بازدید: 0 نویسنده: ویرایشگر سایت زمان انتشار: 2026-03-13 منبع: سایت
انتخاب درجه اشتباه لوله دیگ یک ناراحتی برای خرید نیست - این یک شکست مهندسی است که منتظر وقوع است. لولههای فولادی کربنی که بالاتر از حد خزش خود استفاده میشوند در اثر تخریب ریزساختاری در طول سالهای خدمت از کار میافتند. لوله های فولادی آلیاژی مشخص شده بدون PWHT مناسب می توانند در عرض چند ماه در محل جوش HAZ ترک بخورند. و جایگزینی یک درجه برای یک درجه 'مشابه' بدون بررسی جداول تنش مجاز در ASME BPVC بخش II می تواند گواهی مخازن تحت فشار را باطل کند.
ZC Steel Pipe لولههای دیگ بخار و لولههای مبدل حرارتی بدون درز را مطابق با استانداردهای ASTM A192، A210، A213، و ASME SA-106 در فولاد کربن و آلیاژ کروم-مولی تولید میکند. ما تولیدکنندگان دیگ بخار، پیمانکاران نیروگاه، و سازندگان کارخانه های پتروشیمی را در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی عرضه می کنیم. این راهنما شامل این است که هر نمره چیست، چه کاری می تواند انجام دهد و چه کاری نمی تواند انجام دهد، و چگونه بین آنها را برای درخواست خود انتخاب کنید.
مروری بر استانداردهای لوله دیگ بخار
لوله های دیگ بخار کربنی - A192 و A210
لوله های بویلر فولادی آلیاژی - ASTM A213
A213 T11 — 1¼Cr-½Mo
A213 T22 - 2¼Cr-1Mo
A213 T91 — 9Cr-1Mo-V (تغییر شده)
SA-106 درجه B - لوله فولادی کربن بدون درز برای سرویس دیگ بخار
جدول مقایسه نمرات کامل
راهنمای انتخاب منطقه بویلر
الزامات PWHT برای گریدهای آلیاژی
سوالات متداول
هر چهار استاندارد بدون درز هستند - لوله دیگ بخار برای سرویس انتقال حرارت عملاً هرگز جوش داده نمی شود، زیرا درز جوش نشان دهنده غلظت تنش و محل شروع خوردگی بالقوه در یک محیط حرارتی چرخه ای است. استانداردها در محتوای آلیاژ، سطح استحکام و حداکثر دمایی که در آن درجه استحکام خزشی کافی برای ایمن بودن در سرویس فشار پایدار را حفظ میکند، متفاوت است.
خط تقسیم در انتخاب لوله دیگ معمولا دما است. گریدهای فولاد کربنی (A192، A210، SA-106) برای سرویس دهی تا دمای تقریباً 450 درجه سانتیگراد مناسب هستند. بالاتر از آن، سرعت خزش فولاد کربنی به طور غیرقابل قبولی بالا میشود و باید از گریدهای کم آلیاژ (A213 T11, T22) استفاده کرد. بالاتر از تقریباً 580 درجه سانتیگراد، گریدهای پیشرفته 9Cr (A213 T91) برای طراحی دیگ بخار فوق بحرانی و فوق بحرانی مدرن مورد نیاز است.
ASTM A192 ساده ترین و مقرون به صرفه ترین درجه لوله دیگ بخار است. این یک لوله فولادی کربن بدون درز با حداقل دیواره با حداکثر محتوای کربن 0.18٪ و حداقل استحکام کششی تنها 325 MPa (47 ksi) است. محتوای کربن کم، جوشپذیری را بهبود میبخشد و خطر بارش کاربید را در مرزهای دانه در طول چرخه حرارتی کاهش میدهد.
A192 برای درام های دیگ بخار لوله آب، درام های گل و لوله های دیواره آب با دمای پایین تر در دیگ های صنعتی و صنعتی که در دمای تقریباً 425 درجه سانتیگراد کار می کنند استفاده می شود. سقف کم استحکام آن به این معنی است که برای سرویس سوپرهیتر یا بخاری در دیگهای فشار قوی مدرن مناسب نیست.
ASTM A210 استحکام بیشتری نسبت به A192 از طریق مقدار کمی کربن و منگنز بالاتر دارد. در دو گرید تولید می شود:
درجه A-1 : حداقل کشش 415 مگاپاسکال (60 ksi)، حداقل بازده 255 مگاپاسکال (37 ksi). درجه رایج تر برای دیوار آب، اکونومایزر و سرویس سوپرهیتر پایین تر.
درجه C : حداقل کشش 485 MPa (70 ksi)، حداقل بازده 275 MPa (40 ksi). استحکام بالاتر برای کاربردهای دیگ فولاد کربنی بیشتر. کمتر از A-1 مشخص شده است.
