Vale katla toruklassi valimine ei ole hankega seotud ebamugavus – see on inseneritõrge, mis ootab juhtumist. Süsinikterasest torud, mida kasutatakse üle roomamispiiri, lagunevad aastate jooksul nende mikrostruktuuride lagunemise tõttu. Nõuetekohase PWHTta legeerterasest torud võivad keevisõmbluses HAZ mõne kuu jooksul praguneda. Ja ühe klassi asendamine 'sarnase' klassiga ilma ASME BPVC II jaotise lubatud pingetabeleid kontrollimata võib surveanuma sertifikaadi tühistada.
ZC Steel Pipe toodab õmblusteta katla torusid ja soojusvaheti torusid standarditele ASTM A192, A210, A213 ja ASME SA-106, süsinikterasest ja kroom-moolisulamist. Tarnime katlatootjaid, elektrijaamade töövõtjaid ja naftakeemiatehaste ehitajaid kogu Aafrikas, Lähis-Idas ja Lõuna-Ameerikas. Selles juhendis kirjeldatakse, mida iga hinne endast kujutab, mida see võib teha ja mida mitte ning kuidas nende vahel oma rakenduse jaoks valida.
SISUKORD
Katla torude standardite ülevaade
Süsinikterasest katla torud — A192 ja A210
Legeerterasest katlatorud – ASTM A213
A213 T11 – 1¼Cr-½Mo
A213 T22 – 2¼Cr-1Mo
A213 T91 — 9Cr-1Mo-V (muudetud)
SA-106 klass B — õmblusteta süsinikterasest toru katlateeninduse jaoks
Täielik hinnete võrdlustabel
Katla tsooni valimise juhend
PWHT nõuded sulamiklassidele
KKK
1. Katla torude standardite ülevaade
PÕHISTANDARDID – KATLA TORU ASTM A192: Õmblusteta süsinikterasest torud kõrgsurvekatla teenindamiseks – minimaalne sein, madala süsinikusisaldusega.
ASTM A210: Õmblusteta keskmise süsinikusisaldusega terasest katla ja ülekuumendi torud – klassid A-1 ja C.
ASTM A213: õmblusteta ferriit- ja austeniitsest legeerterasest katla, ülekuumendi ja soojusvaheti torud – katab T11, T22, T91 ja palju muid klasse.
ASME SA-106: Õmblusteta süsinikterasest toru kõrgel temperatuuril – klassid A, B ja C. ASME BPVC ekvivalent ASTM A106.
Kõik neli standardit on õmblusteta – soojusülekandeteenuse katla toru pole praktiliselt kunagi keevitatud, kuna keevisõmblus kujutab endast pingekontsentratsiooni ja potentsiaalset korrosioonialgatuskohta tsüklilises termilises keskkonnas. Standardid erinevad sulami sisalduse, tugevuse taseme ja maksimaalse temperatuuri poolest, mille juures klass säilitab piisava roometugevuse, et olla ohutu püsiva rõhu all.
Katla toru valiku eraldusjoon on tavaliselt temperatuur. Süsinikterase klassid (A192, A210, SA-106) sobivad hoolduseks kuni ligikaudu 450°C. Üle selle muutub süsinikterase roomekiirus lubamatult suureks ja kasutada tuleb madala legeeritud marke (A213 T11, T22). Üle ligikaudu 580 °C on kaasaegsete ülekriitiliste ja ülikriitiliste katelde jaoks vaja täiustatud 9Cr klassi (A213 T91).
2. Süsinikterasest katla torud — A192 ja A210
2.1 ASTM A192 – minimaalne seina süsinikteras
ASTM A192 on lihtsaim ja ökonoomsem katla torutüüp. See on minimaalse seinaga õmblusteta süsinikterasest toru, mille maksimaalne süsinikusisaldus on 0,18% ja minimaalne tõmbetugevus vaid 325 MPa (47 ksi). Madal süsinikusisaldus parandab keevitatavust ja vähendab termilise tsükli ajal karbiidi sadenemise ohtu terade piiridel.
