Состав 201 Трубы из нержавеющей стали
май 21, 2023
J55 K55 HFW Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области исследований и разработок
июнь 2, 2023
Фоновая технология: Внутренний А335. Стальная труба P91 эквивалентна мартенситной жаропрочной стали 9Cr-1Mo в Китае, характеризуется большим диаметром и толщиной стенки (508×32,54 мм) трубы, В основном используется в электроэнергетике и химической промышленности в качестве паропроводов высокого давления или трубопроводов с подогревом..
Когда A335. Стальные трубы P91 используются в качестве паропроводов высокого давления в химической промышленности, Требуется, чтобы твердость свариваемой стальной трубы, после термообработки, соответствует ASME (Американское общество инженеров-механиков) технические характеристики, со значением твердости по Бринеллю (далее по тексту - твердость) меньше или равно 241HB.
Термическая обработка после сварки в основном направлена на снятие значительного напряжения в зоне сварки, улучшение микроструктуры металла шва и его зоны термического влияния, Превращение закаленного мартенсита в закаленный мартенсит, снижение твердости суставных областей, Повышение ударной вязкости, деформативность, и высокотемпературная выносливость. Сейчас, Процесс термообработки стальных труб включает в себя обертывание нагревателя вокруг сварного шва, утепление его теплоизоляцией, и поддержание температуры 760±10 °C в течение 5 часов.
Зимой в северных регионах, при проведении термообработки на А335. Стальные трубы P91, Низкие температуры, который может упасть до -20 ° C, и сильный ветер может повлиять на термическую обработку, в результате получается значение твердости сварного шва после термообработки примерно 300HB, несоответствие спецификациям ASME. Повышенные значения твердости на сварном шве увеличивают хрупкость, остаточное напряжение, и склонность к растрескиванию. В экстремально холодные зимы, Выполнение термической обработки на больших диаметрах, Толстостенные стальные трубы часто сталкиваются с вышеупомянутыми проблемами, с чрезмерно высокими значениями твердости сварного шва, не может соответствовать спецификациям ASME, и не может гарантировать качество сварного шва.
Содержание изобретения
С целью решения проблемы твердости сварного шва труб большого диаметра из легированной стали А335 и толстостенных труб из легированной стали А335, не соответствующих требованиям спецификации ASME после термообработки в зимний период, В этом изобретении предлагается способ оказания помощи в термической обработке сварных швов труб из легированной стали А335, что может привести к тому, что твердость сварного шва стальной трубы будет соответствовать требованиям спецификации ASME после термообработки, и улучшить качество сварки основного материала.
ASTM A335 МАРКА СТАЛИ
Типы легированной стали, подпадающие под спецификацию ASTM A335 - ASME SA335, разработаны с префиксом «P», от P5 до P92. Марки P11/P22 и P91/92 обычно встречаются на электростанциях, тогда как марки P5 и P9 более распространены для применения в нефтехимической промышленности. В списке есть классы P9 и P91, чем дороже (бесшовная труба P91 может стоить около 5 евро за кг.).
| ASTM A335 Низколегированная сталь (Сорта) |
США эквивалент |
C≤ | MN | Р ≤ | S≤ | Si≤ | CR | МО |
| 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 |
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Низколегированная труба A335 | Номер UNS | Предел текучести ksi | Прочность на растяжение ksi | относительное удлинение % | Rockwell | Бринелл |
| P1 | K11522 | 30 | 55 | 30 | – | – |
| P2 | K11547 | 30 | 55 | 30 | – | – |
| P5 | K41545 | 40 | 70 | 30 | – | 207 Макс. |
| P9 | S50400 | 30 | 60 | 30 | – | – |
| P12 | K11562 | 32 | 60 | 30 | – | 174 Макс. |
| P22 | K21590 | 30 | 60 | 30 | – | – |
| P91 | K91560 | 60 | 85 | 20 | – | – |
Способ оказания помощи в термической обработке сварных швов труб из легированной стали А335 в данном изобретении включает следующие этапы:
(1) Оберните нагреватель вокруг сварного шва;
(2) Для сварных швов длинного сечения труб: Оберните обогреватель в нужном положении 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва на стальной трубе, и используйте теплоизоляционный материал, чтобы обернуть всю стальную трубу;
(3) Для коротких сварных швов труб и колен: Используйте теплоизоляционный материал, чтобы обернуть всю стальную трубу;
(4) Приступаем к термической обработке стальной трубы, контроль температуры на сварном шве до 760±10°C в процессе термообработки, и время термообработки составляет 5 часов; в процессе термообработки, для сварных швов длинного сечения труб, нагреватель на расстоянии 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва, будет контролировать температуру трубы из легированной стали A335, обернутой нагревателем, до 200-300 ° C до завершения термообработки.
