Composizione di 201 Tubi in acciaio inox
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Tecnologia di base: A335 nazionale. Il tubo d'acciaio P91 è equivalente all'acciaio martensitico resistente al calore 9Cr-1Mo in Cina, caratterizzato da grande diametro e pareti spesse (508×32,54 millimetri) tubi, Utilizzato principalmente nella produzione di energia e nell'industria chimica come condotte a vapore ad alta pressione o tubazioni di sezione di riscaldamento.
Quando A335. I tubi in acciaio P91 sono utilizzati come condotte di vapore ad alta pressione nell'industria chimica, è richiesto che la durezza del tubo di acciaio saldato, dopo il trattamento termico, conforme all'ASME (Società americana degli ingegneri meccanici) specifiche, con un valore di durezza Brinell (di seguito denominata durezza) minore o uguale a 241HB.
Il trattamento termico post-saldatura è principalmente finalizzato ad alleviare notevoli sollecitazioni nell'area saldata, migliorare la microstruttura del metallo saldato e la sua zona termicamente alterata, Trasformazione della martensite temprata in martensite temperata, ridurre la durezza delle regioni comuni, Migliorare la tenacità, deformabilità, e resistenza alle alte temperature. Attualmente, Il processo di trattamento termico per i tubi in acciaio comporta l'avvolgimento di un riscaldatore attorno al cordone di saldatura, isolandolo con isolamento termico, e mantenendo una temperatura di 760±10°C per 5 ore.
Durante l'inverno nelle regioni settentrionali, quando si esegue il trattamento termico sull'A335. Tubi in acciaio P91, le basse temperature, che può scendere fino a -20°C, e forti venti possono influire sul trattamento termico, con conseguente valore di durezza di circa 300HB per il cordone di saldatura dopo il trattamento termico, mancato rispetto delle specifiche ASME. Elevati valori di durezza sul cordone di saldatura aumentano la fragilità, tensione residua, e suscettibilità al cracking. In inverni estremamente freddi, esecuzione di trattamenti termici su grandi diametri, I tubi in acciaio a pareti spesse incontrano spesso i problemi di cui sopra, con valori di durezza eccessivamente elevati per il cordone di saldatura, impossibile soddisfare le specifiche ASME, e incapace di garantire la qualità della saldatura.
Contenuto dell'invenzione
Al fine di risolvere il problema della durezza del cordone di saldatura di tubi in acciaio legato A335 di grande diametro e tubi in acciaio legato A335 a pareti spesse che non soddisfano i requisiti delle specifiche ASME dopo il trattamento termico in inverno, questa invenzione propone un metodo per assistere il trattamento termico delle saldature di tubi in acciaio legato A335, che può rendere la durezza del cordone di saldatura del tubo d'acciaio conforme ai requisiti delle specifiche ASME dopo il trattamento termico, e migliorare la qualità della saldatura del materiale di base.
GRADO DI ACCIAIO ASTM A335
I tipi di acciaio legato coperti dalla specifica ASTM A335 – ASME SA335 sono progettati con un prefisso "P", dal P5 al P92. I gradi P11/P22 e P91/92 si trovano tipicamente nelle centrali elettriche, che i gradi P5 e P9 sono più comuni per l'applicazione nell'industria petrolchimica. I gradi P9 e P91 sono nell'elenco, il più costoso (un tubo senza saldatura P91 può costare circa 5 € al kg.).