A192 kasutatakse veetoru katla trumlite, mudatrumlite ja madalama temperatuuriga veeseina torude jaoks kommunaal- ja tööstuskateldes, mis töötavad temperatuuril alla 425 °C. Selle madala tugevusega lagi tähendab, et see ei sobi kaasaegsete kõrgsurvekatelde ülekuumendi või järelsoojendi teenindamiseks.
2.2 ASTM A210 — keskmise süsinikusisaldusega terasest katla toru
ASTM A210 annab suurema tugevuse kui A192 tänu veidi suuremale süsiniku ja mangaani sisaldusele. Seda toodetakse kahes klassis:
Klass A-1 : minimaalne tõmbetugevus 415 MPa (60 ksi), minimaalne saagis 255 MPa (37 ksi). Levinud klass veeseina, ökonomaiseri ja madalama ülekuumendi teenuse jaoks.
C klass : minimaalne tõmbetugevus 485 MPa (70 ksi), minimaalne saagis 275 MPa (40 ksi). Suurem tugevus nõudlikumate süsinikterasest katlarakenduste jaoks. Harvemini määratletud kui A-1.
Väljamärkus – A192 vs A210 hankes Praktikas kasutatakse A192 ja A210 klassi A-1 sageli vaheldumisi ökonomaiseri ja madalama veeseina toruahelate jaoks tööstuslikes kateldes temperatuuril alla 400 °C. Tõmbetugevuse erinevus tähendab, et A210 suudab saavutada vajaliku seinapaksuse väiksema seinapaksusega kui A192 – see on kasulik, kui toru kaal on oluline. Kuid mõned vanemad katla konstruktsioonid täpsustavad A192 nime järgi ja asendamine nõuab inseneri kinnitust ja koodi arvutamist. Ärge kunagi asendage katla klasse ilma ASME BPVC jaotises II-D kontrollimata lubatud pinget ja nõutavat dokumentatsiooni hankimata.
3. Legeerterasest katlatorud — ASTM A213
ASTM A213 hõlmab laia valikut õmblusteta ferriitseid (kroom-molübdeen) ja austeniitseid (roostevaba) legeerterasest torusid katla, ülekuumendi ja soojusvaheti teenindamiseks. Ferriitklassid on tähistatud T-prefiksiga (T11, T22, T91) ja austeniitklassid TP-ga (TP304, TP316, TP321 jne).
Kroomi-moly (CrMo) sulamite süsteem on kõrge temperatuuriga katla torude metallurgia tööhobune. Kroomi lisamine parandab oksüdatsioonikindlust ja tugevust kõrgel temperatuuril. Molübdeeni lisamine parandab roomamistugevust. Mõlema – T11-lt (1¼Cr-½Mo) T22-le (2¼Cr-1Mo) T91-le (9Cr-1Mo-V modifitseeritud) suurendamine pikendab järk-järgult temperatuuri ülemmäära ja parandab pikaajalist roomamisiga.
4. A213 T11 – 1¼Cr-½Mo
ASTM A213 T11
Sulam:
1¼Cr – ½Mo
Minimaalne tõmbetugevus:
415 MPa (60 ksi)
Minimaalne saagis:
205 MPa (30 ksi)
Max töötemperatuur:
~570°C pidev
ASME BPVC ekvivalent:
SA-213 T11
P-number (ASME):
P4
T11 on algtaseme sulamiklass katla torude teenindamiseks, mis ületab süsinikterasest temperatuuri piiri. See tagab hea oksüdatsioonikindluse kuni ligikaudu 570 °C ja parema roometugevuse võrreldes süsinikterasest vahemikus 450–570 °C. T11 kasutatakse tavaliselt ülekuumendi väljalasketorudes, järelsoojendi sisselaskeosades ja madalama temperatuuriga ülekuumendi toruahelates alakriitilistes ja ülekriitilistes kateldes.
