المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 13-03-2026 المنشأ: موقع
إن اختيار درجة أنبوب الغلاية الخاطئة لا يمثل إزعاجًا في عملية الشراء - بل هو فشل هندسي في انتظار حدوثه. سوف تفشل أنابيب الفولاذ الكربوني المستخدمة فوق حد الزحف الخاص بها بسبب التدهور البنيوي الدقيق على مدار سنوات من الخدمة. يمكن لأنابيب الصلب المصنوعة من سبائك الصلب المحددة بدون PWHT المناسبة أن تتشقق في منطقة اللحام HAZ خلال أشهر. كما أن استبدال درجة واحدة بدرجة 'مماثلة' دون التحقق من جداول الضغط المسموح بها في القسم II من ASME BPVC يمكن أن يؤدي إلى إبطال شهادة أوعية الضغط.
تقوم شركة ZC Steel Pipe بتصنيع أنابيب الغلايات غير الملحومة وأنابيب المبادلات الحرارية وفقًا لمعايير ASTM A192 وA210 وA213 وASME SA-106، من درجات الفولاذ الكربوني وسبائك الكروم المولي. نحن نقوم بتوريد مصنعي الغلايات ومقاولي محطات الطاقة وبناة مصانع البتروكيماويات في جميع أنحاء أفريقيا والشرق الأوسط وأمريكا الجنوبية. يغطي هذا الدليل ماهية كل درجة، وما يمكنها فعله وما لا يمكنها فعله، وكيفية الاختيار بينها لتطبيقك.
نظرة عامة على معايير أنبوب الغلاية
أنابيب الغلايات المصنوعة من الفولاذ الكربوني — A192 وA210
أنابيب الغلايات المصنوعة من سبائك الصلب - ASTM A213
A213 T11 — 1¼Cr-½Mo
A213 T22 — 2¼Cr-1Mo
A213 T91 — 9Cr-1Mo-V (معدل)
SA-106 Grade B — أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة لخدمة الغلايات
جدول مقارنة الدرجات الكاملة
دليل اختيار منطقة الغلايات
متطلبات PWHT لدرجات السبائك
التعليمات
جميع المعايير الأربعة سلسة - لا يتم لحام أنبوب الغلاية لخدمة نقل الحرارة أبدًا، حيث يمثل خط اللحام تركيزًا للضغط وموقعًا محتملاً لبدء التآكل في بيئة حرارية دورية. تختلف المعايير في محتوى السبائك ومستوى القوة ودرجة الحرارة القصوى التي يحتفظ عندها الصف بقوة زحف كافية ليكون آمنًا في خدمة الضغط المستمر.
عادة ما يكون الخط الفاصل في اختيار أنبوب الغلاية هو درجة الحرارة. درجات الفولاذ الكربوني (A192، A210، SA-106) مناسبة للخدمة حتى 450 درجة مئوية تقريبًا. وفوق ذلك، يصبح معدل زحف الفولاذ الكربوني مرتفعًا بشكل غير مقبول ويجب استخدام درجات منخفضة من السبائك (A213 T11، T22). أعلى من 580 درجة مئوية تقريبًا، تكون درجات 9Cr المتقدمة (A213 T91) مطلوبة لتصميمات الغلايات الحديثة فوق الحرجة وفوق الحرجة.
ASTM A192 هو أبسط درجة من أنابيب الغلايات وأكثرها اقتصادا. وهو عبارة عن أنبوب فولاذي كربوني غير ملحوم ذو جدار أدنى مع الحد الأقصى لمحتوى الكربون بنسبة 0.18٪ وقوة شد لا تقل عن 325 ميجا باسكال (47 كيلو باسكال). يعمل المحتوى المنخفض من الكربون على تحسين قابلية اللحام ويقلل من خطر ترسيب الكربيد عند حدود الحبوب أثناء التدوير الحراري.
