Materiálový základ potrubia L360
L360 je typ potrubia API 5L a GB/T 9711 so špecifikovanou minimálnou medzou klzu 360 MPa. Je to uhlíková-mangánová oceľ s mikro-legovacími prísadami, nie je to legovaná oceľ a nie je klasifikovaná ako materiál odolný proti tečeniu-. Na tomto rozdiele záleží: schopnosť rúry pracovať pri zvýšenej teplote pochádza z troch materiálových faktorov, a to z chémie ocele, mikroštruktúry vytvorenej počas valcovania a akéhokoľvek následného tepelného spracovania.
Materiálne faktory, ktoré menia správanie pri vysokých{0}}teplotách
Zliatie a mikro{0}}zliatie: niób, vanád a titán tvoria stabilné karbidy a nitridy, ktoré zlepujú hranice zŕn a zjemňujú štruktúru, čo zlepšuje zachovanie pevnosti pri zvyšovaní teploty. Prídavky chrómu a molybdénu zlepšujú odolnosť voči oxidácii a tvorbe vodného kameňa, ale v chemikálii L360 sú prítomné iba v obmedzených množstvách, takže zisk, ktorý poskytujú, je skromný.
Mikroštruktúra z valcovania: rúra vyrobená termomechanicky riadeným valcovaním má jemnú, rovnomernú štruktúru zŕn, ktorá je stabilnejšia pri teplote ako hrubá -valcovaná štruktúra s pásikovým perlitom.
Tepelné spracovanie: normalizácia zjemňuje štruktúru zŕn a odstraňuje namáhanie pri valcovaní a kalenie nasledované temperovaním vytvára temperovanú martenzitovú alebo bainitovú štruktúru s lepšou rovnováhou medzi pevnosťou a húževnatosťou, hoci teplota popúšťania potom fixuje hornú užitočnú teplotu produktu.
Čistota a zvyškové prvky: nízky obsah síry a kontrolovaný tvar inklúzie znižujú riziko krehnutia a praskania počas tepelných cyklov.
Čo umožňuje dizajnový kód
Samotné vlastnosti materiálu neurčujú teplotný limit. Pre potrubné služby ASME B31.8 znižuje prípustné napätie, keď návrhová teplota stúpa, pomocou faktora zníženia teploty aplikovaného na špecifikovanú minimálnu medzu klzu. Nižšie uvedené faktory sú hodnoty použité pre potrubné potrubie v tomto kóde.
| Návrhová teplota | Faktor zníženia teploty |
|---|---|
| 121 stupňov Celzia a menej | 1.000 |
| 149 stupňov Celzia | 0.967 |
| 177 stupňov Celzia | 0.933 |
| 204 stupňov Celzia | 0.900 |
| 232 stupňov Celzia | 0.867 |
Dôsledok je skôr praktický ako teoretický: ak je linka navrhnutá na prevádzku pri 200 stupňoch Celzia, prípustné napätie klesne asi o desať percent v porovnaní s okolitými podmienkami a hrúbka steny sa musí zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť. Potrubné potrubie z uhlíkovej ocele sa nepoužíva na trvalé tečenie-obmedzené služby a ak projekt potrebuje dlhodobú-prevádzku pri teplotách výrazne nad rozsahom zníženia výkonu, vyberie sa namiesto toho potrubie z chróm-molybdénu alebo austenitickej zliatiny.
Opatrenia na spracovanie, ktoré pomáhajú
Objednajte si rúrky PSL2 tam, kde je dôležitá húževnatosť pri teplote, pretože PSL2 prináša kontrolovanú chémiu, limit pomeru výťažnosti-k-ťahu a povinné testovanie nárazom.
Explicitne špecifikujte podmienku doručenia, ako napríklad-valcované, normalizované alebo termomechanicky valcované, pretože rovnaká akosť sa v každej podmienke správa inak.
Udržujte postup zvárania v teréne v rámci kvalifikovaného rozsahu tepelného príkonu; nadmerný vstup tepla zdrsňuje tepelne-ovplyvnenú oblasť a znižuje húževnatosť, aj keď úroveň pevnosti nie je ovplyvnená.
Zvážte vnútornú povrchovú úpravu alebo výstelku, kde je médium agresívne, pretože slabou stránkou uhlíkovej ocele pri vysokých{0}}teplotách je zvyčajne korózia a usadzovanie, a nie strata pevnosti.
Tiež stojí za to jasne uviesť obmedzenie: zvýšenie obsahu zliatiny v tepelnej úprave L360 alebo pridanie agresívnejšieho tepelného spracovania bude naďalej prinášať malé vylepšenia v zachovaní pevnosti, ale nedokáže premeniť typ potrubia na zliatinu odolnú voči tečeniu. Keď sa konštrukčná teplota dostane za rozsah zníženia výkonu, správnou odpoveďou je zmena špecifikácie materiálu, nie úprava triedy L360.
FAQ
Otázka: Je oceľová rúra L360 vhodná na použitie pri vysokých-teplotách?
Môže sa použiť v rámci teplotných limitov platných pre potrubia, kde je prípustné napätie znížené nad 121 stupňov Celzia; nie je to materiál odolný proti tečeniu-pre trvalé vysoké-teplotné zaťaženie.
Otázka: Skutočne zlepšujú legujúce prvky odolnosť potrubného potrubia voči vysokým-teplotám?
Mikro{0}}legujúce prvky, ako je niób, vanád a titán, zdokonaľujú štruktúru zŕn a zlepšujú zachovanie pevnosti a chróm a molybdén odolávajú oxidácii, ale množstvá povolené v chémii L360 udržiavajú prínos mierny.
Otázka: Zvyšuje tepelné spracovanie využiteľnú teplotu potrubia?
Normalizácia alebo kalenie a popúšťanie zlepšujú rovnováhu pevnosti a húževnatosti a robia štruktúru stabilnejšou, ale nemenia základný fakt, že oceľ je uhlíková-mangánová.
Otázka: Aké zvýšenie hrúbky steny je potrebné pre horúcu prevádzku?
Hrúbka steny vyplýva z prípustného napätia po uplatnení faktora zníženia teploty, takže sa musí pre každú návrhovú teplotu prepočítať a nie odhadnúť.
Otázka: Kedy by sa mal vybrať iný materiál?
Keď návrhová teplota prekročí rozsah, na ktorý sa vzťahuje zníženie výkonu pre potrubné potrubie z uhlíkovej ocele, alebo keď je médium pri teplote korozívne; potom je potrebné špecifikovať rúrku z chróm-molybdénovej zliatiny alebo nehrdzavejúcej ocele.
