Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 13-03-2026 Nguồn gốc: Địa điểm
Việc chọn sai loại ống nồi hơi không phải là một điều bất tiện khi mua sắm - đó là một lỗi kỹ thuật đang chực chờ xảy ra. Các ống thép carbon được sử dụng trên giới hạn từ biến của chúng sẽ bị hỏng do sự suy giảm cấu trúc vi mô sau nhiều năm sử dụng. Các ống thép hợp kim được chỉ định không có PWHT thích hợp có thể bị nứt ở mối hàn HAZ trong vòng vài tháng. Và việc thay thế một cấp bằng cấp 'tương tự' mà không kiểm tra bảng ứng suất cho phép trong ASME BPVC Phần II có thể làm mất hiệu lực chứng nhận bình chịu áp lực.
ZC Steel Pipe sản xuất ống nồi hơi liền mạch và ống trao đổi nhiệt theo tiêu chuẩn ASTM A192, A210, A213 và ASME SA-106, bằng thép cacbon và hợp kim crôm-moly. Chúng tôi cung cấp cho các nhà chế tạo nồi hơi, nhà thầu nhà máy điện và nhà xây dựng nhà máy hóa dầu trên khắp Châu Phi, Trung Đông và Nam Mỹ. Hướng dẫn này bao gồm nội dung của từng loại, những gì nó có thể và không thể làm cũng như cách chọn giữa chúng cho đơn đăng ký của bạn.
Tổng quan về tiêu chuẩn ống nồi hơi
Ống nồi hơi bằng thép carbon - A192 và A210
Ống nồi hơi thép hợp kim - ASTM A213
A213 T11 — 1¼Cr-½Mo
A213 T22 — 2¼Cr-1Mo
A213 T91 — 9Cr-1Mo-V (Đã sửa đổi)
SA-106 Cấp B — Ống thép cacbon liền mạch cho dịch vụ nồi hơi
Bảng so sánh toàn lớp
Hướng dẫn lựa chọn vùng nồi hơi
Yêu cầu PWHT đối với các loại hợp kim
Câu hỏi thường gặp
Tất cả bốn tiêu chuẩn đều liền mạch - ống nồi hơi dành cho dịch vụ truyền nhiệt hầu như không bao giờ được hàn, vì đường hàn thể hiện sự tập trung ứng suất và vị trí bắt đầu ăn mòn tiềm ẩn trong môi trường nhiệt tuần hoàn. Các tiêu chuẩn này khác nhau về hàm lượng hợp kim, mức độ bền và nhiệt độ tối đa mà tại đó lớp này duy trì đủ độ bền rão để an toàn trong điều kiện áp suất duy trì.
Đường phân chia trong việc lựa chọn ống lò hơi thường là nhiệt độ. Các loại thép cacbon (A192, A210, SA-106) thích hợp cho hoạt động ở nhiệt độ lên tới khoảng 450°C. Trên mức đó, tốc độ rão của thép cacbon trở nên cao đến mức không thể chấp nhận được và phải sử dụng các loại hợp kim thấp (A213 T11, T22). Trên khoảng 580°C, cần có loại 9Cr tiên tiến (A213 T91) cho các thiết kế nồi hơi siêu tới hạn và siêu tới hạn hiện đại.
ASTM A192 là loại ống nồi hơi đơn giản và tiết kiệm nhất. Nó là ống thép carbon liền mạch có thành tối thiểu với hàm lượng carbon tối đa là 0,18% và độ bền kéo tối thiểu chỉ 325 MPa (47 ksi). Hàm lượng carbon thấp cải thiện khả năng hàn và giảm nguy cơ kết tủa cacbua ở ranh giới hạt trong quá trình luân nhiệt.
A192 được sử dụng cho trống nồi hơi ống nước, trống bùn và ống vách nước nhiệt độ thấp hơn trong nồi hơi công nghiệp và tiện ích hoạt động dưới khoảng 425°C. Trần có độ bền thấp có nghĩa là nó không thích hợp cho dịch vụ thiết bị quá nhiệt hoặc phục hồi trong nồi hơi áp suất cao hiện đại.
ASTM A210 cung cấp độ bền cao hơn A192 nhờ hàm lượng carbon và mangan cao hơn một chút. Nó được sản xuất theo hai cấp:
Cấp A-1 : Độ bền kéo tối thiểu 415 MPa (60 ksi), năng suất tối thiểu 255 MPa (37 ksi). Loại phổ biến hơn cho tường nước, bộ tiết kiệm và dịch vụ bộ quá nhiệt thấp hơn.
Cấp C : Độ bền kéo tối thiểu 485 MPa (70 ksi), năng suất tối thiểu 275 MPa (40 ksi). Độ bền cao hơn dành cho các ứng dụng nồi hơi bằng thép carbon đòi hỏi khắt khe hơn. Ít được chỉ định hơn A-1.