يتم استخدام A192 لبراميل غلايات أنابيب المياه، وبراميل الطين، وأنابيب جدار المياه ذات درجة الحرارة المنخفضة في الغلايات الصناعية والخدمية التي تعمل تحت درجة حرارة أقل من 425 درجة مئوية تقريبًا. ويعني سقفها المنخفض القوة أنها غير مناسبة لخدمة التسخين الفائق أو إعادة التسخين في الغلايات الحديثة ذات الضغط العالي.
يوفر ASTM A210 قوة أكبر من A192 من خلال محتوى أعلى قليلاً من الكربون والمنغنيز. يتم إنتاجه في درجتين:
الدرجة A-1 : الحد الأدنى للشد 415 ميجا باسكال (60 كيلو باسكال)، الحد الأدنى للإنتاجية 255 ميجا باسكال (37 كيلو باسكال). الدرجة الأكثر شيوعًا لجدار الماء، والموفر، وخدمة التسخين المنخفض.
الدرجة C : الحد الأدنى للشد 485 ميجا باسكال (70 كيلو باسكال)، الحد الأدنى للإنتاجية 275 ميجا باسكال (40 كيلو باسكال). قوة أعلى لتطبيقات غلايات الفولاذ الكربوني الأكثر تطلبًا. أقل تحديدًا بشكل شائع من A-1.
يغطي ASTM A213 مجموعة واسعة من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة من الحديد (الكروم والموليبدينوم) والأوستنيتي (المقاوم للصدأ) لخدمة الغلايات والمسخنات الفائقة والمبادلات الحرارية. يتم تحديد درجات الحديد ببادئة T (T11، T22، T91)، والدرجات الأوستنيتي بـ TP (TP304، TP316، TP321 وما إلى ذلك).
يعد نظام سبائك الكروم المولي (CrMo) بمثابة العمود الفقري في علم تعدين أنابيب الغلايات ذات درجة الحرارة العالية. تعمل إضافة الكروم على تحسين مقاومة الأكسدة وقوة درجات الحرارة العالية. تؤدي إضافة الموليبدينوم إلى تحسين قوة الزحف. تؤدي زيادة كليهما - من T11 (1¼Cr-½Mo) إلى T22 (2¼Cr-1Mo) إلى T91 (9Cr-1Mo-V معدلة) - إلى تمديد سقف درجة الحرارة تدريجيًا وتحسين عمر الزحف على المدى الطويل.
T11 هي درجة السبائك ذات المستوى المبتدئ لخدمة أنابيب الغلايات التي تتجاوز حد درجة حرارة الفولاذ الكربوني. إنه يوفر مقاومة أكسدة جيدة تصل إلى حوالي 570 درجة مئوية وقوة زحف محسنة مقارنة بالفولاذ الكربوني في نطاق 450-570 درجة مئوية. يستخدم T11 بشكل شائع في أنابيب مخرج التسخين الفائق، وأقسام مدخل إعادة التسخين، ودوائر أنابيب التسخين الفائق ذات درجة الحرارة المنخفضة في الغلايات دون الحرجة وفوق الحرجة.
T11 قابل للحام بشكل عام بدون تسخين مسبق للجدران الرقيقة ولكنه يتطلب PWHT أعلى من عتبات سمك معينة لكل ASME BPVC. محتواه 1¼Cr يجعله عرضة للتقصف إذا تم تبريده ببطء شديد خلال نطاق 370-565 درجة مئوية أثناء PWHT - يجب التحكم في معدلات تبريد الفرن.
لقد كانت T22 (2¼Cr-1Mo) هي السبيكة العمود الفقري لخدمة التسخين الفائق للغلايات ذات درجة الحرارة العالية وخدمة إعادة التسخين لعقود من الزمن. يوفر محتواه العالي من الكروم والموليبدينوم مقابل T11 مقاومة أفضل للزحف في نطاق 540-580 درجة مئوية ومقاومة أكسدة محسنة للتعرض لجانب البخار وجانب النار. يتم استخدام T22 لأنابيب مخرج التسخين الفائق ذات درجة الحرارة العالية، ورؤوس مخرج إعادة التسخين، وأي دائرة أنبوب غلاية تعمل في نطاق درجة الحرارة دون الحرجة العليا.