ASTM A213 طیف گسترده ای از لوله های فولادی آلیاژی فریتی (کروم-مولیبدن) و آستنیتی (ضد زنگ) بدون درز را برای خدمات دیگ بخار، سوپرهیتر و مبدل حرارتی پوشش می دهد. گریدهای فریتی با پیشوند T (T11، T22، T91) و گریدهای آستنیتی با TP (TP304، TP316، TP321 و غیره) مشخص می شوند.
سیستم آلیاژ کروم-مولی (CrMo) موتور کار متالورژی لوله دیگ بخار با دمای بالا است. افزودن کروم مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام در دمای بالا را بهبود می بخشد. افزودن مولیبدن قدرت خزش را بهبود می بخشد. افزایش هر دو - از T11 (1¼Cr-½Mo) به T22 (2¼Cr-1Mo) به T91 (9Cr-1Mo-V اصلاح شده) - به تدریج سقف دما را افزایش می دهد و عمر خزش طولانی مدت را بهبود می بخشد.
T11 درجه اولیه آلیاژی برای سرویس لوله دیگ بخار بالاتر از حد دمای فولاد کربن است. این مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب تا حدود 570 درجه سانتیگراد و استحکام خزشی را در مقابل فولاد کربنی در محدوده 450-570 درجه سانتیگراد بهبود می بخشد. T11 معمولاً در لولههای خروجی سوپرهیتر، بخشهای ورودی مجدد بخاری و مدارهای لوله سوپرهیتر با دمای پایین در بویلرهای زیر بحرانی و فوق بحرانی استفاده میشود.
T11 به طور کلی بدون پیش گرم برای دیوارهای نازک قابل جوش است اما به PWHT بالاتر از آستانه ضخامت معین در هر ASME BPVC نیاز دارد. محتوای 1¼ کروم آن باعث می شود که اگر در طول PWHT خیلی آهسته در محدوده 370-565 درجه سانتیگراد خنک شود، در برابر شکنندگی مزاج حساس می شود - نرخ خنک کننده کوره باید کنترل شود.
T22 (2¼Cr-1Mo) برای چندین دهه آلیاژ اسب بخار برای سوپرهیتر دیگ بخار و سرویس مجدد بخاری با دمای بالا بوده است. محتوای کروم و مولیبدن بالاتر آن در مقایسه با T11 مقاومت بهتری در برابر خزش در محدوده 540-580 درجه سانتی گراد و مقاومت اکسیداسیون بهبود یافته برای قرار گرفتن در معرض بخار و سمت آتش را ایجاد می کند. T22 برای لوله های خروجی سوپرهیتر با دمای بالا، سربرگ های خروجی بخاری مجدد، و هر مدار لوله دیگ بخار که در محدوده دمای زیر بحرانی بالایی کار می کند استفاده می شود.
T91 یک آلیاژ مارتنزیتی 9Cr-1Mo است که با وانادیوم، نیوبیم و نیتروژن اصلاح شده است تا به طور چشمگیری مقاومت خزشی آن را در مقایسه با درجه اصلاح نشده 9Cr-1Mo (T9) بهبود بخشد. حداقل استحکام کششی آن 585 مگاپاسکال و حداقل تسلیم 415 مگاپاسکال - هر دو به طور قابل توجهی بالاتر از T11 یا T22 - به دیوارههای لوله نازکتر اجازه میدهد تا فشار یکسانی داشته باشند، تنشهای چرخه حرارتی را کاهش دهند و راندمان انتقال حرارت را بهبود بخشند.
T91 ماده استاندارد برای طراحی دیگ های پیشرفته فوق بحرانی (SC) و فوق بحرانی (USC) است که دمای بخار بیش از 580 درجه سانتیگراد است. در لوله های خروجی سوپرهیتر با دمای بالا، لوله کشی گرم مجدد داغ و هدرهای بخار فشار بالا در دیگهای بخار نیروگاهی مدرن استفاده می شود.
ASME SA-106 (معادل ASTM A106) یک مشخصات لوله فولادی کربن بدون درز برای سرویس در دمای بالا است. این یک مشخصات لوله نیست - لوله ها را پوشش می دهد نه لوله ها - و عمدتا برای لوله های بخار، لوله های اتصال دیگ بخار، خطوط آب تغذیه و شبکه های توزیع بخار به جای لوله های سطح انتقال حرارت استفاده می شود. این سه درجه عبارتند از:
درجه A : حداقل کشش 330 MPa (48 ksi). به ندرت مشخص می شود - درجه B انتخاب استاندارد است.
درجه B : حداقل کشش 415 MPa (60 ksi)، حداقل بازده 240 MPa (35 ksi). درجه غالب برای لوله کشی دیگ بخار و مخازن تحت فشار.