ASTM A213 bao gồm nhiều loại ống thép hợp kim ferritic (crom-molypden) và austenit (không gỉ) liền mạch cho nồi hơi, bộ quá nhiệt và dịch vụ trao đổi nhiệt. Các loại ferritic được ký hiệu bằng tiền tố T (T11, T22, T91) và các loại austenit có TP (TP304, TP316, TP321, v.v.).
Hệ thống hợp kim chrome-moly (CrMo) là đặc trưng của luyện kim ống nồi hơi ở nhiệt độ cao. Thêm crom giúp cải thiện khả năng chống oxy hóa và độ bền nhiệt độ cao. Thêm molypden giúp cải thiện độ bền của dây leo. Tăng cả hai — từ T11 (1¼Cr-½Mo) lên T22 (2¼Cr-1Mo) lên T91 (9Cr-1Mo-V đã sửa đổi) — dần dần mở rộng trần nhiệt độ và cải thiện tuổi thọ của dây leo lâu dài.
T11 là loại hợp kim cấp cơ bản dành cho dịch vụ ống nồi hơi trên giới hạn nhiệt độ của thép carbon. Nó cung cấp khả năng chống oxy hóa tốt lên tới khoảng 570°C và độ bền rão được cải thiện so với thép cacbon trong phạm vi 450–570°C. T11 thường được sử dụng trong các ống đầu ra của bộ quá nhiệt, phần đầu vào của bộ hâm nóng và mạch ống quá nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn trong nồi hơi cận tới hạn và siêu tới hạn.
T11 thường có thể hàn mà không cần gia nhiệt trước cho các bức tường mỏng nhưng yêu cầu PWHT trên ngưỡng độ dày nhất định cho mỗi ASME BPVC. Hàm lượng 1¼Cr của nó làm cho nó dễ bị giòn do nhiệt độ nếu được làm lạnh quá chậm trong khoảng 370–565°C trong PWHT - tốc độ làm nguội lò phải được kiểm soát.
T22 (2¼Cr-1Mo) là hợp kim phù hợp cho dịch vụ hâm nóng và quá nhiệt nồi hơi nhiệt độ cao trong nhiều thập kỷ. Hàm lượng crom và molypden cao hơn so với T11 mang lại khả năng chống rão tốt hơn trong phạm vi 540–580°C và cải thiện khả năng chống oxy hóa khi tiếp xúc với phía hơi nước và phía lửa. T22 được sử dụng cho các ống đầu ra của bộ quá nhiệt ở nhiệt độ cao, đầu ra của bộ hâm nóng và bất kỳ mạch ống nồi hơi nào hoạt động ở phạm vi nhiệt độ dưới tới hạn trên.
T91 là hợp kim martensitic 9Cr-1Mo được biến tính bằng vanadi, niobium và nitơ để cải thiện đáng kể độ bền rão của nó so với loại 9Cr-1Mo chưa biến tính (T9). Độ bền kéo tối thiểu là 585 MPa và hiệu suất tối thiểu là 415 MPa - cả hai đều cao hơn đáng kể so với T11 hoặc T22 - cho phép thành ống mỏng hơn với cùng mức áp suất, giảm ứng suất chu kỳ nhiệt và cải thiện hiệu suất truyền nhiệt.
T91 là vật liệu tiêu chuẩn cho các thiết kế nồi hơi siêu tới hạn (SC) và siêu tới hạn (USC) tiên tiến có nhiệt độ hơi vượt quá 580°C. Nó được sử dụng trong các ống thoát của bộ quá nhiệt nhiệt độ cao, đường ống hâm nóng nóng và các đầu hơi áp suất cao trong nồi hơi của nhà máy điện hiện đại.
ASME SA-106 (tương đương với ASTM A106) là thông số kỹ thuật ống thép carbon liền mạch dành cho dịch vụ nhiệt độ cao. Nó không phải là thông số kỹ thuật về ống - nó bao gồm đường ống chứ không phải ống - và được sử dụng chủ yếu cho các ống dẫn hơi, đường ống nối nồi hơi, đường nước cấp và đường ống phân phối hơi nước thay vì cho các ống bề mặt truyền nhiệt. Ba lớp là:
Cấp A : Độ bền kéo tối thiểu 330 MPa (48 ksi). Hiếm khi được chỉ định - Hạng B là lựa chọn tiêu chuẩn.
Cấp B : Độ bền kéo tối thiểu 415 MPa (60 ksi), năng suất tối thiểu 240 MPa (35 ksi). Loại ưu việt cho đường ống nồi hơi và bình chịu áp lực.
