ASTM A312 TP347 347H أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ للاستخدام عالي الحرارة

TP347 / TP347Hعبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مصنوع من الكروم-والنيكل الأوستنيتي ومثبت بالنيوبيوم (Nb، الكولومبيوم سابقًا) وكمية صغيرة من التنتالوم (Ta). لقد تم تصميمها لنطاق حساسية يبلغ 427-815 درجة مئوية ولخدمة طويلة الأمد-تزيد عن 500 درجة مئوية. تكون الدرجات الأوستنيتي العادية مثل 304/304L عرضة للتآكل الحبيبي (IGC) في نطاق درجة الحرارة هذا، لأن كربيدات الكروم تترسب عند حدود الحبوب أثناء اللحام أو التعرض لفترة طويلة، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم المحيط. يستخدم TP347H Nb لقفل الكربون في مرحلة NbC مستقرة، مما يحجب حدود الحبوب الضارة -Cr23C6 ويوفر في نفس الوقت تقوية-الحل الصلب. وهذا يجعلها المادة المفضلة لسخانات الغلايات الفائقة-الحرجة، ورؤوس منافذ الإصلاح-الحفزية، وخطوط خدمة الهيدروجين-للتكسير بالهيدروجين - حيث تتعايش درجات الحرارة المرتفعة والضغط والهيدروجين.

الميزات الرئيسية

◆ Intergranular corrosion resistance: Nb+Ta stabilization (Nb+Ta >= ~10xC) يمنع تكوين حدود الحبيبات Cr23C6- أثناء اللحام والتعرض لدرجات الحرارة العالية-، لذلك يتم الاحتفاظ بمقاومة التآكل في حالة اللحام-دون الحاجة إلى التلدين بمحلول كامل.

◆ قوة زحف فائقة في درجات الحرارة العالية-: الكربون العالي 347H (0.04-0.10%) يعطي تقوية قوية للمحلول؛ من الواضح أن الضغط المسموح به من ASME الذي يزيد عن 538 درجة مئوية يتجاوز 304L وهو مناسب مقابل 321H، من أجل حمل أحمال عالية الحرارة على المدى الطويل - بشكل موثوق.

◆ خدمة الهيدروجين-سهلة الاستخدام: في بيئات الهيدروجين عالية الضغط-مثل المعالجات الهيدروجينية والمصلحات، يقاوم الهيكل المستقر هجوم الهيدروجين والإجهاد الحمضي المتعدد الأيونات-والتكسير الناتج عن التآكل (SCC)، مما يناسب وسائط العمليات القوية.

◆ نطاق الحجم الكامل، يفضل السلس: الأغطية القياسية NPS 1/8"-48"، Sch 5S-XXS؛ بالنسبة لخطوط الهيدروجين ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي-والضغط العالي-، نوصي باستخدام خطوط الهيدروجين غير الملحومة (SMLS)-بدون وصلات لحام طولية، وسهولة فحص القطع-قطعًا تلو الأخرى وإمكانية تتبع المواد بالكامل.

المواصفات الفنية

التركيب الكيميائي (ASTM A312 النموذجي، %)

الخواص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة (الحد الأدنى مضمون TP347H)

الأبعاد ونطاق التصنيع

التطبيقات الصناعية النموذجية

تُستخدم هذه الأنابيب كثيرًا في وحدات التكسير الهيدروجيني وأنظمة التكسير التحفيزي للسوائل في مصانع البتروكيماويات، وفيASTM A312 TP347 347H مواسير الفولاذ المقاوم للصدأ، تعد الدرجات المستقرة ضرورية لمقاومة التآكل بين الحبيبات في بيئات الهيدروجين ذات الضغط العالي- التي تزيد عن 500 درجة، حيث يوفر 347H قوة التمزق الزاحف اللازمة لأنابيب التسخين الفائق وأنابيب إعادة التسخين في غلايات الطاقة الحرارية البالغة- والتصنيع الملحوم في مصانع المعالجة الكيميائية التي تتعامل مع حمض النيتريك الساخن والعمليات الكيميائية العضوية ذات درجات الحرارة العالية-. فهي تتعرض باستمرار لضغط هيدروجيني عالي-ودرجات حرارة أعلى من 500 درجة. تستخدم محطات الطاقة الحرارية 347H للسخان الفائق وأنابيب إعادة التسخين في الغلايات شديدة الأهمية لأنه يتمتع بقوة تمزق عالية مطلوبة للاستخدام على المدى الطويل-في التدوير الحراري الشديد. تعتمد مصانع المعالجة الكيميائية التي تستخدم حمض النيتريك الساخن وعمليات التصنيع ذات درجات الحرارة العالية-لتصنيع الأسمدة والمواد الكيميائية العضوية على درجات ثابتة لمنع اللحام من الانهيار.