درجه C : حداقل کشش 485 MPa (70 ksi). در جاهایی استفاده می شود که فشار بالاتر در دمای محیط تا متوسط مورد نیاز است.
SA-106 درجه B به دلیل محدودیتهای خزش فولاد کربنی، به حدود 425 تا 450 درجه سانتیگراد برای خدمات پایدار با استرس بالا محدود شده است. بالاتر از این دما، باید از گرید آلیاژی معادل (لوله SA-335 P11 یا P22) استفاده شود.
| درجه | استاندارد | سیستم آلیاژ | حداقل کشش (MPa) | حداقل بازده (MPa) | حداکثر دمای سرویس (°C) | PWHT مورد نیاز است؟ | P-Number |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A192 | ASTM A192 | فولاد کربن (C کم) | 325 | 180 | ~ 425 | وابسته به ضخامت | P1 |
| A210 A-1 | ASTM A210 | فولاد کربن متوسط | 415 | 255 | ~ 450 | وابسته به ضخامت | P1 |
| A210 C | ASTM A210 | فولاد کربن متوسط | 485 | 275 | ~ 450 | وابسته به ضخامت | P1 |
| SA-106 B | ASME SA-106 | لوله کربن فولادی | 415 | 240 | ~ 450 | وابسته به ضخامت | P1 |
| T11 | ASTM A213 | 1¼Cr-½Mo | 415 | 205 | ~ 570 | بالاتر از آستانه WT | P4 |
| T22 | ASTM A213 | 2¼Cr-1Mo | 415 | 205 | ~ 580 | بله - همیشه توصیه می شود | P5A |
| T91 | ASTM A213 | 9Cr-1Mo-V (Mod.) | 585 | 415 | ~ 650 | بله - همیشه اجباری است | P91 |
یک دیگ بخار دارای چندین ناحیه انتقال حرارت است که هر کدام با دمای فلز لوله متفاوت و بنابراین نیازهای درجه متفاوتی دارند. جدول زیر تخصیص درجه معمولی برای طراحی دیگ بخار زیر بحرانی و فوق بحرانی را نشان می دهد:
| لوله منطقه بویلر | محدوده دمای فلزی درجه حرارت | پایین بحرانی بویلر درجه | فوق بحرانی/گرید USC |
|---|---|---|---|
| اکونومایزر | 150 - 350 درجه سانتیگراد | A192 / A210 A-1 | A210 A-1 |
| دیوارهای آبی | 300 - 450 درجه سانتیگراد | A192 / A210 A-1 | A210 A-1 / T11 |
| سوپرهیتر اولیه | 400 - 520 درجه سانتیگراد | A210 A-1 / T11 | T11 / T22 |
| سوپرهیتر ثانویه | 500 - 580 درجه سانتیگراد | T11 / T22 | T22 / T91 |
| گرم کن (پای داغ) | 520 - 620 درجه سانتیگراد | T22 | T91 |
| خروجی / سربرگ بخاری | 540 - 650 درجه سانتیگراد | T22 / T91 | T91 |
| درجه | پیش گرم (جوشکاری) | PWHT مورد نیاز است؟ خطر کلید | دمای PWHT | در صورت حذف |
|---|---|---|---|---|
| A192 / A210 | معمولاً مورد نیاز نیست (دیوار نازک) | در هر کد - ضخامت دیوار بستگی دارد | 595-650 درجه سانتیگراد (تسکین استرس) | تنش پسماند، سختی HAZ |
| T11 | 150 درجه سانتی گراد دقیقه برای WT > 13 میلی متر | در هر کد - ضخامت دیوار بستگی دارد | 675-750 درجه سانتیگراد | تردی مزاج، ترک خوردن HAZ |
| T22 | 200 درجه سانتی گراد دقیقه | به شدت توصیه می شود همیشه | 700-750 درجه سانتیگراد | سختی HAZ بالا، ترک هیدروژنی |
| T91 | 200 درجه سانتیگراد در دقیقه - اجباری | اجباری - همیشه | نرمال کردن 1040-1080 درجه سانتیگراد + دمای 730-800 درجه سانتیگراد | مارتنزیت تمپر نشده - شکستگی شکننده در خدمت |
ASTM A192 یک لوله بدون درز با حداقل دیواره و کم کربن با حداقل کشش 325 مگاپاسکال - ابتدایی ترین درجه لوله دیگ فولاد کربنی است که برای درام های فشار پایین و سرویس دیوار آب زیر 425 درجه سانتیگراد استفاده می شود. ASTM A210 یک گرید کربن متوسط است که در دو قدرت موجود است: درجه A-1 (کشش حداقل 415 مگاپاسکال) و درجه C (کشش حداقل 485 مگاپاسکال). A210 استحکام بیشتری نسبت به A192 ارائه می دهد و برای مدارهای سوپرهیتر با فشار بالاتر و لوله های دیواره آب استفاده می شود که در آن استحکام اضافی دیواره های نازک تری را ممکن می کند. هر دو درجه دارای سقف دمای حداکثر تقریبی سرویس 425-450 درجه سانتیگراد هستند.
