Was ist ASTM A335 P12?
ASTM A335 umfasst nahtlose Rohre aus ferritischem legiertem Stahl, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorgesehen sind. P12 ist eine Chrom-Molybdän-Sorte (Cr-Mo) mit etwa 1 % Chrom, die für Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und Oxidationsbeständigkeit entwickelt wurde, die Kohlenstoffstahl nicht bieten kann. Es handelt sich um ein ausgereiftes, bewährtes Material in der Energieerzeugungs- und Prozessindustrie, dessen Eigenschaften durch Zusammensetzungsgrenzen und mechanische Anforderungen und nicht durch einen einzelnen Hersteller definiert werden.
Chemische Zusammensetzung
Die folgende Zusammensetzung spiegelt die Anforderungsbereiche von ASTM A335 für die Klasse P12 wider:
| Element | Erfordernis (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff | 0.05-0.15 |
| Mangan | 0.30-0.61 |
| Phosphor, max | 0.025 |
| Schwefel, max | 0.025 |
| Silizium | 0.50-1.00 |
| Chrom | 0.80-1.25 |
| Molybdän | 0.44-0.65 |
Der ausgewogene Chrom-Molybdän-Zusatz verleiht P12 seine Kriechfestigkeit und seine Fähigkeit, die mechanische Festigkeit deutlich über dem Einsatzbereich von Kohlenstoffstahl beizubehalten.
Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Erfordernis |
|---|---|
| Mindestzugfestigkeit | 415 MPa (60.000 psi) |
| Mindeststreckgrenze | 220 MPa (32.000 psi) |
| Mindestdehnung (2 Zoll) | 30% |
| Typische Dienstobergrenze | ca. 565 Grad (ca. 1050 Grad F) |
Primäre Anwendungen
Kessel zur Stromerzeugung
Überhitzerschleifen, in denen gesättigter Dampf zu überhitztem Dampf erhitzt wird.
Zwischenüberhitzerschleifen, bei denen der Turbinenabdampf zur Zwischenüberhitzung zum Kessel zurückgeführt wird.
Hochtemperaturdampfleitung zwischen Kessel und Turbine.
Prozessheizrohre in Raffinerien und Chemieanlagen.
Rohrleitungen zur Kohlenwasserstoffverarbeitung, beispielsweise in katalytischen Crackanlagen.
Allgemeine Hochtemperatur-Druckrohrleitungen überall dort, wo Kohlenstoffstahl nicht mehr ausreicht.
Hauptvorteile
Kriechfestigkeit: Molybdän verlangsamt die bleibende Verformung, die unter konstanter Belastung bei hoher Temperatur auftritt, der wichtigsten Eigenschaft für eine lange Lebensdauer des Kessels.
Behaltene Festigkeit: Streckgrenze und Zugfestigkeit bleiben bei erhöhten Temperaturen weit über den Werten von Kohlenstoffstahl.
Oxidationsbeständigkeit: Der Chromanteil von etwa 1 % reduziert die Ablagerungen in Dampfatmosphären im Vergleich zu Kohlenstoffstahl.
Mikrostrukturelle Stabilität: Die Legierung widersteht Graphitisierung und schädlichen Phasenänderungen im Laufe der Zeit.
Verarbeitbarkeit: P12 lässt sich gut mit passenden Zusatzwerkstoffen wie AWS ER80S-B2 oder E8018-B2 verschweißen und kann für kundenspezifische Layouts gebogen und geformt werden.
P12 in der Cr-Mo-Produktfamilie
| Grad | Chrom (%) | Molybdän (%) | Position |
|---|---|---|---|
| P1 / P2 | - | 0.44-0.65 | Basis-Molybdän-Stähle |
| P12 | 0.80-1.25 | 0.44-0.65 | Mittlerer Cr-Mo, dieser Artikel |
| P11 | 1.00-1.50 | 0.44-0.65 | Höheres Chrom im 1Cr-Mo-Band |
| P22 | 1.90-2.60 | 0.87-1.13 | 2,25Cr-1Mo-Arbeitstier für dickwandige Verteilerköpfe |
| P91 | 8.0-9.5 | 0.85-1.05 | Fortschrittlicher Kriechstahl für überkritische Anlagen |
P12 füllt die Mitteltemperaturnische unterhalb von P22 und P91. Für neue überkritische oder ultraüberkritische Einheiten werden in der Regel Stähle der Klassen P91 und P92 spezifiziert, da sie bei gleicher Druckstufe dünnere Wände ermöglichen. P12 bleibt die kostengünstige Wahl für den Einsatz bei mittleren Temperaturen, wenn die höheren Fähigkeiten dieser Güten nicht gerechtfertigt sind.
FAQ
1. Was bedeutet das P in P12?
P steht für Rohr. ASTM A335 bezeichnet jede Legierung durch den Buchstaben P gefolgt von einer Zahl, sodass P12 die in diesem Artikel behandelte Rohrqualität ist und sich von den A335-Qualitäten P11, P22 und P91 unterscheidet.
2. Welche Betriebstemperatur verträgt P12?
P12 wird typischerweise bis zu einer Temperatur von etwa 565 Grad (ca. 1050 Grad F) angewendet, wobei die genauen Auslegungsgrenzen durch die geltenden Rohrleitungsvorschriften wie ASME B31.1 oder B31.3 festgelegt sind.
3. Ist das A335 P12-Rohr nahtlos oder geschweißt?
ASTM A335 deckt nur nahtlose Rohre ab. Geschweißte Cr-Mo-Rohre unterliegen anderen Spezifikationen und erfordern normalerweise eine zusätzliche Schweißnahtprüfung und Wärmebehandlung nach dem Schweißen.
4. Kann P12 Kohlenstoffstahlrohre ersetzen?
Nur wenn die Auslegungstemperatur die Leistungsfähigkeit von Kohlenstoffstahl übersteigt. Unterhalb dieser Schwelle bleibt Kohlenstoffstahl die wirtschaftliche Wahl.
5. Welcher Zusatzwerkstoff wird zum Schweißen von P12 verwendet?
Typisch sind abgestimmte Cr-Mo-Verschleißteile wie AWS ER80S-B2 oder E8018-B2, wobei die Vorwärmung und die Wärmebehandlung nach dem Schweißen durch das qualifizierte Schweißverfahren festgelegt werden.
6. Ist P12 weiterhin für neue Kraftwerke vorgeschrieben?
Selten bei neuen überkritischen Einheiten, die Stähle der Klasse P91/P92 verwenden. Die P12-Nachfrage konzentriert sich heute auf Wartungs-, Reparatur- und Überholungsarbeiten an bestehenden Anlagen und in industriellen Mitteltemperaturanwendungen.