В вышеупомянутых шагах (2) а также (3), толщина теплоизоляционного материала, обернутого вокруг трубы из легированной стали A335, составляет 200-250 мм.
На вышеупомянутом шаге (4), Метод также включает использование инфракрасного термометра для измерения температуры изоляционного материала на сварном шве. Если температура внешнего слоя изоляционного материала выше 40 °C, Будет обернут еще один слой изоляционного материала.
Метод также включает в себя шаг (5): После завершения термической обработки, когда температура изоляционного материала падает ниже 20°C, Удалите изоляционный материал.
Упомянутый нагреватель представляет собой электрический нагревательный лист.
Упомянутый изоляционный материал - хлопок из силиката алюминия.
Изобретатель установил в эксперименте, что в процессе термообработки стальных труб большого диаметра и толстостенных, Мало того, что температура на сварном шве высока, Но температура на позиции 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва на стальной трубе, также велико, до 109°C. Это указывает на то, что между сварным швом и положением происходит значительная теплопередача 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва, и рассеивание тепла стальной трубы быстрое. В существующих методах, Для позиции нет никаких защитных мер 550-700 мм от сварного шва на стальной трубе. К тому же, во время зимнего строительства, температура может упасть до -20°C, И есть сильные ветры. Эти внешние факторы влияют на температуру позиции
550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва на стальной трубе, что в свою очередь влияет на температуру на сварном шве, в конечном итоге влияет на значение твердости сварного шва после термообработки.
Способ данного изобретения также оборачивает нагреватель в определенном положении 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва на стальной трубе, чтобы обеспечить температурную компенсацию положения 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва, и контролирует температуру на позиции 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва, до 200-300°С. По сравнению с существующими методами, Это уменьшает теплообмен между сварным швом и положением 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва на стальной трубе, и значительно снижает влияние температуры и других факторов на температуру в сварном шве через положение 550-700 мм от нагревателя, обернутого вокруг сварного шва на стальной трубе. Это замедляет скорость рассеивания тепла стальной трубой, обеспечивает температуру стальной трубы в процессе термообработки, улучшает качество термической обработки, и использует способ данного изобретения для термической обработки стальной трубы. Значение твердости на сварном шве меньше или равно 241HB, который соответствует требованиям спецификации ASME. В способе данного изобретения также используется теплоизоляционный материал для обертывания всей стальной трубы, дальнейшее снижение влияния температуры и других факторов на температуру на сварном шве.
Прилагаемое пояснение к рисунку
Тем временем 1 представляет собой принципиальную схему термической обработки сварного шва длинного сечения трубы с использованием способа настоящего изобретения;
Тем временем 2 представляет собой принципиальную схему термической обработки сварного шва короткой трубы и колена с использованием способа настоящего изобретения.
Конкретная реализация
Способ настоящего изобретения представлен ниже в сочетании с
Представьте способ настоящего изобретения ниже в сочетании с прилагаемым чертежом..
Вариант первый:
(1) Оберните лист электрического нагрева на сварной шов стальной трубы, и оберните изоляционный хлопок снаружи электрического нагревательного листа;
(2) Как показано на рисунке 1, направление, указанное стрелкой на рисунке 1 осталось. Для длинного сварного соединения участка трубы: Расстояние между стальными трубами 10 и электрический нагревательный лист 11 обернутый на сварной шов 12 Это 550 мм. Электрический нагревательный лист 13 и правый электрический нагревательный лист 14, расстояние L от правого края левого электронагревательного листа 13 к левому краю листа электрического нагрева 11 Это 550 миллиметры; Левый край правого электрического нагревательного листа 14 находится к правому краю электрического нагревательного листа 11 Расстояние L равно 550 мм; и стальная труба 10 полностью обернута алюмосиликатной теплоизоляционной ватой, и толщина алюмосиликатного теплоизоляционного хлопка составляет 200 мм; в чем, Диаметр левого электронагревательного листа 13 и правильный электрический нагревательный лист 14 то же самое, что и у стальной трубы 10 Сотрудничать, иметь возможность обернуть круг сварного шва из стальной трубы 10;
