Was ASTM A335 P22 Rohr ist
ASTM A335 P22 ist eine nahtlose ferritische Stahlrohrsorte mit einer Nennzusammensetzung von 2-1/4 % Chrom und 1 % Molybdän. Es wird gemäß der A335-Spezifikation für nahtlose Rohre für den Einsatz bei hohen Temperaturen hergestellt und wird seit Jahrzehnten in Kesseln, Dampfleitungen und Raffinerieprozessrohren verwendet, weshalb es oft als das Arbeitspferd der Chrom-Molybdän-Familie bezeichnet wird.
Der Chromgehalt sorgt für Beständigkeit gegen Oxidation und schwefelhaltiges Rauchgas, während der Molybdängehalt für die Kriechfestigkeit sorgt, die für Komponenten erforderlich ist, die Dampf oder heiße Prozessflüssigkeit unter anhaltender Belastung transportieren. Das Gleichgewicht zwischen den beiden Elementen verleiht der Sorte ein breites, gut dokumentiertes Betriebsfenster zwischen Kohlenstoffstahl und den fortschrittlichen 9 %-Chrom-Sorten.
Chemische Zusammensetzung und mechanische Anforderungen
Die folgende Tabelle fasst die Grenzwerte der Wärmeanalyse und die Zuganforderungen zusammen, die von ASTM A335 für die Güteklasse P22 gelten.
| Artikel | Erfordernis |
|---|---|
| Kohlenstoff | 0.05-0.15% |
| Mangan | 0.30-0.60% |
| Phosphor, max | 0.025% |
| Schwefel, max | 0.025% |
| Silizium, max | 0.50% |
| Chrom | 1.90-2.60% |
| Molybdän | 0.87-1.13% |
| Zugfestigkeit, min | 415 MPa |
| Streckgrenze, min | 205 MPa |
| Produktform | Nahtlos, heiß verarbeitet |
| Testen | Für diese Sorte gelten Zug-, Biege-, Abflachungs- und hydrostatische Tests |
Wie bei den anderen Qualitäten in der Spezifikation handelt es sich bei den Werten in der Tabelle um Mindestwerte für die Akzeptanz und nicht um zulässige Konstruktionswerte. Konstrukteure entnehmen die zulässige Spannung für die Sorte der Druckgerätevorschrift, die für das Projekt gilt. Darin sind Werte aufgeführt, die mit steigender Metalltemperatur sinken und die auf langfristigen Kriech- und Bruchdaten und nicht nur auf dem Zugversuch bei Raumtemperatur basieren.
Anwendungen in der Energieerzeugung und -verarbeitung
Überhitzer- und Zwischenüberhitzerplatten und -anhänger, in denen der Dampf seine Endtemperatur erreicht, bevor er in die Turbine eintritt.
Hauptdampfleitungen, heiße Zwischenüberhitzungsleitungen und Sammelrohre, die den Dampf innerhalb der Kesselinsel sammeln und umverteilen.
Raffinerieprozessrohre, Ofenheizschlangen und Transferleitungen für den Umgang mit heißen Kohlenwasserstoffen.
Hydroprocessing- und Reformierungseinheiten, bei denen sowohl der Wasserstoffpartialdruck als auch die Temperatur auf die Rohrwand einwirken.
Wärmetauschergehäuse und Druckbehälterkomponenten für mittlere und hohe Temperaturen.
Nachrüstungs- und Lebensdauerverlängerungsarbeiten an bestehenden Anlagen, bei denen P22 bereits als Material verbaut ist.
In den Konstruktionsnormen für Druckgeräte bleibt die Sorte bis zu einer Temperatur von etwa 650 °C in den Tabellen der zulässigen Beanspruchung enthalten. Die praktische Auswahl wird jedoch sowohl von wirtschaftlichen Gesichtspunkten als auch von Daten bestimmt: Steigen die Temperaturen über etwa 565 °C, sinkt die Kriechfestigkeit, und Konstrukteure greifen zunehmend auf eine Sorte mit 9 % Chrom zurück, um die Wandstärke innerhalb angemessener Grenzen zu halten.