T11 on õhukeste seinte puhul üldiselt keevitatav ilma eelsoojenduseta, kuid nõuab PWHT-d üle teatud paksuse läve ASME BPVC kohta. Selle 1¼Cr sisaldus muudab selle vastuvõtlikuks haprusele, kui see jahutatakse PWHT ajal liiga aeglaselt temperatuurivahemikus 370–565 °C – ahju jahutuskiirusi tuleb kontrollida.
5. A213 T22 – 2¼Cr-1Mo
ASTM A213 T22
Sulam:
2¼Cr – 1Mo
Minimaalne tõmbetugevus:
415 MPa (60 ksi)
Minimaalne saagis:
205 MPa (30 ksi)
Max töötemperatuur:
~580°C pidev
ASME BPVC ekvivalent:
SA-213 T22
P-number (ASME):
P5A
T22 (2¼Cr-1Mo) on aastakümneid olnud kõrge temperatuuriga katelde ülekuumendi ja järelsoojendi teeninduse tööjõusulam. Selle kõrgem kroomi ja molübdeeni sisaldus võrreldes T11-ga tagab parema roomamiskindluse vahemikus 540–580 °C ja parema oksüdatsioonikindluse auru- ja tulepoolse kokkupuute korral. T22 kasutatakse kõrge temperatuuriga ülekuumendi väljalasketorude, järelsoojendi väljalasketorude ja mis tahes katla toruahelate jaoks, mis töötavad ülemises alakriitilises temperatuurivahemikus.
Tehniline ülevaade – T22 vs T11: millal uuendada Praktiline otsustuspunkt T11 ja T22 vahel on tavaliselt toru metalli temperatuur, mitte ainult auru temperatuur. Katla ülekuumendis võib toru metalli temperatuur olla 30–80°C kõrgem kui sees olev auru temperatuur, olenevalt soojusvoost ja toru läbimõõdust. Kui teie auru väljalasketemperatuur on 540 °C, võib toru metall tippkoormusel ulatuda 600 °C-ni või kõrgemale, asetades selle üle T11 usaldusväärse roomevahemiku. Konservatiivne lähenemine on kasutada T22 mis tahes ülekuumendi või kuumutustoru puhul, mille eeldatav toru metalli temperatuur on üle 540 °C, mitte ainult nende puhul, kus auru temperatuur ületab selle läve.
6. A213 T91 — 9Cr-1Mo-V (muudetud)
ASTM A213 T91
Sulam:
9Cr – 1Mo – V (modifitseeritud)
Minimaalne tõmbetugevus:
585 MPa (85 ksi)
Minimaalne saagis:
415 MPa (60 ksi)
Max töötemperatuur:
~650°C pidev
ASME BPVC ekvivalent:
SA-213 T91
P-number (ASME):
P91
T91 on martensiitne 9Cr-1Mo sulam, mida on modifitseeritud vanaadiumi, nioobiumi ja lämmastikuga, et oluliselt parandada selle roomamistugevust võrreldes modifitseerimata 9Cr-1Mo klassiga (T9). Selle minimaalne tõmbetugevus 585 MPa ja minimaalne tootlikkus 415 MPa – mõlemad oluliselt kõrgemad kui T11 või T22 – võimaldavad torude õhemaid seinu sama rõhuklassiga, vähendades termilise tsükli pingeid ja parandades soojusülekande efektiivsust.
T91 on standardmaterjal täiustatud superkriitiliste (SC) ja ultra-superkriitiliste (USC) katelde jaoks, kus auru temperatuur ületab 580 °C. Seda kasutatakse kõrge temperatuuriga ülekuumendi väljalasketorudes, kuuma taassoojendustorustikus ja kõrgsurveauru kollektorites kaasaegsetes elektrijaamade kateldes.