| ASTM A335 Acciaio bassolegato (Gradi) |
Stati Uniti equivalente |
C≤ | MN | P≤ | S≤ | Si≤ | CR | Mo |
| P1 | K11522 | 0.10~ 0.20 | 0.30~ 0.80 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0,50 | – | 0.44~ 0.65 |
| P2 | K11547 | 0.10~ 0.20 | 0.30~ 0.61 | 0.025 | 0.025 | 0.10~ 0.30 | 0.50~0,81 | 0.44~ 0.65 |
| P5 | K41545 | 0.15 | 0.30~ 0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6,00 | 0.44~ 0.65 |
| P5B | K51545 | 0.15 | 0.30~ 0.60 | 0.025 | 0.025 | 1.00~2,00 | 4.00~6,00 | 0.44~ 0.65 |
| P5C | K41245 | 0.12 | 0.30~ 0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6,00 | 0.44~ 0.65 |
| P9 | S50400 | 0.15 | 0.30~ 0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1,00 | 8.00~10,00 | 0.44~ 0.65 |
| P12 | K11562 | 0.05~ 0.15 | 0.30~ 0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 0.80~ 1.25 | 0.44~ 0.65 |
| P22 | K21590 | 0.05~ 0.15 | 0.30~ 0.60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 1.90~ 2.60 | 0.87~ 1.13 |
| P91 | K91560 | 0.08~ 0.12 | 0.30~ 0.60 | 0.02 | 0.01 | 0.20~0,50 | 8.00~9,50 | 0.85~ 1.05 |
| P92 | K92460 | 0.07~ 0.13 | 0.30~ 0.60 | 0.02 | 0.01 | 0.5 | 8.50~9,50 | 0.30~ 0.60 |
PROPRIETÀ MECCANICHE
| A335 Tubo a bassa lega | Numero UNS | Limite di snervamento ksi | Resistenza alla trazione ksi | Allungamento % | Rockwell | Brinell |
| P1 | K11522 | 30 | 55 | 30 | – | – |
| P2 | K11547 | 30 | 55 | 30 | – | – |
| P5 | K41545 | 40 | 70 | 30 | – | 207 Max |
| P9 | S50400 | 30 | 60 | 30 | – | – |
| P12 | K11562 | 32 | 60 | 30 | – | 174 Max |
| P22 | K21590 | 30 | 60 | 30 | – | – |
| P91 | K91560 | 60 | 85 | 20 | – | – |
Il metodo per assistere il trattamento termico delle saldature di tubi in acciaio legato A335 in questa invenzione include i seguenti passaggi:
(1) Avvolgere un riscaldatore attorno al cordone di saldatura;
(2) Per saldature di sezioni di tubi lunghi: Avvolgere un riscaldatore in una posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura sul tubo di acciaio, e utilizzare materiale isolante termico per avvolgere l'intero tubo d'acciaio;
(3) Per saldature corte di tubi e gomiti: utilizzare materiale isolante termico per avvolgere l'intero tubo d'acciaio;
(4) Avviare il trattamento termico del tubo d'acciaio, controllo della temperatura al cordone di saldatura a 760±10°C durante il processo di trattamento termico, e il tempo di trattamento termico è 5 ore; durante il processo di trattamento termico, per saldature di sezioni di tubi lunghi, il riscaldatore a una distanza di 550-700 mm dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura controllerà la temperatura del tubo di acciaio legato A335 avvolto dal riscaldatore a 200-300 ° C fino al completamento del trattamento termico.
Nei passaggi sopra citati (2) e (3), lo spessore del materiale isolante termico avvolto attorno al tubo di acciaio legato A335 è 200-250 mm.
Nel passaggio di cui sopra (4), Il metodo include anche l'utilizzo di un termometro a infrarossi per misurare la temperatura del materiale isolante sul cordone di saldatura. Se la temperatura dello strato più esterno del materiale isolante è superiore a 40°C, Un altro strato di materiale isolante sarà avvolto.
Il metodo include anche il passaggio (5): al termine del trattamento termico, quando la temperatura del materiale isolante scende al di sotto dei 20°C, rimuovere il materiale isolante.
Il riscaldatore menzionato è un foglio riscaldante elettrico.
Il materiale isolante menzionato è il cotone isolante in silicato di alluminio.
L'inventore ha scoperto nell'esperimento che durante il processo di trattamento termico di tubi di acciaio di grande diametro e pareti spesse, Non solo la temperatura del cordone di saldatura è elevata, ma la temperatura nella posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura sul tubo di acciaio è anche alto, fino a 109°C. Ciò indica che esiste un significativo trasferimento di calore tra il cordone di saldatura e la posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura, e la dissipazione del calore del tubo d'acciaio è rapida. Nei metodi esistenti, non ci sono misure di protezione per la posizione 550-700 mm di distanza dal cordone di saldatura sul tubo di acciaio. Inoltre, durante la costruzione invernale, la temperatura può scendere fino a -20°C, e ci sono forti venti. Questi fattori esterni influenzano la temperatura della posizione
550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura sul tubo di acciaio, che a sua volta influisce sulla temperatura del cordone di saldatura, in ultima analisi, influisce sul valore di durezza del cordone di saldatura dopo il trattamento termico.