أدلة دراسة الحالة

في مشعبات الخروج الإصلاحية، تحول مجمع صناعي كبير في الغرب الأوسط من الأنابيب القياسية 304H إلى الأنابيب TP347H. بعد خمس سنوات من التشغيل عند 650 درجة وتحميل دوري، أظهر الفحص بالموجات فوق الصوتية عدم وجود هجوم بين الحبيبات أو تشوه زحف. وهذا يؤكد زيادة بنسبة 30٪ في العمر المتوقع للمكونات. وبنفس الطريقة، لم تشهد محطة توليد الكهرباء في الجنوب الشرقي أي انقطاعات غير متوقعة بسبب فشل الأنابيب في أقسام جهاز التسخين الفائق 347H على مدى ثماني سنوات من التتبع. كان هذا على النقيض من أدائها السابق بدرجة 321، مما يعني أنه كان لا بد من استبدال الأنابيب كل أربع إلى خمس سنوات.

 

 

مقارنة الدرجة: متى يفوز 347H؟

 TP347 مقابل.TP304 و TP304L

على الرغم من أن TP304 أرخص في التصنيع ولديه مقاومة جيدة للصدأ بشكل عام، إلا أنه غير مستقر ويمكن أن يصبح حساسًا أثناء اللحام أو الخدمة عند درجات حرارة تتراوح بين 427 درجة و815 درجة. يتم تقليل نسبة الكربون في TP304L لتقليل فرصة التحسس، ولكن يتم فقدان قوة درجة الحرارة العالية-. تثبيت الكولومبيوم يجعل TP347 محصنًا تمامًا ضد مشكلات التوعية. وهذا يجعله الخيار الأفضل للهياكل الملحومة التي سيتم استخدامها في درجات حرارة عالية، على الرغم من أن تكلفتها تزيد بنسبة 15-20٪.

 TP347 مقابل.TP316 و TP316L

تحتوي أنواع TP316 على نسبة 2 إلى 3 بالمائة من الموليبدينوم مضافة إليها لجعلها أكثر مقاومة للتآكل والشقوق في ظروف الكلوريد. ومن ناحية أخرى، يساعد الموليبدينوم في تكوين مرحلة سيجما عند تعرضه لدرجات حرارة أعلى من 600 درجة لفترة طويلة. وهذا يجعل المعدن أقل صلابة ومقاومة للتآكل. لا يحدث هذا مع TP347 لأنه يتمتع بمقاومة أفضل للأكسدة وقابلية اللحام في حالات الحرارة العالية-. وهذا يعني أنه يعمل بشكل أفضل في البيئات المؤكسدة الجافة{10}}ذات درجات الحرارة المرتفعة مقارنةً بخدمة الكلوريد الرطبة.

 TP347 مقابل.TP321

TP347 وTP321 كلاهما درجتان مستقرتان تهدفان إلى منع الأشخاص من أن يصبحوا حساسين للغاية. يتم استخدام تثبيت التيتانيوم في TP321، والذي يمكن أن يتسبب في تكوين نيتريد التيتانيوم أثناء اللحام. هذا يمكن أن يجعل المفصل أقل صلابة عن طريق إحداث ثقوب. يظل الكولومبيوم الموجود في TP347 أكثر استقرارًا ولا ينبعث منه الغازات بسهولة أثناء اللحام. وهذا يجعل اللحامات أنظف وأقوى. يرتفع إنتاج اللحام الميداني نظرًا لعدم الحاجة إلى-التسخين المسبق والمعالجة الحرارية اللاحقة-للحام كما كانت الحال مع TP321.

TP347 مقابل TP309 وTP310

تحتوي أنواع TP309 وTP310 على كمية أكبر من الكروم والنيكل، مما يجعلها مقاومة للصدأ والكربنة عند درجات حرارة أعلى من 870 درجة. ومع ذلك، فإن المحتوى المعدني العالي يجعل تكلفة المادة أعلى بنسبة 40-60٪ من TP347. بالنسبة للاستخدامات التي تظل أقل من 870 درجة طوال الوقت، يوفر TP347 وTP347H حماية كافية من الأكسدة بتكلفة أقل بكثير، مما يجعل فعالية التكلفة طوال العمر{10}}مثالية دون تقليل هوامش الأمان.

التصنيع والمعالجة الحرارية

المعالجة الحرارية: Solution anneal at >= 1040 درجة مئوية متبوعة بإخماد الماء (التبريد السريع يحبس الأوستينيت ويمنع ترسيب الكربيد أثناء التبريد البطيء)-هذا هو الشرط الأساسي لخصائص 347H؛ تحقق دائمًا من درجة حرارة المحلول على MTC.