(3) Как показано на рисунке 2, для сварного соединения короткой трубы 15 и локоть 16: Оберните нагревательный трос 17 на локте 16, Используйте алюминиевый силикатный изоляционный хлопок, чтобы полностью обернуть стальную трубу, то есть, Оберните короткую трубу 15 и локоть Голова 16 полностью завернута, и толщина хлопка из алюмосиликатной изоляции составляет 200 мм;
(4) Приступаем к термообработке стальной трубы. В процессе термообработки, температура на сварном шве контролируется на уровне 760°С, и время термообработки составляет 5 часов; Температура стальной трубы 10 обернутый электрическим нагревателем, поддерживается до температуры 200 ° C. Используйте правильный электрический обогреватель 14 для контроля температуры стальной трубы 10 обернутый электронагревателем до 200°C до окончания термообработки; Обернутый электрический нагреватель 11 находится на расстоянии 550 мм для температурной компенсации, что снижает влияние факторов окружающей среды, таких как температура воздуха и сильный ветер, на температуру сварного шва 12 на расстоянии 550 мм от электронагревателя 11, замедление температуры стальной трубы. 10 Скорость охлаждения;
В процессе термообработки, Используйте инфракрасный термометр для измерения температуры изоляционного хлопка из алюмосиликата при 12 места сварного шва. Если температура самого внешнего слоя алюмосиликатного изоляционного хлопка выше 40 °C, Оберните еще один слой алюмосиликатной изоляционной ваты. Утеплитель хлопок;
(5) После термической обработки, температура сварочного шва упала до 300°С, и стальная труба 10 дали остыть естественным путем, и когда температура изоляционной ваты из силиката алюминия упала ниже 20 °C, Алюминиевая силикатная изоляционная вата была удалена.
Вариант второй:
(1) Оберните лист электрического нагрева на сварной шов стальной трубы, и оберните изоляционный хлопок снаружи электрического нагревательного листа;
(2) Как показано на рисунке 1, направление, указанное стрелкой на рисунке 1 осталось. Для длинного сварного соединения участка трубы: Расстояние между стальными трубами 10 и электрический нагревательный лист 11 обернутый на сварной шов 12 Это 600 мм. Электрический нагревательный лист 13 и правый электрический нагревательный лист 14, расстояние L от правого края левого электронагревательного листа 13 к левому краю листа электрического нагрева 11 Это 600 миллиметры; Левый край правого электрического нагревательного листа 14 находится к правому краю электрического нагревательного листа 11 Расстояние L равно 600 мм; и стальная труба 10 полностью обернута алюмосиликатной теплоизоляционной ватой, и толщина алюмосиликатного теплоизоляционного хлопка составляет 220 мм; в чем, Диаметр левого электронагревательного листа 13 и правильный электрический нагревательный лист 14 то же самое, что и у стальной трубы 10 Сотрудничать, иметь возможность обернуть круг сварного шва из стальной трубы 10;
(3) Как показано на рисунке 2, для сварного соединения короткой трубы 15 и локоть 16: Оберните нагревательный трос 17 на локте 16, Используйте алюминиевый силикатный изоляционный хлопок, чтобы полностью обернуть стальную трубу, то есть, Оберните короткую трубу 15 и локоть Голова 16 полностью завернута, и толщина хлопка из алюмосиликатной изоляции составляет 220 мм;
(4) Приступаем к термообработке стальной трубы. В процессе термообработки, температура на сварном шве контролируется на уровне 765°C, и время термообработки составляет 5 часов; Температура стальной трубы 10 обернутый электрическим нагревательным листом, поддерживается при температуре 250 °C, и температура стальной трубы 10 обернутый электрическим нагревательным листом 14 контролируется до 250 ° C с помощью правильного электрического нагревательного листа 14 до тех пор, пока не будет завершена термическая обработка; для замедления скорости рассеивания тепла стальной трубы 10;
В процессе термообработки, Используйте инфракрасный термометр для измерения температуры изоляционного хлопка из алюмосиликата при 12 места сварного шва. Если температура самого внешнего слоя алюмосиликатного изоляционного хлопка выше 40 °C, Оберните еще один слой алюмосиликатной изоляционной ваты. Утеплитель хлопок;
(5) После термической обработки, температура сварочного шва упала до 300°С, и стальная труба 10 дали остыть естественным путем, и когда температура изоляционной ваты из силиката алюминия упала ниже 20 °C, Алюминиевая силикатная изоляционная вата была удалена.