Il metodo di questa invenzione avvolge anche un riscaldatore in una posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura sul tubo di acciaio per fornire una compensazione della temperatura per la posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura, e controlla la temperatura nella posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura a 200-300°C. Rispetto ai metodi esistenti, Ciò riduce il trasferimento di calore tra il cordone di saldatura e la posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura sul tubo di acciaio, e riduce notevolmente l'impatto della temperatura e di altri fattori sulla temperatura del cordone di saldatura attraverso la posizione 550-700 mm di distanza dal riscaldatore avvolto attorno al cordone di saldatura sul tubo di acciaio. Questo rallenta la velocità di dissipazione del calore del tubo di acciaio, assicura la temperatura del tubo di acciaio durante il processo di trattamento termico, migliora la qualità del trattamento termico, e utilizza il metodo di questa invenzione per il trattamento termico del tubo di acciaio. Il valore di durezza del cordone di saldatura è inferiore o uguale a 241HB, che soddisfa i requisiti delle specifiche ASME. Il metodo di questa invenzione utilizza anche materiale isolante termico per avvolgere l'intero tubo d'acciaio, ridurre ulteriormente l'impatto della temperatura e di altri fattori sulla temperatura del cordone di saldatura.
Spiegazione della figura allegata
Figura 1 è un diagramma schematico del trattamento termico del cordone di saldatura di una lunga sezione di tubo utilizzando il metodo di questa invenzione;
Figura 2 è un diagramma schematico del trattamento termico del cordone di saldatura di un tubo corto e di un gomito utilizzando il metodo di questa invenzione.
Attuazione specifica
Il metodo di questa invenzione è introdotto di seguito in concomitanza con il
Introdurre il metodo della presente invenzione di seguito in combinazione con il disegno di accompagnamento.
Incarnazione uno:
(1) Avvolgere la lamiera riscaldante elettrica alla saldatura del tubo di acciaio, e avvolgere il cotone isolante all'esterno del foglio riscaldante elettrico;
(2) Come mostrato nella figura 1, la direzione indicata dalla freccia in Figura 1 è rimasto. Per il giunto di saldatura lungo della sezione del tubo: la distanza tra il tubo d'acciaio 10 e il termotreno elettrico 11 avvolto alla saldatura 12 è 550 mm. Termofoglio elettrico 13 e lamiera riscaldante elettrica destra 14, la distanza L dal bordo destro della lamiera riscaldante elettrica sinistra 13 sul bordo sinistro della lamiera riscaldante elettrica 11 è 550 millimetri; Il bordo sinistro della lamiera riscaldante elettrica destra 14 si trova sul bordo destro della lamiera riscaldante elettrica 11 La distanza L è 550 mm; e il tubo di acciaio 10 è completamente avvolto con silicato di alluminio cotone isolante termico, e lo spessore del cotone isolante termico in silicato di alluminio è 200 mm; in cui, il diametro del foglio riscaldante elettrico sinistro 13 e la giusta lamiera elettrica 14 è uguale a quello del tubo d'acciaio 10 Cooperare, per essere in grado di avvolgere un cerchio di cordone di saldatura di tubo d'acciaio 10;
(3) Come mostrato nella figura 2, per il giunto di saldatura del tubo corto 15 e il gomito 16: avvolgere la corda riscaldante 17 sul gomito 16, Utilizzare cotone isolante in silicato di alluminio per avvolgere completamente il tubo d'acciaio, questo è, Avvolgere il tubo corto 15 e il gomito La testa 16 è completamente avvolto, e lo spessore del cotone isolante in silicato di alluminio è 200 mm;
(4) Inizia a trattare termicamente il tubo d'acciaio. Durante il processo di trattamento termico, la temperatura al cordone di saldatura è controllata a 760°C, e il tempo di trattamento termico è 5 ore; La temperatura del tubo d'acciaio 10 avvolto dal riscaldatore elettrico è controllato per essere 200 ° C. Usa il riscaldatore elettrico giusto 14 per controllare la temperatura del tubo d'acciaio 10 avvolto dal riscaldatore elettrico a 200°C fino al termine del trattamento termico; La stufa elettrica avvolta 11 è a una distanza di 550 mm per la compensazione della temperatura, che riduce l'influenza di fattori ambientali come la temperatura dell'aria e il forte vento sulla temperatura della saldatura 12 a distanza di 550 mm dal riscaldatore elettrico 11, rallentamento della temperatura del tubo d'acciaio. 10 velocità di raffreddamento;
Durante il processo di trattamento termico, Utilizzare un termometro a infrarossi per misurare la temperatura del cotone isolante in silicato di alluminio a 12 Luoghi della saldatura. Se la temperatura dello strato più esterno di isolante in silicato di alluminio cotone è superiore a 40°C, Avvolgere un altro strato di cotone isolante in silicato di alluminio. Cotone isolante;
(5) Dopo il trattamento termico, la temperatura del cordone di saldatura è scesa a 300°C, e il tubo di acciaio 10 è stato lasciato raffreddare naturalmente, e quando la temperatura della lana isolante in silicato di alluminio è scesa sotto i 20°C, La lana isolante in silicato di alluminio è stata rimossa.