Kriitiline tehniline punkt – T91 PWHT ei ole läbiräägitav T91 tuleb kuumtöödelda kindla normaliseeritud ja karastatud olekuni nii veskis (vastamaks mehaanilistele omadustele) kui ka pärast mis tahes väli- või töökojas keevitamist. Nõutav PWHT on normaliseerimine 1040–1080 °C juures, millele järgneb temperament 730–800 °C. Ilma selle PWHTta sisaldab keevisõmbluse kuumusest mõjutatud tsoon karastamata martensiiti – väga kõva, rabedat mikrostruktuuri, mis on vastuvõtlik vesinikpragudele ja pingekorrosioonile. T91 keevisõmbluste tõrked on peaaegu alati jälgitavad vale või välja jäetud PWHT tõttu. See on T91 torude valmistamisel kõige kriitilisem kvaliteedikontrolli punkt – seda ei saa vahele jätta ega lühendada olenemata ajakava rõhust.
7. SA-106 klass B – õmblusteta süsinikteras boilerite teenindamiseks
ASME SA-106 (vastab ASTM A106-le) on õmblusteta süsinikterasest toru spetsifikatsioon kõrgel temperatuuril. See ei ole torude spetsifikatsioon – see hõlmab torusid, mitte torusid – ja seda kasutatakse peamiselt aurukollektorite, boileri ühendustorustike, toiteveetorustike ja aurujaotusvõrkude jaoks, mitte soojusülekande pinnatorude jaoks. Kolm klassi on:
Klass A : minimaalne tõmbetugevus 330 MPa (48 ksi). Harva täpsustatud – klass B on standardvalik.
Klass B : Minimaalne tõmbetugevus 415 MPa (60 ksi), minimaalne saagis 240 MPa (35 ksi). Katelde ja surveanumate torustike domineeriv klass.
Klass C : minimaalne tõmbetugevus 485 MPa (70 ksi). Kasutatakse seal, kus on vaja kõrgemat rõhku ümbritseval kuni mõõdukal temperatuuril.
SA-106 klass B on süsinikterasest roomamispiirangute tõttu piiratud temperatuurini ligikaudu 425–450 °C. Sellest kõrgemal temperatuuril tuleb kasutada samaväärset sulami klassi (SA-335 P11 või P22 toru).
8. Täielik hinnete võrdlustabel
| Klass |
Standardsulamisüsteem |
Minimaalne |
Minimaalne tõmbetugevus (MPa) |
saagis (MPa) |
Maksimaalne hooldustemperatuur (°C) |
PWHT on nõutav? |
P-number |
| A192 |
ASTM A192 |
Süsinikteras (madal C) |
325 |
180 |
~425 |
Olenevalt paksusest |
P1 |
| A210 A-1 |
ASTM A210 |
Keskmise süsinikusisaldusega teras |
415 |
255 |
~450 |
Olenevalt paksusest |
P1 |
| A210 C |
ASTM A210 |
Keskmise süsinikusisaldusega teras |
485 |
275 |
~450 |
Olenevalt paksusest |
P1 |
| SA-106 B |
ASME SA-106 |
Süsinikterasest toru |
415 |
240 |
~450 |
Olenevalt paksusest |
P1 |
| T11 |
ASTM A213 |
1¼Cr-½Mo |
415 |
205 |
~570 |
Üle läve WT |
P4 |
| T22 |
ASTM A213 |
2¼Cr-1Mo |
415 |
205 |
~580 |
Jah - alati soovitatav |
P5A |
| T91 |
ASTM A213 |
9Cr-1Mo-V (mod.) |
585 |
415 |
~650 |
Jah - alati kohustuslik |
P91 |
9. Katla tsooni valimise juhend
Jõukatlal on mitu soojusülekandetsooni, millest igaühel on erinev torumetalli temperatuur ja seetõttu erinevad kvaliteedinõuded. Allolevas tabelis on toodud tüüpilised klasside jaotused alakriitilise ja ülekriitilise katla konstruktsiooni jaoks:
| Katla tsooni |
toru metallist temperatuurivahemik |
Subkriitiline katla aste |
ülekriitiline/USC aste |
| Ökonomiser |
150-350 °C |
A192 / A210 A-1 |
A210 A-1 |
| Vesi seinad |
300-450°C |
A192 / A210 A-1 |
A210 A-1 / T11 |