Cấp C : Độ bền kéo tối thiểu 485 MPa (70 ksi). Được sử dụng khi cần áp suất cao hơn ở nhiệt độ môi trường xung quanh đến vừa phải.
SA-106 Cấp B được giới hạn ở khoảng 425–450°C để duy trì hoạt động ở ứng suất cao do hạn chế từ biến của thép carbon. Trên nhiệt độ này, phải sử dụng loại hợp kim tương đương (ống SA-335 P11 hoặc P22).
| Cấp | tiêu chuẩn | hệ thống hợp kim | Độ bền kéo tối thiểu (MPa) | Năng suất tối thiểu (MPa) | Nhiệt độ sử dụng tối đa (°C) | PWHT Yêu cầu? | Số P |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A192 | ASTM A192 | Thép carbon (C thấp) | 325 | 180 | ~425 | phụ thuộc vào độ dày | P1 |
| A210 A-1 | ASTM A210 | Thép cacbon trung bình | 415 | 255 | ~450 | phụ thuộc vào độ dày | P1 |
| A210 C | ASTM A210 | Thép cacbon trung bình | 485 | 275 | ~450 | phụ thuộc vào độ dày | P1 |
| SA-106 B | ASME SA-106 | Ống thép cacbon | 415 | 240 | ~450 | phụ thuộc vào độ dày | P1 |
| T11 | ASTM A213 | 1¼Cr-½Mo | 415 | 205 | ~570 | Trên ngưỡng WT | P4 |
| T22 | ASTM A213 | 2¼Cr-1Mo | 415 | 205 | ~580 | Có - luôn được đề xuất | P5A |
| T91 | ASTM A213 | 9Cr-1Mo-V (mod.) | 585 | 415 | ~650 | Có - luôn bắt buộc | P91 |
Nồi hơi điện có nhiều vùng truyền nhiệt, mỗi vùng có nhiệt độ kim loại ống khác nhau và do đó yêu cầu cấp độ khác nhau. Bảng dưới đây đưa ra các phân bổ cấp điển hình cho thiết kế nồi hơi dưới tới hạn và siêu tới hạn:
| Vùng nồi hơi | Ống kim loại Phạm vi nhiệt độ cận tới hạn | Lớp nồi hơi | Siêu tới hạn/Lớp USC |
|---|---|---|---|
| Người tiết kiệm | 150 – 350°C | A192/A210 A-1 | A210 A-1 |
| Tường nước | 300 – 450°C | A192/A210 A-1 | A210 A-1/T11 |
| Bộ quá nhiệt sơ cấp | 400 – 520°C | A210 A-1/T11 | T11/T22 |
| Bộ quá nhiệt thứ cấp | 500 – 580°C | T11/T22 | T22/T91 |
| Máy hâm nóng (chân nóng) | 520 – 620°C | T22 | T91 |
| Ổ cắm / đầu cắm của lò hâm nóng | 540 – 650°C | T22/T91 | T91 |
| Cấp | độ gia nhiệt trước (hàn) | PWHT Yêu cầu? Rủi ro chính | về nhiệt độ PWHT | nếu bị bỏ qua |
|---|---|---|---|---|
| A192/A210 | Thông thường không cần thiết (tường mỏng) | Mỗi mã - phụ thuộc vào độ dày của tường | 595–650°C (giảm căng thẳng) | Ứng suất dư, độ cứng HAZ |
| T11 | 150°C tối thiểu cho WT >13 mm | Mỗi mã - phụ thuộc vào độ dày của tường | 675–750°C | Tính giòn, nứt HAZ |
| T22 | 200°C phút | Khuyến khích mạnh mẽ luôn | 700–750°C | Độ cứng HAZ cao, nứt hydro |
| T91 | 200°C tối thiểu - bắt buộc | Bắt buộc - luôn luôn | Bình thường hóa 1040–1080°C + Nhiệt độ 730–800°C | Mactenxit chưa được tôi luyện - vết nứt giòn khi sử dụng |
ASTM A192 là ống liền mạch có thành tối thiểu, hàm lượng carbon thấp với độ bền kéo tối thiểu 325 MPa - loại ống nồi hơi bằng thép carbon cơ bản nhất, được sử dụng cho các thùng phuy áp suất thấp hơn và dịch vụ tường nước dưới 425°C. ASTM A210 là loại cacbon trung bình có hai thế mạnh: Loại A-1 (độ bền kéo tối thiểu 415 MPa) và Loại C (độ bền kéo tối thiểu 485 MPa). A210 cung cấp cường độ lớn hơn A192 và được sử dụng cho các mạch ống nước và bộ siêu nhiệt áp suất cao hơn, nơi cường độ bổ sung cho phép các bức tường mỏng hơn. Cả hai loại đều có chung mức nhiệt độ sử dụng tối đa xấp xỉ là 425–450°C.
