Potrubí A335 P91: 9Cr-1Mo-V bezešvá legovaná ocel pro vysokoteplotní parní provoz

Přehled potrubí A335 P91

ASTM A335 P91 je bezešvá ocelová trubka z feritické slitiny-používaná tam, kde teplota kovu tlakové části dosahuje zhruba 600 stupňů. Jedná se o modifikovanou 9Cr-1Mo ocel s řízenými přísadami vanadu, niobu a dusíku, proto se také píše jako 9Cr-1Mo-V. Ve srovnání se starším typem 2,25Cr-1Mo má větší pevnost na jednotku tloušťky stěny, takže se stal standardní volbou pro hlavní parní a horkovzdušné potrubí ve vysoce účinných elektrárnách.

Chemické složení P91 Tepelná analýza

Živel	Typický rozsah, %
C	0.08 – 0.12
Mn	0.30 – 0.60
P	0,020 max
S	0,010 max
Si	0.20 – 0.50
Cr	8.00 – 9.50
Mo	0.85 – 1.05
V	0.18 – 0.25
Nb	0.06 – 0.10
N	0.030 – 0.070
Ni, Al, Ti, Zr	omezeno specifikací produktu

Úzká okénka na uhlíku, dusíku, vanadu a niobu jsou bodem této třídy. Materiál mimo ně může stále projít zkouškou tahem při pokojové teplotě{1}} a přesto ztratit životnost při tečení při 600 stupních, takže je nutná úplná analýza pánve.

Mechanické vlastnosti a tepelné zpracování

Minimální pevnost v tahu: 585 MPa

Minimální mez kluzu při ofsetu 0,2 %: 415 MPa

Minimální prodloužení v 50 mm: 20 %

Limit tvrdosti: maximálně 250 HBW

Normalizace: 1040 – 1080 stupňů, následuje chlazení vzduchem

Popouštění: 730 – 780 stupňů, se skutečným cyklem zaznamenaným na certifikátu mlýna

P91 je citlivější na tepelné zpracování než uhlíková ocel. Chybějící popouštěcí teplota nebo pomalé ochlazování po normalizaci zvyšuje tvrdost, snižuje houževnatost a může zanechat nepopuštěný martenzit ve stěně, proto by měl být uveden zaznamenaný cyklus pece a nikoli pouze souhrnný řádek na certifikátu.

Aplikace služeb a creepové chování

Hlavní potrubí páry a horkého dohřevu mezi výstupem z kotle a vstupem do turbíny

Trubkové panely přehříváku a přihříváku v podkritických a nadkritických jednotkách

Rozvaděče, rozdělovače, cívky parního potrubí a jejich odpovídající armatury

Vysokoteplotní transferové a krakovací linky v petrochemických závodech

Tlakové části vystavené cyklickému tepelnému zatížení a tepelné únavě

Nad zhruba 450 stupni již ocelová trubka neselže pouze tím, že překročí průtažnost; při trvalém zatížení se pomalu plazí až do prasknutí. Karbonitridy niobu a vanadu se vysrážely při dislokačním pohybu kolíku P91 a zpomalují tuto deformaci, což je důvod, proč si tato třída zachovává použitelnou pevnost při 600 stupních v podmínkách, kdy by se uhlíková-molybdenová ocel deformovala mnohem rychleji.

Objednávání, rozměry a kontrola

Položka	Společný rozsah dodávek
Vnější průměr	21,3 – 914 mm, nebo do projektové tř
Tloušťka stěny	2 – 100 mm, silná stěna na vyžádání
Náhodná délka	5,8 m, 6 m, 11,8 m, 12 m nebo pevné délky řezu
Ukončení	Hladký konec, zkosený konec nebo závitový se spojkou
Standard produktu	Bezešvá ocelová trubka ASTM A335 / A335M z feritické slitiny-
Testovací standard	Obecné požadavky a tolerance ASTM A450 / A450M

Rutinní testování zahrnuje hydrostatický tlak, ultrazvukové vyšetření těla a konců a rozměrové kontroly průměru, stěny a ovality. Tloušťka stěny by měla být měřena na obou koncích každé délky, protože excentricita v horkém proraženém plášti je obvyklou rozměrovou vadou u těžkých stěn. Každá délka je na šabloně označena tepelným číslem, stupněm a velikostí a šarži je vystaven certifikát o zkoušce mlýna, záznam o tepelném zpracování a zpráva o nedestruktivním -zkoušce.

Často kladené otázky

Otázka: Jaký je rozdíl mezi P91 a T91?
Popisují stejnou chemii 9Cr-1Mo-V v různých formách produktů. Předpona P pokrývá potrubí podle ASTM A335, předpona T pokrývá potrubí podle ASTM A213 a publikované hodnoty povoleného napětí jsou stejné.

Otázka: Lze trubku A335 P91 svařovat v terénu?
Ano, s kvalifikovaným postupem: kořenový oblouk plynového wolframu s odpovídající výplní, řízený předehřev a interpass teplota a následné{0}}tepelné zpracování po svařování v rozsahu temperování před servisem.

Otázka: Proč je certifikát pro P91 tak důležitý?
Síla jakosti pochází z přísně kontrolovaného složení a tepelného zpracování. Certifikát, který vynechává dusík, niob nebo vanad, nebo uvádí jedinou souhrnnou linku úpravy, nemůže prokázat, že potrubí bude fungovat při projektované teplotě.

Otázka: Jak se vybírá tloušťka stěny?
Stěna se vypočítá z návrhového tlaku, vnějšího průměru a dovoleného napětí při návrhové teplotě s připočtením přídavku na korozi nebo erozi. Hlavní parní provoz se obvykle řídí přípustným napětím za horka spíše než hodnotou tahu za pokojové-teploty.

Otázka: Jakou povrchovou úpravu lze očekávat?
Hotová trubka nese oxidové okují, které jsou odstraněny tryskáním nebo mořením, když je požadován čistý povrch. Vnitřní a vnější povrchy musí být bez škodlivých vad a konce jsou obvykle zkosené pro svařování.