| Esmane ülekuumendi |
400-520°C |
A210 A-1 / T11 |
T11 / T22 |
| Sekundaarne ülekuumendi |
500-580°C |
T11 / T22 |
T22 / T91 |
| Soojendi (kuum jalg) |
520-620 °C |
T22 |
T91 |
| Küttekeha väljalaskeava / päised |
540-650 °C |
T22 / T91 |
T91 |
Hankemärkus – Hiina veskist katlatoru ostmine Hiina veskid toodavad suures koguses A192, A210 ja A213 katla torusid vastavalt ASTM/ASME täielikele spetsifikatsioonidele. Praktiline hankenõue on sama, mis mis tahes rõhukriitilise materjali puhul: nõudke täielikku materjali testimise sertifikaati (MTC) vastavalt standardile EN 10204 3.1 või 3.2 (olenevalt projekti spetsifikatsioonist), kontrollige, et MTC soojusnumber ühtiks toru märgistusega, ja kinnitage, et sulamiklasside kohta on kaasatud PWHT-kirjed. Konkreetselt T91 puhul küsige alati PWHT ahju diagrammi – mitte ainult PWHT kinnitust MTC-s – tõendina, et kogu normaliseerimis- ja karastamistsükkel viidi läbi õigesti. Kolmanda osapoole kontrollimine tehases (SGS, Bureau Veritas või TÜV) on tavapärane tava kriitiliste katla torude hankimisel.
10. PWHT nõuded sulamiklassidele
| Hinne |
eelsoojendus (keevitus) |
PWHT on nõutav? |
PWHT temperatuuri |
võtme risk, kui see on välja jäetud |
| A192 / A210 |
Tavaliselt pole nõutav (õhuke sein) |
Koodi järgi – sõltub seina paksusest |
595–650 °C (stressi leevendamine) |
Jääkpinge, HAZ kõvadus |
| T11 |
150°C min WT >13 mm korral |
Koodi järgi – sõltub seina paksusest |
675–750 °C |
Tuju rabestumine, HAZ-i lõhenemine |
| T22 |
200°C min |
Soovitatav alati |
700–750 °C |
Kõrge HAZ kõvadus, vesinikpragunemine |
| T91 |
200°C min — kohustuslik |
Kohustuslik - alati |
Normaliseerimine 1040–1080°C + Temperatuur 730–800°C |
Karastamata martensiit — kasutusel olev rabe murd |
11. Korduma kippuvad küsimused
Mis vahe on ASTM A192 ja A210 katla torudel?
ASTM A192 on minimaalse seinaga madala süsinikusisaldusega õmblusteta toru, mille minimaalne tõmbetugevus on 325 MPa – kõige elementaarsem süsinikterasest katla toruklass, mida kasutatakse madalama rõhuga trumlite ja veeseina teenindamiseks temperatuuril alla 425 °C. ASTM A210 on keskmise süsinikusisaldusega klass, mis on saadaval kahe tugevusega: klass A-1 (tõmbetugevus vähemalt 415 MPa) ja klass C (tõmbetugevus vähemalt 485 MPa). A210 annab suurema tugevuse kui A192 ja seda kasutatakse kõrgema rõhuga ülekuumendi ja veeseina torude ahelates, kus lisatugevus võimaldab õhemaid seinu. Mõlemal klassil on sama ligikaudne maksimaalne töötemperatuuri ülempiir 425–450 °C.
Mis on ASTM A213 T91 katla toru?
ASTM A213 T91 on 9Cr-1Mo-V modifitseeritud martensiitsest legeerterasest õmblusteta toru, mida kasutatakse kõrge temperatuuriga ülekuumendi- ja järelkuumutirakendustes üle- ja ülikriitilistes kateldes. Minimaalse tõmbetugevusega 585 MPa ja maksimaalse pideva töötemperatuuriga ligikaudu 650 °C ületab T91 T11 ja T22 nii tugevuse kui ka roomekindluse poolest kõrgetel temperatuuridel. See nõuab pärast keevitamist kohustuslikku PWHT-d – normaliseerimis- ja karastamistsüklit – ning selle õige täitmata jätmine on T91 keevisõmbluse rikete peamine põhjus kasutusel.
