ASTM A249 TP310S Rustfri stålsvejsede rør til elproduktion

Omfanget af ASTM A249

ASTM A249 er standardspecifikationen for svejste austenitiske stålkedel, overhedning, varmeveksler og kondensatorrør. Det dækker rør, der er fremstillet ved en automatisk svejseproces af fladt-valset produkt, hvor svejsningen er 100 procent dimensionskontrolleret, og for de fleste kvaliteter leveres røret i opløsningen-udglødet tilstand. A249 er en rørstandard, ikke en rørstandard: Forskellen er vigtig, fordi røret er ordnet efter udvendig diameter og vægtykkelse til varmeoverførsel-, mens røret er bestilt efter nominel rørstørrelse.

Karakterlisten for A249 er bred og omfatter TP304, TP304L, TP304H, TP309S, TP309H, TP310S, TP310H, TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti, TP321H, TP321H, TP321H, TP32H, TP32H, TP32H, TP32H, TP32H, TP310H, TP310H TP348 og TP348H, blandt andre. Hver klasse har sin egen kemi- og{19}}varmebehandlingstabel. Denne artikel fokuserer på TP310S, betegnet UNS S31008, som også er dækket af ASTM A312 for rør og A240 for plade og plade.

Kemisk sammensætning af TP310S

Nedenstående varme-analyseområder er påkrævet af ASTM A249 for TP310S.

Element	Indhold, vægt %
Kulstof, C	0,08 maks
Mangan, Mn	2.00 max
Fosfor, P	0,045 maks
Svovl, S	0,030 maks
Silicium, Si	1,00 max
Chrom, Cr	24.0 - 26.0
Nikkel, Ni	19.0 - 22.0
Jern, Fe	Balance

Det høje kromindhold, omkring 25 procent, giver 310S sin enestående oxidations- og sulfideringsbestandighed ved forhøjet temperatur, mens det høje nikkelindhold holder den austenitiske struktur stabil og giver modstand mod reducerende atmosfærer. S-suffikset angiver standard-carbon 0,08 procent maksimal version; TP310H, med kulstof 0,04 til 0,10 procent, er specificeret, hvor krybestyrken styrer.

Mekaniske egenskaber

I henhold til ASTM A249 skal opløsnings-glødet TP310S-rør opfylde følgende rum-temperaturkrav.

Ejendom	Krav
Trækstyrke	515 MPa min., 75 ksi min
Flydespænding, 0,2 % offset	205 MPa min., 30 ksi min
Forlængelse i 2 tommer (50 mm)	35 % min
Hårdhed	90 HRB max

I den udglødede tilstand er mikrostrukturen fuldt austenitisk, så røret bevarer god duktilitet og sejhed ved kryogene såvel som forhøjede temperaturer, selvom kvaliteten sjældent vælges til lav-temperaturdrift.

Høj-temperaturydelse

TP310S er konstrueret til varme snarere end til omgivende korrosion. Den praktiske temperaturkonvolut er:

Kontinuerlig oxidationstjeneste i luft: ca. 1035 C, med intermitterende eksponering mulig op til ca. 1100 C i tør luft.

Trykdesign: designkoder såsom ASME Sektion VIII og B31.3 begrænser tilladte spændinger til omkring 816 C for 310S; over det kan røret overleve, men det kan ikke designes til at kode tryk.

Krybning: For lang-krybning-belastede komponenter over ca. 800 C foretrækkes H-kvaliteten TP310H frem for TP310S.

Sigmafase: langvarig drift i intervallet 650 til 900 C kan udfælde sigmafasen og gøre materialet skørt; dette skal tages i betragtning i designlevetid og inspektionsplanlægning.

I forbrændings- og-røggasatmosfærer modstår det høje chromindhold oxidation og svovlangreb langt bedre end de 18-8 kvaliteter, hvilket er grunden til, at 310S er arbejdshesten til ovnsrør og varmegenvindende overflader.

Typiske applikationer

Kedel- og overhedningsrør i elproduktion

Strålings- og konvektionsrør i procesovne

Varme-veksler og kondensatorrør til affalds-varmegenvinding

Flydende katalytiske krakningsenhedskomponenter i petroleumsraffinering

Termisk-behandlingsudstyr: forbrændingsovne, brænderdyser og varme-armaturer

Fremstilling og svejsning

Fyldningsmetal: ER310 pr. AWS A5.9 er det matchende fyldstof til 310S, med kulstof- og kromniveauer, der er egnede til design med høje-temperaturer; ER308L eller ER316L fyldstoffer er ikke acceptable erstatninger for forhøjede-temperaturer.

Varmetilførsel: Hold varmetilførsel og interpass-temperatur lav for at begrænse kornvækst og sigma--fasemodtagelighed i svejseområdet.

Varmebehandling: røret leveres i opløsningen-udglødet tilstand, ca. 1040 C minimum, efterfulgt af hurtig afkøling; efter-svejsevarmebehandling er ikke påkrævet for 310S.

Formning: koldbøjning og oprulning følger standard austenitisk praksis; varmformning skal afsluttes ved en temperatur, der undgår 650 til 900 C skørhedsområde.

Inspektion: svejsninger inspiceres i henhold til A249, hvor køberen kan tilføje ikke-destruktive undersøgelseskrav såsom hvirvelstrømstest eller radiografi.

Ofte stillede spørgsmål

Q1. Hvad dækker ASTM A249?
A249 dækker svejste austenitiske stålkedel-, overhednings-,-varmeveksler- og kondensatorrør, inklusive TP304-, TP310S-, TP316- og TP347-familierne, med dimensions- og testkrav til varme-overførsel.

Q2. Hvad er den maksimale driftstemperatur for TP310S?
I luft modstår 310S oxidation kontinuerligt til ca. 1035 C og intermitterende til ca. 1100 C. Til trykdesign begrænser ASME-koder tilladte spændinger til ca. 816 C, og TP310H foretrækkes til krybedrift med lang-levetid over ca. 800 C.

Q3. Hvad er forskellen mellem 310S og 310H?
H-klassen, TP310H, kontrollerer kulstof mellem 0,04 og 0,10 procent for at give krybestyrke, mens 310S begrænser kulstof til maksimalt 0,08 procent. For belastnings-bærende høj-temperaturkomponenter er TP310H specificeret.

Q4. Er TP310S det samme som EN 1.4845?
EN 1.4845, betegnet X8CrNi25-21, er den europæiske pendant til 310S med stort set de samme krom- og nikkelområder; i europæiske projekter er de to betegnelser almindeligvis krydsreferencer.

Q5. Kan TP310S svejset rør bruges til varmevekslere?
Ja, det bruges i vid udstrækning til varme-veksler- og kondensatorrør i høj-temperatur- og varmegenvindingsservice, leveret i den løsning-udglødet tilstand med svejsningen undersøgt i henhold til A249 og enhver yderligere ikke-destruktiv testning aftalt med køberen.

Q6. Hvorfor er 310S dyrere end 304?
310S indeholder omkring 25 procent chrom og 20 procent nikkel, mere end det dobbelte af legeringsindholdet af 304, så legeringstillægget er væsentligt højere i bytte for overlegen høj-temperaturoxidationsmodstand.