Вариант третий:
(1) Оберните лист электрического нагрева на сварной шов стальной трубы, и оберните изоляционный хлопок снаружи электрического нагревательного листа;
(2) Как показано на рисунке 1, направление, указанное стрелкой на рисунке 1 осталось. Для длинного сварного соединения участка трубы: Расстояние между стальными трубами 10 и электрический нагревательный лист 11 обернутый на сварной шов 12 Это 750 мм. Электрический нагревательный лист 13 и правый электрический нагревательный лист 14, расстояние L от правого края левого электронагревательного листа 13 к левому краю листа электрического нагрева 11 Это 750 миллиметры; Левый край правого электрического нагревательного листа 14 находится к правому краю электрического нагревательного листа 11 Расстояние L равно 750 мм; и стальная труба 10 полностью обернута алюминиево-силикатным изоляционным хлопком, и толщина хлопка из алюмосиликатной изоляции составляет 250 мм; в чем, Диаметр левого электронагревательного листа 13 и правильный электрический нагревательный лист 14 то же самое, что и у стальной трубы 10 Сотрудничать, иметь возможность обернуть круг сварного шва из стальной трубы 10;
(3) Как показано на рисунке 2, для сварного соединения короткой трубы 15 и локоть 16: Оберните нагревательный трос 17 на локте 16, Используйте алюминиевый силикатный изоляционный хлопок, чтобы полностью обернуть стальную трубу, то есть, Оберните короткую трубу 15 и локоть Голова 16 полностью завернута, а толщина хлопка из алюмосиликатной изоляции составляет 250 мм;
(4) Приступаем к термообработке стальной трубы. В процессе термообработки, температура на сварном шве контролируется на уровне 770°С, и время термообработки составляет 5 часов; Температура стальной трубы 10 обернутый электрическим нагревательным листом, поддерживается при температуре 300 °C, и температура стальной трубы 10 обернутый электрическим нагревательным листом 14 контролируется до 300 ° C с помощью правильного электрического нагревательного листа 14 до тех пор, пока не будет завершена термическая обработка; для замедления скорости рассеивания тепла стальной трубы 10;
В процессе термообработки, Используйте инфракрасный термометр для измерения температуры изоляционного хлопка из алюмосиликата при 12 места сварного шва. Если температура самого внешнего слоя алюмосиликатного изоляционного хлопка выше 40 °C, Оберните еще один слой алюмосиликатной изоляционной ваты. Утеплитель хлопок;
(5) После термической обработки, температура сварочного шва упала до 300°С, и стальная труба 10 дали остыть естественным путем, и когда температура изоляционной ваты из силиката алюминия упала ниже 20 °C, Алюминиевая силикатная изоляционная вата была удалена.
Использование способа настоящего изобретения уменьшает теплообмен между сварным швом и электрическим нагревательным листом, обернутым на стальную трубу на расстоянии 550-700 мм от сварного шва, а также значительно снижает влияние температуры воздуха и других факторов на температуру сварного шва. Влияние, замедлить скорость рассеивания тепла стальной трубы, Обеспечьте температуру стальной трубы в процессе термообработки, улучшить качество термической обработки, Используйте способ настоящего изобретения для проведения термической обработки стальной трубы, значение твердости сварного шва меньше или равно 241HB, соответствовать требованиям спецификации ASME. В способе настоящего изобретения также используется теплоизоляционный материал для полного обертывания стальной трубы, что еще больше снижает влияние температуры воздуха и других факторов на температуру сварного шва.
Сравнительный пример первый
(1) Оберните лист электронагрева в сварочном шве, и оберните изоляционный хлопок снаружи электрического нагревательного листа;
(2) Приступаем к термообработке стальной трубы. В процессе термообработки, температура на сварном шве контролируется на уровне 765°С., и время термообработки составляет 5 часов.
Таблица 1 Ниже приведено сравнение данных значения твердости на сварном шве после метода термообработки сравнительного примера 1 и методы примера 1, пример 2 и пример 3 завершены.
Таблица 1
Об этом можно сделать вывод из табл. 1 что стальная труба подвергается термообработке методом сравнительного примера 1. После завершения термической обработки, 5 Точки выбираются на сварном шве. Значения твердости 5 баллов 299HB, 311HB, 317HB, 291HB, 294HB, а также 5 Все значения твердости точек превышают 241HB, которые не могут соответствовать требованиям стандарта ASME; с использованием способа второго варианта осуществления, После завершения термической обработки, 5 Точки выбираются на сварном шве, и значения твердости 5 баллов соответственно 200HB, 215HB, 218HB, и 222HB , 217HB, значения твердости 5 все баллы меньше 241HB, который соответствует требованиям спецификации ASME; с использованием способа воплощения 1 и воплощение 3, значение твердости сварного шва после термической обработки также меньше 241HB, который соответствует требованиям спецификации ASME.