Incarnazione due:
(1) Avvolgere la lamiera riscaldante elettrica alla saldatura del tubo di acciaio, e avvolgere il cotone isolante all'esterno del foglio riscaldante elettrico;
(2) Come mostrato nella figura 1, la direzione indicata dalla freccia in Figura 1 è rimasto. Per il giunto lungo saldato della sezione del tubo: la distanza tra il tubo d'acciaio 10 e il termotreno elettrico 11 avvolto alla saldatura 12 è 600 mm. Termofoglio elettrico 13 e lamiera riscaldante elettrica destra 14, la distanza L dal bordo destro della lamiera riscaldante elettrica sinistra 13 sul bordo sinistro della lamiera riscaldante elettrica 11 è 600 millimetri; Il bordo sinistro della lamiera riscaldante elettrica destra 14 si trova sul bordo destro della lamiera riscaldante elettrica 11 La distanza L è 600 mm; e il tubo di acciaio 10 è completamente avvolto con silicato di alluminio cotone isolante termico, e lo spessore del cotone isolante termico in silicato di alluminio è 220 mm; in cui, il diametro del foglio riscaldante elettrico sinistro 13 e la giusta lamiera elettrica 14 è uguale a quello del tubo d'acciaio 10 Cooperare, per essere in grado di avvolgere un cerchio di cordone di saldatura di tubo d'acciaio 10;
(3) Come mostrato nella figura 2, per il giunto di saldatura del tubo corto 15 e il gomito 16: avvolgere la corda riscaldante 17 sul gomito 16, Utilizzare cotone isolante in silicato di alluminio per avvolgere completamente il tubo d'acciaio, questo è, Avvolgere il tubo corto 15 e il gomito La testa 16 è completamente avvolto, e lo spessore del cotone isolante in silicato di alluminio è 220 mm;
(4) Inizia a trattare termicamente il tubo d'acciaio. Durante il processo di trattamento termico, la temperatura al cordone di saldatura è controllata a 765°C, e il tempo di trattamento termico è 5 ore; La temperatura del tubo d'acciaio 10 avvolto dal foglio riscaldante elettrico è controllato a 250 ° C, e la temperatura del tubo d'acciaio 10 avvolto dal telo riscaldante elettrico 14 è controllato a 250 ° C utilizzando la giusta lamiera elettrica 14 fino al completamento del trattamento termico; per rallentare la velocità di dissipazione del calore del tubo di acciaio 10;
Durante il processo di trattamento termico, Utilizzare un termometro a infrarossi per misurare la temperatura del cotone isolante in silicato di alluminio a 12 Luoghi della saldatura. Se la temperatura dello strato più esterno di isolante in silicato di alluminio cotone è superiore a 40°C, Avvolgere un altro strato di cotone isolante in silicato di alluminio. Cotone isolante;
(5) Dopo il trattamento termico, la temperatura del cordone di saldatura è scesa a 300°C, e il tubo di acciaio 10 è stato lasciato raffreddare naturalmente, e quando la temperatura della lana isolante in silicato di alluminio è scesa sotto i 20°C, La lana isolante in silicato di alluminio è stata rimossa.