Mis on süsinikterasest katla torude maksimaalne temperatuur?
Süsinikterasest katla torusid (ASTM A192, A210, SA-106) ei tohi kasutada püsiva rõhu all töötamiseks temperatuuril üle 425–450 °C. Sellest vahemikust kõrgemal läbib süsinikteras kiirendatud roomamist ja on vastuvõtlik grafiseerumisele – protsessile, kus karbiidid lahustuvad ja terade piiridel moodustub grafiit, mis põhjustab haprust. Hoolduse jaoks vahemikus 450 °C kuni 570 °C tuleks täpsustada ASTM A213 T11. Temperatuuril 570–580 °C sobib T22. Üle 580°C puhul on nõutav T91.
Mis vahe on ASME SA ja ASTM A katla torude tähistusel?
ASME SA ja ASTM A tähistused viitavad tehniliselt identsetele materjalide spetsifikatsioonidele. ASME võtab ASTM-i standardid üle oma katla ja surveanuma koodi (BPVC) II jaotisesse ja avaldab need uuesti SA ekvivalentidena koos täiendava ASME sertifitseerimisnõudega. Mudelil SA-213 T91 ja ASTM A213 T91 on samad keemia, mehaanilised omadused ja kuumtöötluse nõuded – SA-tähis tähendab, et materjal on toodetud ASME BPVC sertifitseerimisdokumentatsiooni alusel. ASME BPVC I või VIII jaotisega töötavad katlatootjad peavad koodi järgimiseks määrama SA materjalid, mitte ASTM-i materjalid.
Kas ASTM A106 toru saab kasutada katla toruna?
ASTM A106 (või selle ASME ekvivalent SA-106) on torude spetsifikatsioon, mitte toru spetsifikatsioon ning seda kasutatakse katla torustike, aurukollektorite ja toiteveetorude ühendamiseks – mitte soojusülekande pinnatorude (veeseinad, ülekuumendid, järelsoojendid, ökonomaiserid) jaoks. Soojusülekandepindade jaoks on nõutavad spetsiaalsed toru spetsifikatsioonid (A192, A210, A213), millel on rangemad mõõtmete tolerantsid ja sobivad OD/WT kombinatsioonid. SA-106 klassi B saab kasutada katla torustike teenindamiseks kuni ligikaudu 450 °C juures ASME BPVC jaotises II-D määratletud lubatud pingete piires.
Mis on PWHT ja millal on see legeeritud katla torude jaoks vajalik?
PWHT (Post Weld Heat Treatment) on kontrollitud termiline tsükkel, mida rakendatakse pärast keevitamist, et leevendada jääkpingeid ja taastada kuumusest mõjutatud tsooni sitkus. T11 puhul võib PWHT olla vajalik sõltuvalt seina paksusest – tavaliselt üle 13 mm. T22 puhul on PWHT tungivalt soovitatav pärast kõiki keevitusi, olenemata paksusest. T91 puhul on PWHT alati kohustuslik – normaliseerimine 1040–1080 °C juures, millele järgneb temperament 730–800 °C. T91 PWHT väljajätmine või ebaõige teostamine jätab keevisõmblusesse HAZ karastamata martensiit – mikrostruktuur, mis on termilise tsükli kasutamise käigus rabe ja võib praguneda.
Allikas ZC terastoru katla torud
ZC Steel Pipe toodab ja ekspordib õmblusteta katla torusid ja soojusvaheti torusid ASTM A192, A210, A213 (T11, T22, T91) ja ASME SA-106 jaoks. Saadaval on täielik MTC dokumentatsioon standarditele EN 10204 3.1 ja 3.2, kolmanda osapoole kontroll (SGS, Bureau Veritas) ja kohandatud OD/WT kombinatsioonid. Tarnime katlatootjaid, EPC töövõtjaid ja elektrijaamade projekte kogu Aafrikas, Lähis-Idas ja Lõuna-Ameerikas.
mandy. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Küsi hinnapakkumist