اختيار النموذج:بالنسبة إلى خطوط الهيدروجين الحرجة-ذات الحرارة العالية والضغط العالي-، يُفضل استخدام الأنابيب غير الملحومة؛ مع عدم وجود وصلة طولية كحلقة ضعيفة محتملة، تكون الموثوقية الإجمالية أعلى ويكون فحص القطعة الهيدروستاتيكية وفحص UT للقطعة -بواسطة-قطعة أسهل.

Welding: If welding is involved, 347H normally needs no preheat; for heavy walls (>Sch 80) أو المفاصل المقيدة للغاية، فكر في استخدام PWHT لتخفيف الضغط المتبقي.

 

مراقبة الجودة وإصدار الشهادات

الأنظمة: أنظمة الشركة المصنعة: إدارة الجودة ISO 9001 والامتثال PED (توجيه معدات الضغط)؛ ويفضل أن يكون ذلك مع اعتماد ISO 17025 داخل المختبر-.

المستندات: شهادة المواد إلى EN 10204 3.1 (شهادة الصانع) أو 3.2 (شهادة الطرف الثالث-)؛ يجب أن يذكر درجة حرارة المحلول ونطاق الكربون ونسبة Nb+Ta.

الفحص: اختبارات خاصة: اختبار التآكل الحبيبي (مثل ASTM A262)، درجة حرارة الشد العالية-، تصنيف حجم الحبوب-(ASTM E112)؛ NDT بما في ذلك الهيدروستاتيكي / الدوامي-التيار / بالموجات فوق الصوتية.

الأصالة: التحقق الوارد: جهاز XRF محمول لمؤشر مديري المشتريات (PMI) لتأكيد نسبة Nb+Ta في الموقع؛ تقاطع-فحص MTR مقابل العلامات المادية لمنع الاستبدال بدرجات غير -مستقرة.

لماذا تختارنا؟

الأحجام: تغطية كاملة الحجم: NPS 1/8"-48"، Sch 5S-XXS، تتوفر أشكال غير ملحومة/ملحومة؛

المؤهل: الشهادات: ISO 9001 / PED / TUV، مع ISO 17025 في المعمل المنزلي - وشهادة EN 10204 3.1/3.2؛

الجودة: مراقبة الجودة يمكن تتبعها: قطعة -بواسطة-قطعة هيدروستاتيكية + UT/ECT، سجلات MTC وUT كاملة، التحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI) عند الطلب؛

التسليم: التسليم المرن: موك منخفض للعينات، سفن المخزون في ~ 7 أيام، مخصص في 4-6 أسابيع، FOB / CIF / DDP مرن؛

الخدمة: الدعم الفني: اختيار الدرجة، واستشارة اللحام والمعالجة الحرارية-، والمساعدة في مراجعة قائمة مكونات الصنف.

التعليمات

س1: TP347 مقابل 347H؟

ج: الفرق الرئيسي هو أن الكربون 347 يحتوي على C<=0.08%, 347H is high carbon 0.04-0.10% with solution anneal >=1040 degC; 347H's creep rupture strength at >500 درجة مئوية-خدمة طويلة المدى تتجاوز 347.

س2: هل يمكن استخدامه في درجة حرارة منخفضة؟

ج: نعم. الهيكل الأوستنيتي لا هش عند درجة حرارة منخفضة؛ يمكن استخدام 347H وصولاً إلى حوالي -196 درجة مئوية، وهو مناسب للخدمة الدورية المبردة -إلى-المرتفعة الحرارة.

س3: كيف يتم التأكد من صحتها؟

ج: تحقق من درجة حرارة المحلول ونسبة C/Nb+Ta في اختبار منتصف المدة؛ استخدام XRF المحمول لمؤشر مديري المشتريات (PMI) في الموقع للتأكد من عامل التثبيت؛ اطلب تقرير التآكل الحبيبي ASTM A262 من المورد.

س 4: التسخين المسبق اللازم قبل اللحام؟

A: Usually no preheat is needed; only heavy walls (>Sch 80) أو المفاصل المقيدة للغاية تستدعي PWHT لتخفيف الضغط المتبقي.

س5: لماذا 347هـ على 321؟

ج: يستخدم 347H تثبيت Nb-مسامية TiN أقل في اللحام، ولا يوجد غاز حماية خاص، ولا يوجد تسخين مسبق بشكل أساسي، وثبات أفضل على المدى الطويل-لدرجة الحرارة العالية--وهذا هو سبب استبدال 321 تدريجيًا.