Fertigung, Schweißen und Wärmebehandlung
Das Schweißen erfordert ein qualifiziertes Verfahren, ein passendes Chrom-{0}}Molybdän-Zusatzwerkstoff und eine Kontrolle der Wärmezufuhr. Eine Praxis mit niedrigem-Wasserstoffgehalt ist obligatorisch.
Durch Vorwärmen vor dem ersten Durchgang und die Einhaltung einer Mindesttemperatur zwischen den Durchgängen werden harte, rissempfindliche, hitzebeeinflusste Zonenstrukturen vermieden.
Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen stellt die Zähigkeit wieder her und baut Restspannungen ab. Temperaturbereich, Haltezeit sowie Heiz- und Kühlraten richten sich nach den Bauvorschriften.
Warmbiegen und Warmumformen werden innerhalb eines kontrollierten Temperaturfensters durchgeführt, gefolgt von Normalisieren und Anlassen oder einer vollständigen Wärmebehandlung nach dem Umformen, je nach Bedarf.
Ungleiche Verbindungen zwischen P22 und niedriglegierten oder austenitischen Bauteilen erfordern ein eigenes qualifiziertes Verfahren, da die Wärmeeinflusszone und das Schweißgut auf jeder Seite unterschiedlich aushärten.
Inspektion und langfristige-Integrität
Überprüfen Sie die Ergebnisse der Wärmeanalyse und der mechanischen Tests auf dem Werkszertifikat anhand der Spezifikationsbereiche, bevor Sie sie für die Fertigung freigeben.
Überprüfen Sie Abmessungen, Wandstärke und Geradheit, da die Wandstärke die Druckstufe der fertigen Leitung bestimmt.
Untersuchen Sie Umfangs- und Längsschweißnähte mit den in der Konstruktionsvorschrift geforderten zerstörungsfreien Methoden.
Planen Sie bei in Betrieb befindlichen Komponenten eine regelmäßige Inspektion von Schweißnähten und Stellen mit hoher -Beanspruchung ein, da sich Kriechschäden und Risse vom Typ IV langsam entwickeln und durch Replikation oder fortschrittliche Ultraschalltechniken statt durch Sichtprüfung erkannt werden.
Zeichnen Sie Schmelzenzahlen und Schweißkarten auf, damit zukünftige Reparaturen anhand der ursprünglichen Fertigungsaufzeichnungen zurückverfolgt werden können.
FAQ
F: Was ist ASTM A335 P22?
Es handelt sich um eine nahtlose ferritische Stahlrohrsorte mit etwa 2-1/4 % Chrom und 1 % Molybdän, die gemäß der A335-Spezifikation für den Einsatz bei hohen Temperaturen geliefert wird.
F: Warum wird P22 als Arbeitsklasse bezeichnet?
Weil es aufgrund seiner Kriechfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Kosten seit Jahrzehnten in Kesseln, Dampfleitungen und Raffinerieanlagen auf der ganzen Welt im Einsatz ist.
F: Wie heiß kann P22 verwendet werden?
Die Sorte ist in den Konstruktionsvorschriften für Druckgeräte bis etwa 650 °C tabellarisch aufgeführt, aus Gründen der Zeitstandfestigkeit wird in der Praxis jedoch normalerweise auf eine Sorte mit 9 % Chrom über etwa 565 °C verlagert.
F: Benötigt ein P22-Rohr eine Wärmebehandlung nach-dem Schweißen?
Ja. Für die von den Bauvorschriften abgedeckten Wandstärken und Leistungen ist eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich und für die Wiederherstellung der Zähigkeit der wärmebeeinflussten Zone von entscheidender Bedeutung.
F: Wie schneidet P22 im Vergleich zu einer 9 %igen Chromsorte ab?
P22 ist günstiger, leichter zu schweißen und bis zur Kriechgrenze ausreichend; Sorten mit 9 % Chrom wie P91 und P92 ermöglichen höhere Dampftemperaturen und dünnere Wände bei höheren Material- und Herstellungskosten.
F: Was sollte bei der Lieferung überprüft werden?
Güteklasse und Schmelzenzahl, Schmelzenanalyse, Zugergebnisse, Abmessungen, Wandstärke sowie die hydrostatischen und zerstörungsfreien Prüfprotokolle.
