ASTM A691: Standardspezifikation für Rohre aus Kohlenstoff- und legiertem Stahl, elektrisch-schmelzgeschweißt-für Hochdruckbetrieb bei hohen Temperaturen
ASTM A691Abdeckungenelektrisch--geschweißtes (hauptsächlich SAW) Rohr aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahlbestimmt fürHochdruckbetrieb bei hohen Temperaturen. Es ist die Spezifikation der Wahl für kritische Kraftwerks- und Raffinerierohrleitungen, bei denen die Temperaturen den Bereich von Standard-Kohlenstoffstahl (A672) überschreiten, beispielsweise in Frischdampfleitungen und Hochtemperatur-Prozessleitungen.
Kernphilosophie:A691 ist diegeschweißtes Äquivalent des nahtlosen Legierungsrohrs ASTM A335. Es bietet eine herstellbare Lösung für Legierungsrohre mit großem-Durchmesser und dicken-Wandungen, bei denen eine nahtlose Produktion begrenzt oder unpraktisch ist.
Technische Spezifikationstabellen
Tabelle 1: Standardqualitäten und entsprechende nahtlose Äquivalente
Die Güten A691 sind chemisch an die Güten nahtloser Rohre ASTM A335 angeglichen.
| ASTM A691-Klasse | Entsprechende A335-Sorte (nahtlos). | Typische Chemie (Schlüsselelemente) | Hauptanwendungstemperaturbereich |
|---|---|---|---|
| 1CR | P1 | C-0,5Mo | Betrieb bei mäßiger Temperatur |
| 1¼CR | P11 | 1,25Cr-0,5Mo | Bis zu ~1000 Grad F (540 Grad) |
| 2¼CR | P22 | 2,25Cr-1Mo | Bis zu ~1050 Grad F (565 Grad) |
| 5CR | P5 / P5c | 5Cr-0,5Mo | Hoch-temperatur- und korrosionsbeständig- |
| 9CR | P9 | 9Cr-1Mo | Hochtemperaturbetrieb |
| 9CR-1 | P91 | 9Cr-1Mo-V (Fortgeschritten) | Ultra-überkritische Kraftwerke |
| 9CR-2 | P92 / P911 | 9Cr-2W (Fortgeschritten) | Fossile Anlagen mit höchster Effizienz |
Tabelle 2: Obligatorische Herstellungs- und Qualitätskontrollsequenz
(Strenger als A672, was höhere Serviceanforderungen widerspiegelt.)
| Schritt | Erfordernis | Hauptunterschied zu A672 |
|---|---|---|
| 1. Grundmaterial | Platten müssen entsprechenASTM A387für legierte Stähle. Höherwertige Kennzeichen sind Pflicht. | Für A672 können Platten niedrigerer Qualität verwendet werden (z. B. A285, A515). |
| 2. Schweißen | Längssäge. Die Kombination aus Schweißdraht und Flussmittel muss genau mit der Zusammensetzung des Grundmetalls übereinstimmen. | Ähnlicher Prozess, aber die Kontrolle der Verbrauchsmaterialien ist bei Legierungen wichtiger. |
| 3. NTE | 100 % Röntgenprüfung (RT)der Schweißnaht beträgtPflicht für alle Rohre. Die Ultraschallprüfung (UT) ist eine zusätzliche oder alternative Option für schwerere Wände. | A672 ermöglicht RToderUT als primäre Methode. A691 betont RT zur Defektcharakterisierung. |
| 4. Wärmebehandlung | Ein vollständiger PWHT ist unbedingt erforderlichausnahmslos für alle Rohre. Zeit-Temperaturparameter sind streng und klassenspezifisch-. | A671 ermöglicht Ausnahmen für dünnwandigen Kohlenstoffstahl. A691 hatkeine Verzichtserklärungen. |
| 5. Hydrostatischer Test | Jede Pfeife getestet. Mindesttestbelastung ist80 % von SMYS(kann bis zu 95 % angegeben werden). | Das etwas höhere Standardminimum (80 % gegenüber 75 % bei A672) spiegelt einen stärkeren Fokus auf Integrität wider. |
| 6. Ergänzende Tests | QuerschweißspannungsprüfungenUndSeitenbiegetests-sind für jede Stahlschmelze und jeden Dickenbereich erforderlich. | Bei hochfesten Legierungen stellen Biegetests eine größere Herausforderung dar und prüfen die Duktilität der Schweißnaht. |
Tabelle 3: Beispielhafte mechanische Eigenschaften (Klasse 9CR-1 / P91)
*Veranschaulicht die hohe-Festigkeit der hochentwickelten Legierungen in A691.*
| Zustand (Klasse) | Mindeststreckgrenze (psi / MPa) | Mindestzugfestigkeit (psi / MPa) |
|---|---|---|
| Normalisiert und gehärtet | 60,000 / 415 | 85,000 / 585 |
| Notiz:Bei hochentwickelten Legierungen wie P91 und P92 werden die Eigenschaften durch ein präzises Verfahren erreichtNormalisieren, Abschrecken und AnlassenZyklus, nicht nur Stressabbau. |
Das „Klassen“-System in A691
A691 verwendet aKlasseSystem zur Bezeichnung des Niveaus vonergänzende Prüfungerforderlich, was ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist:
Klasse 1 (Grundkenntnisse):Erfordert alle Standard-Herstellungstests (RT, Hydro, Tension, Bend).
