ASTM A691 Elektrisk Fusion Welded (EFW) rør
Grundlæggende oversigt
En standardspecifikation forelektrisk-fusions-svejset kulstof- og legeret stålrørfremstillet medfyldmetal tilsat, fremstillet aftryk-beholder-kvalitetsplader. ASTM A691 er specielt designet tilhøj-tryksservice ved høje temperaturer, hvilket gør det afgørende for kraftproduktion, petrokemiske og industrielle procesapplikationer, der kræver ydeevne ved forhøjede temperaturer.
Navn Forklaring
| Del | Mening |
|---|---|
| ASTM | ASTM International |
| A691 | Standardspecifikationsnummer for elektrisk-smelte-svejset stålrør til høj-tryksservice ved høje temperaturer |
| Electric Fusion Welded (EFW) | Fremstillingsproces – rør dannet af plade og svejset i længderetningen ved hjælp af elektrisk lysbuesvejsning medtilsat fyldmetal(adskiller sig fra ERW, som ikke bruger fyldmetal) |
Nøglefunktioner ved ASTM A691 EFW-rør
| Feature | Beskrivelse |
|---|---|
| Materiale Kilde | Fremstillet aftrykbeholderkvalitetsplader(f.eks. ASTM A204, A387, A537, A299, A387/A387M) |
| Fremstilling | Electric Fusion Welded (EFW)– typisk langsgående nedsænket lysbuesvejsning tilsat fyldmetal; svejsninger lavet manuelt eller automatisk ved elektrisk proces |
| Primær ansøgning | Højtryks-service klhøje temperaturer |
| Diameterområde | 16 tommer (400 mm) og størrenominelt |
| Vægtykkelse | Op til 3 tommer (75 mm)inklusive |
| Længde | Typisk 5,8-12m, med muligheder for 6m, 9m, 18m eller brugerdefineret |
| Temperaturfokus | Specielt designet tilhøj-temperaturtjeneste |
Nøgleterminologi: Karakter vs. klasse
Forståelse af skelnen mellemGradogklasseer kritisk for ASTM A691:
| Semester | Definition | Eksempler |
|---|---|---|
| Grad | Betegneranvendt pladetype(stålanalyse og styrkeniveau). Angiver grundmaterialets kemiske sammensætning og den tilsvarende ASTM-pladespecifikation. | CM-65, CM-70, CM-75, CMSH-70, CMS-75, CMSH-80, ½ CR, 1CR, 1¼ CR, 2¼ CR, 3CR, 5CR, 9CR, 91 |
| klasse | Angiver tre centrale produktionsattributter:varmebehandling udført, omsvejsning undersøges røntgenologisk, og omrøret er tryktestet . | 10, 11, 12, 13, 20, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 33, 40, 41, 42, 43, 50, 51, 52, 53 (se komplet tabel nedenfor) |
Karakterbetegnelser og pladekilder
"Klassen" i ASTM A691 svarer til specifikke trykbeholderpladespecifikationer:
| Rørkvalitet | Type stål | ASTM-pladespecifikation | Pladekvalitet |
|---|---|---|---|
| CM-65 | Kulstof-molybdænstål | A204/A204M | A |
| CM-70 | Kulstof-molybdænstål | A204/A204M | B |
| CM-75 | Kulstof-molybdænstål | A204/A204M | C |
| CMSH-70 | Kulstof-mangan-siliciumstål, normaliseret | A537/A537M | 1 |
| CMS-75 | Kulstof-mangan-siliciumstål | A299/A299M | - |
| CMSH-80 | Kulstof-mangan-siliciumstål, bratkølet og hærdet | A537/A537M | 2 |
| ½ CR | ½ % krom, ½ % molybdænstål | A387/A387M | 2 |
| 1CR | 1% krom, ½% molybdæn stål | A387/A387M | 12 |
| 1 ¼CR | 1 ¼% chrom, ½% molybdæn stål | A387/A387M | 11 |
| 2 ¼CR | 2 ¼% chrom, 1% molybdæn stål | A387/A387M | 22 |
| 3CR | 3% krom, 1% molybdæn stål | A387/A387M | 21 |
| 5CR | 5% krom, ½% molybdæn stål | A387/A387M | 5 |
| 9CR | 9% krom, 1% molybdæn stål | A387/A387M | 9 |
| 91 | 9% chrom, 1% molybdæn, vanadium, columbium | A387/A387M | 91 |
Klassebetegnelser – komplet referencetabel