ASTM A213 T91 یک لوله بدون درز فولادی با آلیاژ مارتنزیتی اصلاح شده با 9Cr-1Mo-V است که در کاربردهای سوپرهیتر و گرم کننده با دمای بالا در بویلرهای فوق بحرانی و فوق بحرانی استفاده می شود. با حداقل کشش 585 مگاپاسکال و حداکثر دمای سرویس مداوم تقریباً 650 درجه سانتیگراد، T91 از نظر مقاومت و مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا بهتر از T11 و T22 عمل می کند. این نیاز به PWHT اجباری پس از جوشکاری دارد - یک چرخه نرمال و معتدل - و عدم انجام صحیح این کار علت اصلی خرابی جوش T91 در سرویس است.
لوله های دیگ بخار کربن فولادی (ASTM A192, A210, SA-106) نباید برای سرویس فشار پایدار بالای تقریباً 425-450 درجه سانتیگراد استفاده شوند. بالاتر از این محدوده، فولاد کربنی تحت خزش سریع قرار می گیرد و مستعد گرافیت شدن است - فرآیندی که در آن کاربیدها حل می شوند و گرافیت در مرزهای دانه تشکیل می شود و باعث شکنندگی می شود. برای سرویس بین 450 تا 570 درجه سانتیگراد، ASTM A213 T11 باید مشخص شود. برای 570-580 درجه سانتیگراد، T22 مناسب است. برای دمای بالای 580 درجه سانتیگراد، T91 مورد نیاز است.
عناوین ASME SA و ASTM A به مشخصات فنی مواد یکسان اشاره دارند. ASME استانداردهای ASTM را در بخش II کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار (BPVC) خود پذیرفته و آنها را به عنوان معادل SA با الزامات گواهینامه ASME اضافی منتشر می کند. SA-213 T91 و ASTM A213 T91 دارای شرایط شیمیایی، خواص مکانیکی و عملیات حرارتی یکسانی هستند - نام SA به این معنی است که این ماده با اسناد گواهینامه ASME BPVC تولید شده است. سازندگان دیگ بخار که با بخش I یا VIII ASME BPVC کار می کنند باید مواد SA را مشخص کنند، نه مواد ASTM را برای حفظ انطباق با کد.
ASTM A106 (یا معادل ASME آن SA-106) یک مشخصات لوله است، نه مشخصات لوله، و برای لوله های اتصال دیگ بخار، هدرهای بخار و خطوط آب تغذیه استفاده می شود - نه برای لوله های سطح انتقال حرارت (دیوارهای آب، سوپرهیترها، گرم کننده ها، اکونومایزرها). برای سطوح انتقال حرارت، مشخصات لوله اختصاصی (A192، A210، A213) با تلرانس ابعادی بیشتر و ترکیبات مناسب OD/WT مورد نیاز است. SA-106 درجه B را می توان برای سرویس لوله کشی دیگ بخار تا دمای تقریباً 450 درجه سانتیگراد در تنش های مجاز تعریف شده در بخش II-D ASME BPVC استفاده کرد.
PWHT (Post Weld Heat Treatment) یک چرخه حرارتی کنترل شده است که پس از جوشکاری برای کاهش تنش باقیمانده و بازیابی چقرمگی در ناحیه متاثر از حرارت اعمال می شود. برای T11، بسته به ضخامت دیوار - معمولاً بالای 13 میلی متر، ممکن است PWHT مورد نیاز باشد. برای T22، PWHT پس از تمام جوشکاری بدون در نظر گرفتن ضخامت، به شدت توصیه می شود. برای T91، PWHT همیشه اجباری است - نرمال شدن در دمای 1040-1080 درجه سانتیگراد و پس از آن در دمای 730-800 درجه سانتیگراد. حذف یا انجام نادرست T91 PWHT مارتنزیت را در محل جوش HAZ باقی میگذارد، یک ریزساختار شکننده و مستعد ترک خوردن در سرویس چرخه حرارتی است.
لوله های فولادی ZC لوله های دیگ بخار بدون درز و لوله های مبدل حرارتی را به ASTM A192، A210، A213 (T11، T22، T91) و ASME SA-106 تولید و صادر می کند. اسناد کامل MTC به EN 10204 3.1 و 3.2، بازرسی شخص ثالث (SGS، Bureau Veritas)، و ترکیبات سفارشی OD/WT موجود است. ما تولیدکنندگان دیگ بخار، پیمانکاران EPC و پروژه های نیروگاهی را در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی عرضه می کنیم.
مندی w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813