ASTM A213 T91 là ống liền mạch bằng thép hợp kim martensitic biến tính 9Cr-1Mo-V được sử dụng trong các ứng dụng gia nhiệt và quá nhiệt ở nhiệt độ cao trong nồi hơi siêu tới hạn và siêu tới hạn. Với độ bền kéo tối thiểu 585 MPa và nhiệt độ làm việc liên tục tối đa khoảng 650°C, T91 vượt trội hơn T11 và T22 cả về độ bền và khả năng chống rão ở nhiệt độ cao. Nó yêu cầu PWHT bắt buộc sau khi hàn - chu trình chuẩn hóa và điều hòa - và việc không thực hiện đúng điều này là nguyên nhân chính gây ra lỗi mối hàn T91 trong quá trình sử dụng.
Không nên sử dụng ống nồi hơi bằng thép carbon (ASTM A192, A210, SA-106) để duy trì áp suất trên khoảng 425–450°C. Trên phạm vi này, thép carbon trải qua quá trình rão tăng tốc và dễ bị grafit hóa - một quá trình trong đó cacbua hòa tan và than chì hình thành ở ranh giới hạt, gây ra hiện tượng giòn. Đối với dịch vụ ở nhiệt độ từ 450°C đến 570°C, phải chỉ định tiêu chuẩn ASTM A213 T11. Đối với 570–580°C, T22 là phù hợp. Đối với nhiệt độ trên 580°C, cần có T91.
Các ký hiệu ASME SA và ASTM A đề cập đến các thông số kỹ thuật vật liệu giống hệt nhau về mặt kỹ thuật. ASME áp dụng các tiêu chuẩn ASTM vào Phần II của Bộ luật Nồi hơi và Bình chịu áp lực (BPVC) và xuất bản lại chúng dưới dạng tương đương SA với yêu cầu chứng nhận ASME bổ sung. SA-213 T91 và ASTM A213 T91 có cùng các yêu cầu về hóa học, cơ học và xử lý nhiệt - ký hiệu SA có nghĩa là vật liệu được sản xuất với tài liệu chứng nhận ASME BPVC. Các nhà chế tạo nồi hơi làm việc theo ASME BPVC Phần I hoặc VIII phải chỉ định vật liệu SA, không phải vật liệu ASTM, để duy trì tuân thủ quy tắc.
ASTM A106 (hoặc SA-106 tương đương ASME của nó) là thông số kỹ thuật về đường ống, không phải thông số kỹ thuật về ống và được sử dụng cho đường ống nối nồi hơi, đầu hơi và đường nước cấp - không dành cho ống bề mặt truyền nhiệt (tường nước, bộ quá nhiệt, bộ hâm nóng, bộ tiết kiệm). Đối với các bề mặt truyền nhiệt, cần có thông số kỹ thuật ống chuyên dụng (A192, A210, A213) với dung sai kích thước chặt chẽ hơn và kết hợp OD/WT thích hợp. SA-106 Cấp B có thể được sử dụng cho dịch vụ đường ống nồi hơi có nhiệt độ lên tới khoảng 450°C trong phạm vi ứng suất cho phép được xác định trong ASME BPVC Phần II-D.
PWHT (Xử lý nhiệt sau hàn) là một chu trình nhiệt được kiểm soát được áp dụng sau khi hàn để giảm ứng suất dư và khôi phục độ bền ở vùng chịu ảnh hưởng nhiệt. Đối với T11, PWHT có thể được yêu cầu tùy thuộc vào độ dày thành - thường trên 13 mm. Đối với T22, PWHT được khuyến khích sử dụng sau khi hàn bất kể độ dày. Đối với T91, PWHT luôn là bắt buộc - chuẩn hóa ở 1040–1080°C, sau đó là nhiệt độ ở 730–800°C. Việc bỏ qua hoặc thực hiện không đúng T91 PWHT sẽ để lại martensite không được tôi luyện trong mối hàn HAZ, một vi cấu trúc giòn và dễ bị nứt trong quá trình luân chuyển nhiệt.
ZC Steel Pipe sản xuất và xuất khẩu ống nồi hơi liền mạch và ống trao đổi nhiệt theo tiêu chuẩn ASTM A192, A210, A213 (T11, T22, T91) và ASME SA-106. Có sẵn tài liệu MTC đầy đủ theo EN 10204 3.1 và 3.2, kiểm tra của bên thứ ba (SGS, Bureau Veritas) và các kết hợp OD/WT tùy chỉnh. Chúng tôi cung cấp cho các nhà chế tạo nồi hơi, nhà thầu EPC và các dự án nhà máy điện trên khắp Châu Phi, Trung Đông và Nam Mỹ.
mandy. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813