"Klassen" bestemmer kravene til varmebehandling, radiografisk undersøgelse og trykprøvning. Klassenummereringssystemet følger et logisk mønster, hvorførste ciffer angiver varmebehandlingstype, ogandet ciffer angiver inspektionsniveau :
| klasse | Varmebehandling på rør | Radiografi (afsnit 9) | Tryktest (afsnit 8.3) | Typisk anvendelse |
|---|---|---|---|---|
| 10 | Ingen | Ingen | Ingen | Ikke-kritisk, lavt-tryk |
| 11 | Ingen | Ja | Ingen | Verifikation af svejseintegritet uden tryktest |
| 12 | Ingen | Ja | Ja | Fælles for som-svejset service med fuld inspektion |
| 13 | Ingen | Ingen | Ja | Kun tryktestet- |
| 20 | Stress lettet | Ingen | Ingen | Afspænding for dimensionsstabilitet |
| 21 | Stress lettet | Ja | Ingen | Afspænding ved svejseundersøgelse |
| 22 | Stress lettet | Ja | Ja | Mest almindelig for stress-aflastet service |
| 23 | Stress lettet | Ingen | Ja | Afspænding kun med tryktest |
| 30 | Normaliseret | Ingen | Ingen | Kornforfining |
| 31 | Normaliseret | Ja | Ingen | Normaliseret med svejseundersøgelse |
| 32 | Normaliseret | Ja | Ja | Fælles for normaliseret service |
| 33 | Normaliseret | Ingen | Ja | Normaliseret med kun tryktest |
| 40 | Normaliseret og hærdet | Ingen | Ingen | Forbedrede mekaniske egenskaber |
| 41 | Normaliseret og hærdet | Ja | Ingen | Forbedrede egenskaber med svejseundersøgelse |
| 42 | Normaliseret og hærdet | Ja | Ja | Fuld varmebehandling og inspektion |
| 43 | Normaliseret og hærdet | Ingen | Ja | Forbedrede egenskaber med tryktest |
| 50 | Slukket & hærdet | Ingen | Ingen | Maksimal styrke |
| 51 | Slukket & hærdet | Ja | Ingen | Maksimal styrke med svejseundersøgelse |
| 52 | Slukket & hærdet | Ja | Ja | Højeste styrke med fuld inspektion |
| 53 | Slukket & hærdet | Ingen | Ja | Maksimal styrke med tryktest |
Note 1:Udvælgelse af materialer skal foretages under hensyntagen til servicetemperaturen. For vejledning kan specifikation A20/A20M konsulteres.
Note 2:Klassenummereringslogikken:Første ciffer(10-50)=varmebehandlingstype;Andet ciffer(0,1,2,3)=inspektionsniveau (0=ingen, 1=kun RT, 2=RT + hydrotest, 3=kun hydrotest).
Varmebehandlingsparametre
| Rørkvalitet | ASTM-specifikation | Efter-svejsevarme-Behandlingstemperaturområde (afspændingsaflastende) grad F [ grad ] | Normaliserende Temp max, medmindre det er angivet grad F [grad] | Slukningstemperatur maks. medmindre andet er angivet grad F [grad] | Tempering Temp min grad F [ grad ] |
|---|---|---|---|---|---|
| CM-65/70/75 | A204/A204M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| CMSH-70 | A537/A537M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| CMS-75 | A299/A299M | 1100-1200 [590-650] | 1700 [925] | - | - |
| CMSH-80 | A537/A537M | - | - | 1700 [925] | 1100-1250 [590-675] |
| ½ CR, 1CR, 1¼CR | A387/A387M | 1100-1375 [590-745] | 1850 [1010] | 1700 [925] | 1150-1375 [620-745] |
| 2¼CR, 3CR | A387/A387M | 1200-1400 [650-760] | 1850 [1010] | 1700 [925] | 1250-1400 [675-760] |
| 5CR | A387/A387M | 1200-1400 [650-760] | 1850 [1010] | 1650 [900] | 1300-1400 [705-760] |
| 9CR | A387/A387M | 1325-1375 [715-745] | - | - | 1325-1375 [715-745] |
| 91 | A387/A387M | 1350-1420 [730-770] | 1900-2000 [1040-1095] | 1900 min [1040 min] | 1350-1440 [730-780] |
Note:9CR-stål er et luft-hærdet stål, der til tider holder austenit ned til næsten atmosfærisk temperatur. God praksis er at lade stålet afkøle til 150 grader F eller lavere, før stålet udsættes for en hærdningsbehandling eller efter-svejsevarmebehandling.