T91 عبارة عن سبيكة 9Cr-1Mo مارتنسيتية تم تعديلها باستخدام الفاناديوم والنيوبيوم والنيتروجين لتحسين قوة الزحف بشكل كبير مقارنةً بدرجة 9Cr-1Mo غير المعدلة (T9). الحد الأدنى لقوة الشد التي تبلغ 585 ميجا باسكال والحد الأدنى للإنتاجية 415 ميجا باسكال - وكلاهما أعلى بكثير من T11 أو T22 - يسمحان بجدران أنبوبية أرق لنفس معدل الضغط، مما يقلل من ضغوط التدوير الحراري ويحسن كفاءة نقل الحرارة.
T91 هي المادة القياسية لتصميمات الغلايات المتقدمة فوق الحرجة (SC) والفائقة فوق الحرجة (USC) حيث تتجاوز درجات حرارة البخار 580 درجة مئوية. يتم استخدامه في أنابيب مخرج التسخين الفائق ذات درجة الحرارة العالية، وأنابيب إعادة التسخين الساخنة، ورؤوس البخار عالي الضغط في غلايات محطات الطاقة الحديثة.
ASME SA-106 (أي ما يعادل ASTM A106) عبارة عن مواصفات سلسة لأنابيب الصلب الكربوني للخدمة في درجات الحرارة العالية. إنها ليست مواصفات أنبوب - فهي تغطي الأنابيب، وليس الأنابيب - وتستخدم في المقام الأول لرؤوس البخار، وأنابيب توصيل الغلايات، وخطوط مياه التغذية، وأنابيب توزيع البخار بدلاً من الأنابيب السطحية لنقل الحرارة. والدرجات الثلاث هي:
الدرجة أ : الحد الأدنى للشد 330 ميجا باسكال (48 كيلو باسكال). نادرًا ما يتم تحديدها - الدرجة B هي الاختيار القياسي.
الدرجة ب : الحد الأدنى للشد 415 ميجا باسكال (60 كيلو باسكال)، الحد الأدنى للإنتاجية 240 ميجا باسكال (35 كيلو باسكال). الدرجة السائدة لأنابيب الغلايات وأوعية الضغط.
الدرجة ج : الحد الأدنى للشد 485 ميجا باسكال (70 كيلو باسكال). يستخدم عند الحاجة إلى ضغط أعلى في درجة الحرارة المحيطة إلى المعتدلة.
يقتصر SA-106 Grade B على ما يقرب من 425-450 درجة مئوية للخدمة المستمرة عالية الضغط بسبب قيود زحف الفولاذ الكربوني. فوق درجة الحرارة هذه، يجب استخدام درجة السبائك المكافئة (أنبوب SA-335 P11 أو P22).
| درجة | القياسية | نظام السبائك | الحد الأدنى للشد (MPa) | الحد الأدنى للعائد (MPa) | الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة (درجة مئوية) | PWHT المطلوبة؟ | رقم ف |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| أ192 | أستم A192 | الصلب الكربوني (منخفض C) | 325 | 180 | ~425 | تعتمد على السُمك | ص1 |
| A210 أ-1 | أستم A210 | فولاذ كربوني متوسط | 415 | 255 | ~450 | تعتمد على السُمك | ص1 |
| أ210 ج | أستم A210 | فولاذ كربوني متوسط | 485 | 275 | ~450 | تعتمد على السُمك | ص1 |
| سا-106 ب | أسمي سا-106 | أنابيب الصلب الكربوني | 415 | 240 | ~450 | تعتمد على السُمك | ص1 |
| T11 | أستم A213 | 1¼Cr-½Mo | 415 | 205 | ~570 | فوق العتبة WT | ص4 |
| T22 | أستم A213 | 2¼Cr-1Mo | 415 | 205 | ~580 | نعم - يوصى به دائمًا | P5A |
| T91 | أستم A213 | 9Cr-1Mo-V (نموذج) | 585 | 415 | ~650 | نعم – إلزامي دائمًا | ص91 |
