WP11 2 Tee Fittings ใน sch ขนาด 12 นิ้ว 80 สปูลจับไอน้ำที่ 580 ° C และ 3,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว. องค์ประกอบทางเคมีช่วยให้มั่นใจได้ถึงการต้านทานคืบ, ในขณะที่คุณสมบัติเชิงกลรองรับแรงดันโหลด, ตรวจสอบความถูกต้องโดยการทดสอบแบบ hydrostatic ที่ 5,250 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว.

5. คำหลัก SEO

เพื่อเพิ่มความสามารถในการมองเห็น, คำหลักต่อไปนี้ถูกรวมเข้าด้วยกัน:

• หลัก: A234 WP11 Fittings, อุปกรณ์ผสมเหล็กโลหะผสม, อุณหภูมิสูง อุปกรณ์ท่อ.
• เกี่ยวกับเทคนิค: ASTM A234 WP11, PWHT สำหรับเหล็กโลหะผสม, อุปกรณ์ทนคืบ, ASME B31.3 การปฏิบัติตามกฎระเบียบ.
• วัสดุ: อุปกรณ์โครเมียม-โมลิเบนเนียม, คลาส WP11 2 เหล็ก, เสื้อยืดเหล็กกล้าต่ำ.
• อุตสาหกรรม: ท่อไฟฟ้า, อุปกรณ์ปิโตรเคมี, อุปกรณ์ทีออฟน้ำมันและก๊าซ.
• หางยาว: องค์ประกอบทางเคมีของ A234 WP11, คุณสมบัติเชิงกลของอุปกรณ์ WP11, การประดิษฐ์เสื้อยืดเหล็กโลหะผสม.

6. บทสรุป

A234 WP11 โลหะผสมเหล็กก้นท่อทีออฟทีฟิตติ้งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับอุณหภูมิสูง, การใช้งานแรงดันสูง, ด้วยองค์ประกอบทางเคมี (1–1.5% cr, 0.44–0.65% mo) สร้างความมั่นใจในความต้านทานการคืบและออกซิเดชัน, และคุณสมบัติทางกล (แรงดึง 415–655 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต ≥205–275 MPa) สนับสนุนความสมบูรณ์ของโครงสร้าง. ตารางเหนือรายละเอียดข้อกำหนดเหล่านี้ต่อ ASTM A234, เน้นบทบาทของพวกเขาในการบรรลุความทนทานและความปลอดภัยในโรงไฟฟ้า, Refineries, และสิ่งอำนวยความสะดวกทางเคมี. การประดิษฐ์ที่เหมาะสม, รวมถึง PWHT และ NDT, รับรองการปฏิบัติตามมาตรฐานเช่น ASME B31.3, การทำให้อุปกรณ์ WP11 เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการเรียกร้องระบบท่อ.