Fremstillingsproces
ASTM A691 EFW-rør er fremstillet ved hjælp af følgende proces:
Forberedelse af tallerkener:Stålplader af trykbeholderkvalitet vælges baseret på den krævede kvalitet (A204, A387, A537, A299 osv.).
Dannelse:Plader formes til cylindrisk form ved hjælp af formningsruller.
Svejsning:Længde søm svejses vhaelektrisk smeltesvejseprocesmedtilsat fyldmetal– dette adskiller EFW fra ERW (som ikke bruger fyldmetal). Svejsninger kan udføres manuelt eller automatisk ved elektrisk proces.
Svejseforstærkning:Svejste samlinger skal have positiv forstærkning i midten af hver side af svejsningen. Konturen skal være glat, og aflejret metal skal smeltes jævnt og ensartet ind i pladens overflade.
Varmebehandling:Anvendes i henhold til den specificerede klasse (afspændingsaflastende, normalisering, quenching & temperering osv.).
NDT og test:Røntgenundersøgelse (når specificeret efter klasse), hydrostatisk test (når specificeret af klasse), spændings- og bøjningstest .
Efterbehandling:Slutforberedelse (almindeligt, skrå), fjernelse af overfladefejl ved slibning eller bearbejdning.
Sammenligningstabel: ASTM A691 vs. ASTM A672 vs. ASTM A671
Disse ledsagende standarder deler den samme fremstillingsmetode, men tjener forskellige temperaturområder:
| Aspekt | ASTM A691 | ASTM A672 | ASTM A671 |
|---|---|---|---|
| Servicetemperatur | Høje temperaturer | Moderate temperaturer | Atmosfæriske og lavere temperaturer |
| Primært fokus | Høj-temperaturstyrke, krybemodstand, høj-tryksevne | Forhøjet temperaturstyrke, moderat service | Lav-temperatursejhed, slagegenskaber |
| Typiske karakterer | Cr-Mo-legeringer (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR, 91), CM-serien | B60, B65, B70 (A515-baseret) | CC60, CC65, CC70 (A516-baseret) |
| Almindelige applikationer | Høj-temperaturdampledninger, raffinaderivarmere, el-kedler | Kedel udvendige rør, moderate temp proceslinjer | Lav-temperaturprocesrør, LNG, kold service |
| Materialevalg | Designet til vedvarende høje temperaturer | Designet til moderat temperatur service | Designet til sejhed ved lav-temperatur |
Afhængigt af den valgte klasse gennemgår ASTM A691-rør:
| Test Type | Formål | Anvendelighed |
|---|---|---|
| Spændingstest | Kontroller udbytte- og trækstyrke | Alle rør |
| Bøjningstest | Bekræft svejseduktilitet og integritet | Alle rør |
| Røntgenundersøgelse (RT) | Registrer svejsedefekter – fuld længde af hver svejsning | Påkrævet for klasser med "1" eller "2" som andet ciffer |
| Hydrostatisk test | Bevis for lækage-tæthed | Påkrævet for klasser med "2" eller "3" som andet ciffer |
| Tryktest | Bekræft trykindeslutning | Krav pr. klasse |
| Overfladeinspektion | Opdag og fjern uacceptable ufuldkommenheder | 100% |
Almindelige applikationer
ASTM A691 EFW-rør er meget udbredt i:
| Industri | Ansøgninger |
|---|---|
| Strømproduktion | Dampledninger med høj-temperatur, ydre kedelrør, overhedningsforbindelser |
| Petrokemisk og raffinering | Høj-temperaturprocesrør, raffinaderivarmere, katalytiske krakkerrør |
| Olie & Gas | Høj-tryk høj-temperatur (HPHT) rørledninger, behandlingsfaciliteter |
| Kemisk forarbejdning | Proceslinjer til høj-temperatur kemisk service |
| Industriel | Industrielle rørsystemer med-højtryk, der kræver forhøjede temperaturer |
Typisk størrelse tilgængelighed
| Parameter | Rækkevidde |
|---|---|
| Udvendig diameter | 16" (400 mm) til 60" (1500 mm)+nominelt |
| Vægtykkelse | Op til 3" (75 mm)standard |
| Længde | 5,8-12m standard, op til 18m tilgængelig |
| Slut Finish | Flade ender, skrå ender til svejsning |
| Leveringsbetingelser | Som specificeret af klasse (stressaflastet, normaliseret, normaliseret & tempereret, slukket og tempereret) |
Retningslinjer for klasseudvælgelse