تحتوي غلاية الطاقة على مناطق متعددة لنقل الحرارة، ولكل منها درجات حرارة مختلفة للأنبوب المعدني وبالتالي متطلبات درجات مختلفة. يعطي الجدول أدناه توزيعات نموذجية لتصميم الغلايات دون الحرجة وفوق الحرجة:
| منطقة الغلاية | أنبوب معدني نطاق درجة الحرارة | دون الحرجة درجة الغلاية | فوق الحرجة / درجة USC |
|---|---|---|---|
| مقتصد | 150 - 350 درجة مئوية | A192 / A210 A-1 | A210 أ-1 |
| جدران مائية | 300 – 450 درجة مئوية | A192 / A210 A-1 | A210 A-1 / T11 |
| سخان الابتدائي | 400 - 520 درجة مئوية | A210 A-1 / T11 | T11 / T22 |
| سخان ثانوي | 500 - 580 درجة مئوية | T11 / T22 | T22 / T91 |
| إعادة التسخين (الساق الساخنة) | 520 – 620 درجة مئوية | T22 | T91 |
| منفذ إعادة التسخين / الرؤوس | 540 - 650 درجة مئوية | T22 / T91 | T91 |
| درجة | التسخين المسبق (اللحام) | PWHT المطلوبة؟ المخاطر الرئيسية | لدرجة حرارة PWHT | إذا تم حذفها |
|---|---|---|---|---|
| A192 / A210 | غير مطلوب عادةً (جدار رقيق) | لكل رمز - يعتمد سمك الجدار | 595-650 درجة مئوية (تخفيف التوتر) | الإجهاد المتبقي، صلابة HAZ |
| T11 | 150 درجة مئوية دقيقة للوزن> 13 مم | لكل رمز - يعتمد سمك الجدار | 675-750 درجة مئوية | تقصف المزاج، تكسير HAZ |
| T22 | 200 درجة مئوية دقيقة | ينصح بشدة دائما | 700-750 درجة مئوية | صلابة HAZ عالية، تكسير الهيدروجين |
| T91 | 200 درجة مئوية - إلزامية | إلزامي - دائما | تطبيع 1040-1080 درجة مئوية + مزاج 730-800 درجة مئوية | مارتنسيت غير مخفف - كسر هش في الخدمة |
ASTM A192 عبارة عن أنبوب غير ملحوم ذو جدار منخفض ومنخفض الكربون مع حد أدنى للشد يبلغ 325 ميجا باسكال - وهي الدرجة الأساسية لأنابيب الغلايات المصنوعة من الفولاذ الكربوني، وتستخدم لبراميل الضغط المنخفض وخدمة جدار الماء أقل من 425 درجة مئوية. ASTM A210 عبارة عن درجة متوسطة الكربون متوفرة بقوتين: الدرجة A-1 (شد 415 ميجا باسكال على الأقل) والدرجة C (شد 485 ميجا باسكال على الأقل). يوفر A210 قوة أكبر من A192 ويستخدم لدوائر التسخين الفائق الضغط العالي ودوائر أنابيب جدار الماء حيث تتيح القوة الإضافية جدرانًا أرق. يشترك كلا الدرجتين في نفس الحد الأقصى التقريبي لدرجة حرارة الخدمة البالغة 425-450 درجة مئوية.
ASTM A213 T91 عبارة عن أنبوب غير ملحوم من سبائك الصلب المارتنسيتي المعدل 9Cr-1Mo-V يستخدم في تطبيقات التسخين وإعادة التسخين ذات درجة الحرارة العالية في الغلايات فوق الحرجة وفائقة الحرج. مع الحد الأدنى من الشد الذي يبلغ 585 ميجا باسكال والحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة المستمرة التي تبلغ حوالي 650 درجة مئوية، يتفوق T91 على T11 وT22 في كل من القوة ومقاومة الزحف في درجات حرارة مرتفعة. إنه يتطلب PWHT إلزاميًا بعد اللحام - دورة تطبيع وتلطيف - والفشل في تنفيذ ذلك بشكل صحيح هو السبب الرئيسي لفشل اللحام T91 في الخدمة.
