ASTM A312 TP321H sømløse rør i rustfrit stål: egenskaber og anvendelser

Indledning

ASTM A312 er standardspecifikationen for sømløse, svejsede og stærkt kolde-bearbejdede austenitiske rustfrit stålrør. TP321H er den høje-carbon-, titanium-stabiliserede kvalitet inden for A312, betegnet UNS S32109. Det vælges, når rørføringen skal arbejde i krybeområdet, typisk 538-870 grader, hvor standard TP321 ikke giver tilstrækkelig lang{11}}styrke, og hvor ikke-stabiliserede kvaliteter såsom TP304 ville være modtagelige for sensibilisering og intergranulær korrosion. Den petrokemiske industri bruger TP321H til brintservice,-højtemperaturproceslinjer, ovnoverførselsrør og varmegenvindingssystemer.

Kemisk sammensætning (vægt%)

Element	TP321H (UNS S32109) ifølge ASTM A312
Kulstof	0.04 - 0.10
Mangan, max	2.00
Fosfor, max	0.045
Svovl, max	0.030
Silicium, max	1.00
Chrom	17.0 - 19.0
Nikkel	9.0 - 12.0
Nitrogen, max	0.10
Titanium	4 x C minimum

Mekaniske krav

Ejendom	Minimumværdi (ASTM A312)
Trækstyrke	515 MPa (75 ksi)
Udbyttestyrke (0,2 % offset)	205 MPa (30 ksi)
Forlængelse	35%

Varmebehandling

I henhold til ASTM A312, er TP321H-røret leveret i opløsning-udglødet tilstand: opvarmet til en temperatur på mindst 1040 grader (1900 grader F) og derefter hurtigt afkølet i vand. Opløsningsudglødning opløser udfældede karbider og genopretter den fuldt austenitiske mikrostruktur. Det forhøjede kulstofindhold i TP321H bibeholdes af det kontrollerede område 0,04-0,10 %, hvilket er det, der giver krybestyrke under efterfølgende højtemperaturservice.

Høj-temperaturydelse

TP321H er designet til kontinuerlig service i området omkring 538-870 grader. Kombinationen af ​​titaniumstabilisering og kontrolleret kulstof giver det to fordele i forhold til ustabiliserede kvaliteter: modstandsdygtighed over for sensibilisering og intergranulær korrosion under svejsede og opvarmede forhold og væsentligt højere krybe-brudstyrke end lav-kulstof- og standardvarianterne. I brint-rig petrokemisk service over ca. 400 grader foretrækkes stabiliserede kvaliteter såsom 321H, fordi ikke{10}}stabiliserede austenitiske stål er modtagelige for højtemperaturbrintangreb og carbidnedbrydning.

Fremstilling og inspektion

TP321H-rør er svejset med matchende eller over-legeret fyldstof, typisk ER321 eller ER347, og der kræves ingen varmebehandling efter-svejsning for at opnå korrosionsydelse i de fleste tjenester. Fordi karakteren bruges i sikkerhedsrør med-kritisk høj-temperatur, er supplerende test almindeligvis specificeret, herunder hydrostatisk test, hvirvelstrøms- eller ultralydsundersøgelse, positiv materialeidentifikation (PMI) og mærkning i henhold til ASTM A1016/A1016M, som kræver identifikation af standard, kvalitet, størrelse, varmenummer og fremstillingsmetode.

Typiske applikationer

Varmevekslere og kondensatorer, kedler og overhedere, ovnkomponenter og overførselsledninger, hydrogen- og syngasrør, kemisk behandlingsudstyr, raffinaderivarmerør og kraftværksdamprør, der opererer i krybeområdet.

Sammenligning med relaterede karakterer

TP304: lavere pris, ustabiliseret, tilbøjelig til sensibilisering; velegnet til ætsende lav-temperatur. TP316: Molybdæntilsætning for pitting-modstand; foretrukket i kloridmiljøer, men ikke designet til krybning ved høje-temperaturer. TP321: standard carbon version af 321; tilstrækkelig til moderat service, hvor krybning ikke er designbegrænsende-. TP321H: kontrolleret højere kulstof for forbedret{11}}høj temperaturstyrke; specificeret, hvor design er styret af krybning og spændingsbrud.

FAQ

Q1: Hvad betyder H i TP321H?H-suffikset angiver et kontrolleret kulstofområde på 0,04-0,10 %, hvilket giver højere krybebrudstyrke for service over omkring 500 grader.

Q2: Hvorfor tilsættes titanium til TP321H?Titanium stabiliserer kulstof og forhindrer udfældning af chromcarbid ved korngrænser under svejsning og eksponering for høje- temperaturer, hvilket bevarer intergranulær korrosionsbestandighed.

Q3: Hvilket temperaturområde er TP321H egnet til?Kontinuerlig service fra omkring 538 grader til 870 grader, hvor krybestyrke er den styrende designegenskab.

Spørgsmål 4: Er der behov for varmebehandling efter-svejsning til TP321H?Generelt nej; stabilisering undgår sensibilisering, så svejsede rør kan tages i brug uden opløsningsudglødning, forudsat at der anvendes korrekte tilsatsmetal og svejseprocedurer.

Q5: Hvad er forskellen mellem TP321 og TP321H?TP321 har en maksimal kulstof på 0,08% og lavere krybestyrke; TP321H har et kontrolleret kulstofområde på 0,04-0,10 % og er specificeret, når krybebrudstyrke ved høj temperatur er påkrævet.

Q6: Hvilken teststandard regulerer supplerende inspektion af TP321H-rør?Generelle krav til A312-rør er dækket af ASTM A1016/A1016M, herunder mærkning, hydrostatisk eller elektrisk prøvning og dimensionsinspektion.