L360-putken materiaaliperusta
L360 on API 5L- ja GB/T 9711 -linjaputkilaatu, jonka vähimmäismyötölujuus on 360 MPa. Se on hiili-mangaaniteräs, johon on lisätty mikro-seosaineita, ei seosterästä, eikä sitä ole luokiteltu virumista-kestäväksi materiaaliksi. Tällä erolla on merkitystä: putken kyky toimia korotetussa lämpötilassa johtuu kolmesta materiaalitekijästä, nimittäin teräksen kemiasta, valssauksen aikana syntyvästä mikrorakenteesta ja mahdollisesta jälkikäsittelystä.
Materiaalitekijät, jotka muuttavat{0}}käyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa
Lejeeraus ja mikro{0}}seos: niobium, vanadiini ja titaani muodostavat stabiileja karbideja ja nitridejä, jotka kiinnittävät raerajoja ja parantavat rakennetta, mikä parantaa lujuuden säilymistä lämpötilan noustessa. Kromi- ja molybdeenilisäykset parantavat hapettumiskestävyyttä ja kalkkikiven muodostumista, mutta niitä on vain rajoitettu määrä L360-kemiassa, joten niiden tuottama lisäys on vaatimaton.
Mikrorakenne valssauksesta: termomekaanisesti ohjatulla valssauksella valmistetulla putkella on hieno, tasainen raerakenne, joka on vakaampi lämpötilassa kuin karkea{0}}valssattu rakenne, jossa on nauhallista perliittiä.
Lämpökäsittely: normalisointi jalostaa raerakennetta ja poistaa vierintäjännitykset, ja karkaisu, jota seuraa karkaisu, tuottaa karkaistun martensiitti- tai bainiittirakenteen, jossa lujuus ja sitkeys ovat paremmin tasapainossa, vaikka karkaisulämpötila kiinnittääkin tuotteen ylemmän käyttölämpötilan.
Puhtaus ja jäännöselementit: alhainen rikkipitoisuus ja hallittu inkluusiomuoto vähentävät haurastumisen ja halkeilun riskiä lämpökierron aikana.
Mitä suunnittelukoodi sallii
Pelkät materiaalin ominaisuudet eivät aseta lämpötilarajaa. Putkilinjan huoltoa varten ASME B31.8 vähentää sallittua jännitystä suunnittelulämpötilan noustessa käyttämällä lämpötilan vähennyskerrointa, jota sovelletaan määritettyyn pienimpään myötörajaan. Alla olevat tekijät ovat arvoja, joita käytetään linjaputkelle kyseisessä koodissa.
| Suunnittelulämpötila | Lämpötilan vähennyskerroin |
|---|---|
| 121 astetta ja alle | 1.000 |
| 149 celsiusastetta | 0.967 |
| 177 celsiusastetta | 0.933 |
| 204 celsiusastetta | 0.900 |
| 232 celsiusastetta | 0.867 |
Seuraus on pikemminkin käytännöllinen kuin teoreettinen: jos linja on suunniteltu toimimaan 200 celsiusasteessa, sallittu jännitys laskee noin kymmenen prosenttia ympäristöolosuhteisiin verrattuna ja seinämän paksuuden on kasvattava vastaavasti. Hiiliteräsputkia ei käytetä jatkuvaan virumiseen-rajoitettuun käyttöön, ja jos projekti vaatii pitkäaikaista-käyttöä lämpötiloissa, jotka ylittävät selvästi vähennysalueen, valitaan sen sijaan kromi-molybdeeni- tai austeniittisesta metalliseoksesta valmistettu putki.
Käsittelytoimenpiteet, jotka auttavat
Tilaa PSL2-putki, jossa lämpötilan sitkeys on tärkeää, koska PSL2 tuo hallittua kemiaa, myöhön -to{3}}vetosuhteen rajan ja pakollisen iskusitkeystestauksen.
Määritä toimitusehto nimenomaisesti, kuten -valssattu, normalisoitu tai termomekaanisesti rullattu, koska sama laatu käyttäytyy eri tavalla kussakin kunnossa.
Pidä kenttähitsausmenetelmä hyväksytyn lämmönsyöttöalueen sisällä; liiallinen lämmöntuotto karkentaa{0}}lämmön vaikutusaluetta ja vähentää sitkeyttä, vaikka lujuus ei vaikutakaan.
Harkitse sisäistä pinnoitetta tai vuorausta, jossa väliaine on aggressiivinen, koska hiiliteräksen korkean lämpötilan heikkous- on yleensä korroosiota ja hilseilyä eikä lujuuden menetystä.
On myös syytä mainita selkeästi rajoitus: L360-lämmön seosainepitoisuuden lisääminen tai aggressiivisemman lämpökäsittelyn lisääminen parantaa edelleen pieniä parannuksia lujuuden säilyttämisessä, mutta se ei voi muuttaa linjaputkilaatua virumisenkestäväksi seokseksi. Kun suunnittelulämpötila siirtyy vähennysalueen ulkopuolelle, oikea vastaus on materiaalispesifikaatioiden muutos, ei L360-laadun muutos.
FAQ
K: Sopiiko L360-teräsputki korkean lämpötilan-käyttöön?
Sitä voidaan käyttää hallitsevan putkilinjakoodin lämpötilarajoissa, joissa sallittu jännitys on vähennetty yli 121 celsiusastetta; se ei ole virumista-kestävä materiaali jatkuvaan-korkean lämpötilan käyttöön.
K: Parantavatko seosaineet todella{0}}putkiputkien korkean lämpötilan kestävyyttä?
Mikro-seosaineet, kuten niobium, vanadiini ja titaani, jalostavat raerakennetta ja parantavat lujuuden säilymistä, ja kromi ja molybdeeni vastustavat hapettumista, mutta L360-kemian sallitut määrät pitävät hyödyn kohtuullisena.
K: Nostaako lämpökäsittely putken käyttölämpötilaa?
Normalisointi tai karkaisu ja karkaisu parantavat lujuuden ja sitkeyden tasapainoa ja tekevät rakenteesta vakaamman, mutta ne eivät muuta perusasiaa, että teräs on hiili{0}}mangaanilaatua.
K: Kuinka paljon seinän paksuutta tarvitaan kuumahuoltoon?
Seinämän paksuus seuraa sallitusta jännityksestä lämpötilan vähennyskertoimen soveltamisen jälkeen, joten se on laskettava uudelleen jokaiselle suunnittelulämpötilalle eikä arvioitava.
K: Milloin toinen materiaali pitäisi valita?
Kun suunnittelulämpötila ylittää hiiliteräsputkien alentamisen kattaman alueen tai kun väliaine on syövyttävää lämpötilassa; kromi-molybdeeniseoksesta tai ruostumattomasta teräksestä valmistettu putki tulee sitten määrittää.