لا ينبغي استخدام أنابيب الغلايات المصنوعة من الفولاذ الكربوني (ASTM A192، A210، SA-106) لخدمة الضغط المستمر فوق حوالي 425-450 درجة مئوية. وفوق هذا النطاق، يخضع الفولاذ الكربوني لزحف متسارع ويكون عرضة للجرافيتات - وهي عملية تذوب فيها الكربيدات ويتشكل الجرافيت عند حدود الحبوب، مما يسبب التقصف. للخدمة بين 450 درجة مئوية و570 درجة مئوية، يجب تحديد ASTM A213 T11. بالنسبة إلى 570-580 درجة مئوية، يكون T22 مناسبًا. لأكثر من 580 درجة مئوية، مطلوب T91.
تشير تسميات ASME SA وASTM A إلى مواصفات المواد المتطابقة تقنيًا. تعتمد ASME معايير ASTM في القسم الثاني من كود الغلايات وأوعية الضغط (BPVC) وتعيد نشرها كمكافئات SA مع متطلبات شهادة ASME الإضافية. SA-213 T91 وASTM A213 T91 لهما نفس متطلبات الكيمياء والخواص الميكانيكية والمعالجة الحرارية - ويعني تعيين SA أن المادة تم إنتاجها باستخدام وثائق شهادة ASME BPVC. يجب على مصنعي الغلايات الذين يعملون وفقًا للقسم الأول أو الثامن من ASME BPVC تحديد مواد SA، وليس مواد ASTM، للحفاظ على الامتثال للكود.
ASTM A106 (أو ما يعادلها ASME SA-106) هي مواصفات أنبوب، وليست مواصفات أنبوب، وتستخدم لأنابيب توصيل الغلايات، ورؤوس البخار، وخطوط مياه التغذية - وليس لأنابيب سطح نقل الحرارة (جدران المياه، والسخانات الفائقة، وأجهزة إعادة التسخين، والموفرات). بالنسبة لأسطح نقل الحرارة، يلزم وجود مواصفات أنبوبية مخصصة (A192، A210، A213) مع تفاوتات أكثر صرامة في الأبعاد ومجموعات مناسبة من OD/WT. يمكن استخدام SA-106 Grade B لخدمة أنابيب الغلايات حتى 450 درجة مئوية تقريبًا ضمن الضغوط المسموح بها المحددة في ASME BPVC القسم II-D.
PWHT (المعالجة الحرارية بعد اللحام) هي دورة حرارية يتم التحكم فيها ويتم تطبيقها بعد اللحام لتخفيف الضغط المتبقي واستعادة المتانة في المنطقة المتأثرة بالحرارة. بالنسبة لـ T11، قد تكون هناك حاجة إلى PWHT اعتمادًا على سمك الجدار — عادةً ما يزيد عن 13 مم. بالنسبة لـ T22، يوصى بشدة باستخدام PWHT بعد كل عمليات اللحام بغض النظر عن السُمك. بالنسبة لـ T91، يكون PWHT دائمًا إلزاميًا - وهو التطبيع عند 1040-1080 درجة مئوية متبوعًا بدرجة حرارة 730-800 درجة مئوية. يؤدي حذف T91 PWHT أو تنفيذه بشكل غير صحيح إلى ترك مارتنسيت غير مخفف في منطقة اللحام HAZ، وهي بنية مجهرية هشة وعرضة للتشقق في خدمة التدوير الحراري.
تقوم شركة ZC Steel Pipe بتصنيع وتصدير أنابيب الغلايات غير الملحومة وأنابيب المبادلات الحرارية إلى ASTM A192، A210، A213 (T11، T22، T91)، و ASME SA-106. تتوفر وثائق MTC الكاملة للمعيار EN 10204 3.1 و3.2، والتفتيش من طرف ثالث (SGS، Bureau Veritas)، ومجموعات OD/WT المخصصة. نحن نقوم بتوريد مصنعي الغلايات ومقاولي EPC ومشاريع محطات الطاقة في جميع أنحاء أفريقيا والشرق الأوسط وأمريكا الجنوبية.
ماندي. w@zcsteelpipe.com
+86-139-1579-1813