Valg af passende klasse afhænger af servicekravene:
| Servicetilstand | Anbefalet klasse | Begrundelse |
|---|---|---|
| Generel høj-temperatur,-højtrykstjeneste | 22 | Stress aflastet med fuld inspektion –mest almindelig til mange applikationer |
| Kritisk høj-temperaturservice | 32 eller 42 | Normaliseret eller normaliseret og hærdet for kornforfining og forbedrede egenskaber |
| Krav til maksimal styrke | 52 | Slukket og hærdet med fuld inspektion |
| Som-svejset service med fuld inspektion | 12 | Som-svejset med RT og hydrotest |
Fordele ved ASTM A691 EFW rør
| Fordel | Beskrivelse |
|---|---|
| Mulighed for stor diameter | Kan producere rør, der er meget større end sømløse eller ERW-kapaciteter |
| Tykke Vægge | Velegnet til applikationer med-højt tryk, der kræver betydelig vægtykkelse (op til 3" standard) |
| Optioner i legeret stål | Bredt udvalg af Cr-Mo-legeringskvaliteter tilgængelig til høj-temperaturservice (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR, 91) |
| Høj temperatur ydeevne | Specielt designet til høje-temperaturapplikationer |
| Højtryksevne | Udviklet til-højtryksservice |
| Kvalitetskontrol muligheder | Klassesystem gør det muligt at matche inspektionsniveauet med servicekritikalitet |
| Fremstilling fra plade | Muliggør brug af trykbeholderkvalitetsmaterialer med certificerede egenskaber |
Vigtige valgbemærkninger
1. Karaktervalg efter ansøgning
CM-serien:Kulstof-molybdænstål til generel høj-temperaturservice
Cr-Mo-grader (1¼CR, 2¼CR, 5CR, 9CR):Til stadig mere alvorlige-temperatur- og korrosionsbestandige-applikationer
Karakter 91:Avanceret 9Cr-1Mo-V stål til applikationer med ultrahøje temperaturer, der kræver overlegen krybestyrke
2. Klassevalgslogik
Klassenummereringssystemet gør valget ligetil:
Første ciffer= varmebehandling: 10 (som-svejset), 20 (aflastet), 30 (normaliseret), 40 (normaliseret og hærdet), 50 (hærdet og hærdet)
Andet ciffer= inspektion: 0 (ingen), 1 (kun RT), 2 (RT + hydrotest), 3 (kun hydrotest)
De mest almindelige valg til høj-temperaturservice:
Klasse 22:Stress aflastet, fuldt inspiceret –standard for mange-højtemperaturapplikationer
Klasse 32:Normaliseret, fuldt inspiceret – når der er behov for kornforfining
Klasse 42:Normaliseret og tempereret, fuldt inspiceret – for forbedrede egenskaber ved høje-temperaturer
3. Temperaturovervejelser
ASTM A691 er specifikt tilhøj-temperaturtjeneste
Forskellige kvaliteter har forskellige maksimale temperaturgrænser - se gældende koder
Til meget høje temperaturer kræves Cr-Mo-legeringer (5CR, 9CR, 91)
4. Kode Overholdelse
ASME-kode: Anvendes ofte til applikationer med kedel- og trykbeholderkode
Se gældende konstruktionskoder (ASME B31.1 Power Piping, B31.3 Process Piping) for accept og designfaktorer
5. Kvalitetssikring
Mølletestcertifikat: Påkrævet typisk til kritiske applikationer
Sørg for, at al påkrævet test (RT, hydrotest) pr. specificeret klasse er dokumenteret
Bekræft, at varmebehandling blev udført i henhold til specifikationskrav
Sidste takeaway: ASTM A691 EFW rører denstandardspecifikation for stor-diameter, elektrisk-fusions-svejset kulstof- og legeret stålrørfremstillet af trykbeholderkvalitetsplader tilhøj-tryksservice ved høje temperaturer. Den udmærker sig ved sinGrad(angiver pladematerialet, f.eks. 2¼CR fra A387 Grade 22 til service ved forhøjet temperatur) ogklasse(angiver varmebehandling og inspektionsniveau, f.eks. Klasse 22 for stress-aflastet med radiografi og hydrotest) . Dette rør er afgørende forkraftproduktion, petrokemiske og industrielle procesapplikationerkræver store diametre, tykke vægge og pålidelig høj-temperaturydelse. Den mest almindelige specifikation for høj-temperatur og høj-service erASTM A691 2¼CR klasse 22 .