Klasse 2 (Mittelstufe):Erfordert alle Tests der Klasse 1PLUSzusätzlichLängszugversuchevom Rohrkörper.
Klasse 3 (höchste):Erfordert alle Tests der Klasse 2PLUS Schlagprüfung (Charpy V-Notch)sowohl auf dem Grundmetall als auch auf der Schweißwärme-beeinflussten Zone (WAZ).Dies ist für Anwendungen bei niedrigen{0}Temperaturen oder hoher{1}}Zähigkeit von entscheidender Bedeutung.
Beispielspezifikation:ASTM A691 2¼CR, Klasse 3 bedeutet ein Legierungsrohr vom Typ P22, das mit vollständiger Schlagzähigkeitszertifizierung geliefert wird.
Kritische Unterscheidungen: A691 vs. A672
| Besonderheit | ASTM A672 | ASTM A691 |
|---|---|---|
| Servicefokus | Moderate Temperaturen | Hohe Temperaturen |
| Materieller Geltungsbereich | Hauptsächlich Kohlenstoff- und C-Mo-Stähle | Chrom--Molybdän-legierte Stähle(P11, P22, P91 usw.) |
| Grundplatte Standard | A285, A515, A204 usw. | Hauptsächlich A387(Legierte Stahlplatte) |
| Obligatorische NTE-Methode | RToderUT | RT ist die standardmäßige und primäre obligatorische Methode. |
| PWHT-Verzicht | Möglich für dünnwandigen Kohlenstoffstahl | Kein Verzicht erlaubt. Für alle verpflichtend. |
| Zähigkeitsprüfung | Keine Standardanforderung. | Klasse 3 erfordert eine vollständige CVN-Auswirkungsprüfung. |
| Standard-Hydrotest | 75 % von SMYS | 80 % von SMYS |
Beispiel für eine Beschaffungsspezifikation
Eine typische Bestellung für eine kritische Dampfleitung würde lauten:
Rohr nach ASTM A691 9CR-1 (P91), Klasse 3.
Größe:AD 24" x WT 2,0"
Verfahren:Doppelt unterpulvergeschweißt (DSAW)
Wärmebehandlung:Normalisieren, Abschrecken und Anlassen gemäß ASTM A691 für P91
Prüfung:100 % radiologische Prüfung + 100 % automatisierte Ultraschallprüfung (AUT) der Schweißnaht.
Testen:Hydrostatischer Test bei 90 % SMYS. Vollständige Charpy-Schlagprüfung bei [angegebener Temperatur] für Grundmetall, Schweißnaht und HAZ.
Endet:Bearbeitete abgeschrägte Enden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ASTM A691 den Höhepunkt der werksseitig hergestellten, in Längsrichtung hergestellten Rohrleitungen aus legiertem Stahl darstellt. Es schließt die Lücke zwischen Blech (A387) und den anspruchsvollen Serviceanforderungen nahtloser Legierungsrohre (A335) und bietet ein streng kontrolliertes, rückverfolgbares und getestetes Produkt für die anspruchsvollsten Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen in der Energiebranche.