Incarnazione tre:
(1) Avvolgere la lamiera riscaldante elettrica alla saldatura del tubo di acciaio, e avvolgere il cotone isolante all'esterno del foglio riscaldante elettrico;
(2) Come mostrato nella figura 1, la direzione indicata dalla freccia in Figura 1 è rimasto. Per il giunto di saldatura lungo della sezione del tubo: la distanza tra il tubo d'acciaio 10 e il termotreno elettrico 11 avvolto alla saldatura 12 è 750 mm. Termofoglio elettrico 13 e lamiera riscaldante elettrica destra 14, la distanza L dal bordo destro della lamiera riscaldante elettrica sinistra 13 sul bordo sinistro della lamiera riscaldante elettrica 11 è 750 millimetri; Il bordo sinistro della lamiera riscaldante elettrica destra 14 si trova sul bordo destro della lamiera riscaldante elettrica 11 La distanza L è 750 mm; e il tubo di acciaio 10 è completamente avvolto con cotone isolante in silicato di alluminio, e lo spessore del cotone isolante in silicato di alluminio è 250 mm; in cui, il diametro del foglio riscaldante elettrico sinistro 13 e la giusta lamiera elettrica 14 è uguale a quello del tubo d'acciaio 10 Cooperare, per essere in grado di avvolgere un cerchio di cordone di saldatura di tubo d'acciaio 10;
(3) Come mostrato nella figura 2, per il giunto di saldatura del tubo corto 15 e il gomito 16: avvolgere la corda riscaldante 17 sul gomito 16, Utilizzare cotone isolante in silicato di alluminio per avvolgere completamente il tubo d'acciaio, questo è, Avvolgere il tubo corto 15 e il gomito La testa 16 è completamente avvolto, e lo spessore del cotone isolante in silicato di alluminio è di 250 mm;
(4) Inizia a trattare termicamente il tubo d'acciaio. Durante il processo di trattamento termico, la temperatura al cordone di saldatura è controllata a 770°C, e il tempo di trattamento termico è 5 ore; La temperatura del tubo d'acciaio 10 avvolto dal foglio riscaldante elettrico è controllato per essere 300 ° C, e la temperatura del tubo d'acciaio 10 avvolto dal telo riscaldante elettrico 14 è controllato a 300 ° C utilizzando la giusta piastra riscaldante elettrica 14 fino al completamento del trattamento termico; per rallentare la velocità di dissipazione del calore del tubo di acciaio 10;
Durante il processo di trattamento termico, Utilizzare un termometro a infrarossi per misurare la temperatura del cotone isolante in silicato di alluminio a 12 Luoghi della saldatura. Se la temperatura dello strato più esterno di isolante in silicato di alluminio cotone è superiore a 40°C, Avvolgere un altro strato di cotone isolante in silicato di alluminio. Cotone isolante;
(5) Dopo il trattamento termico, la temperatura del cordone di saldatura è scesa a 300°C, e il tubo di acciaio 10 è stato lasciato raffreddare naturalmente, e quando la temperatura della lana isolante in silicato di alluminio è scesa sotto i 20°C, La lana isolante in silicato di alluminio è stata rimossa.
Utilizzando il metodo della presente invenzione si riduce il trasferimento di calore tra il cordone di saldatura e la lamiera riscaldante elettrica avvolta nel tubo di acciaio ad una distanza di 550-700 mm dal cordone di saldatura, e riduce notevolmente l'influenza della temperatura dell'aria e di altri fattori sulla temperatura del cordone di saldatura. Influenza, rallentare la velocità di dissipazione del calore del tubo d'acciaio, garantire la temperatura del tubo di acciaio nel processo di trattamento termico, migliorare la qualità del trattamento termico, utilizzare il metodo della presente invenzione per eseguire il trattamento termico al tubo di acciaio, il valore di durezza del cordone di saldatura è inferiore o uguale a 241HB, soddisfare i requisiti di specifica di ASME. Il metodo della presente invenzione utilizza anche materiale termoisolante per avvolgere completamente il tubo di acciaio, che riduce ulteriormente l'influenza della temperatura dell'aria e di altri fattori sulla temperatura della saldatura.
Esempio comparativo uno
(1) Avvolgere il foglio riscaldante elettrico sul cordone di saldatura, e avvolgere il cotone isolante all'esterno del foglio riscaldante elettrico;
(2) Inizia a trattare termicamente il tubo d'acciaio. Durante il processo di trattamento termico, la temperatura al cordone di saldatura è controllata a 765° C., e il tempo di trattamento termico è 5 ore.
tavolo 1 Di seguito è riportato un confronto dei dati del valore di durezza alla saldatura dopo il metodo di trattamento termico di Esempio comparativo 1 e i metodi di esempio 1, Esempio 2 ed esempio 3 sono completati.
tavolo 1
Si può concludere dalla tabella 1 che il tubo di acciaio è trattato termicamente utilizzando il metodo dell'esempio comparativo 1. Al termine del trattamento termico, 5 I punti vengono selezionati in corrispondenza della saldatura. I valori di durezza del 5 i punti sono 299HB, 311HB, 317HB, 291HB, 294HB, e 5 I valori di durezza dei punti sono tutti superiori a 241HB, che non possono soddisfare i requisiti dello standard ASME; Usando il metodo dell'incarnazione due, al termine del trattamento termico, 5 I punti vengono selezionati in corrispondenza della saldatura, e i valori di durezza del 5 i punti sono rispettivamente 200HB, 215HB, 218HB, e 222HB , 217HB, i valori di durezza di 5 i punti sono tutti inferiori a 241HB, che soddisfa i requisiti della specifica ASME; Usando il metodo di realizzazione 1 e incarnazione 3, anche il valore di durezza della saldatura dopo il trattamento termico è inferiore a 241HB, che soddisfa i requisiti delle specifiche di ASME.
