Một công nghệ mới: A335 Hợp kim thép ống hàn khớp Xử lý nhiệt

Thành phần của 201 Ống thép không gỉ

có thể 21, 2023

J55 K55 HFW dầu vỏ ống Nghiên cứu và phát triển Tình trạng và triển vọng

tháng sáu 2, 2023

ASTM A335 Gr. P5 P9 P11 P12 P21 P22 P91 ống thép liền mạch Hợp kim thấp A335 P5 ống thép

Công nghệ nền: Ống thép A335.P91 trong nước tương đương thép chịu nhiệt martensitic 9Cr-1Mo của Trung Quốc, đặc trưng bởi đường kính lớn và thành dày (508×32,54mm) ống, chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất điện và hóa chất như đường ống dẫn hơi nước áp suất cao hoặc đường ống hâm nóng.

Khi ống thép A335.P91 được sử dụng làm đường ống dẫn hơi nước áp suất cao trong ngành hóa chất, yêu cầu độ cứng của ống thép hàn, sau khi xử lý nhiệt, tuân thủ ASME (Hội Kỹ sư cơ khí Mỹ) thông số kỹ thuật, với giá trị độ cứng Brinell (sau đây gọi là độ cứng) nhỏ hơn hoặc bằng 241HB.

Việc xử lý nhiệt sau hàn chủ yếu nhằm mục đích giảm bớt ứng suất đáng kể ở khu vực hàn., cải thiện cấu trúc vi mô của kim loại mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của nó, chuyển hóa martensite đã tôi thành martensite được tôi luyện, giảm độ cứng của vùng khớp, tăng cường độ dẻo dai, sự biến dạng, và độ bền nhiệt độ cao. hiện nay, Quá trình xử lý nhiệt cho ống thép bao gồm việc quấn một lò sưởi xung quanh đường hàn, cách nhiệt nó bằng vật liệu cách nhiệt, và duy trì nhiệt độ 760 ± 10oC trong 5 giờ.

Vào mùa đông ở các vùng phía Bắc, khi tiến hành xử lý nhiệt trên ống thép A335.P91, nhiệt độ thấp, có thể giảm xuống -20oC, và gió mạnh có thể ảnh hưởng đến quá trình xử lý nhiệt, mang lại giá trị độ cứng khoảng 300HB cho đường hàn sau khi xử lý nhiệt, không đáp ứng các thông số kỹ thuật của ASME. Giá trị độ cứng tăng cao ở đường hàn làm tăng độ giòn, ứng suất dư, và dễ bị nứt. Vào mùa đông cực lạnh, thực hiện xử lý nhiệt trên đường kính lớn, Ống thép thành dày thường gặp phải các vấn đề nêu trên, với giá trị độ cứng quá cao cho đường hàn, không thể đáp ứng thông số kỹ thuật ASME, và không thể đảm bảo chất lượng của mối hàn.

Nội dung phát minh

Để giải quyết vấn đề độ cứng của đường hàn của ống thép hợp kim A335 đường kính lớn và ống thép hợp kim A335 thành dày không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật ASME sau khi xử lý nhiệt vào mùa đông, Sáng chế này đề xuất phương pháp hỗ trợ xử lý nhiệt cho A335 ống thép hợp kim mối hàn, có thể làm cho độ cứng của đường hàn ống thép đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật ASME sau khi xử lý nhiệt, và nâng cao chất lượng hàn vật liệu cơ bản.

Nếu bạn quan tâm đến chúng tôi Ống thép liền mạch,vui lòng liên hệ với tôi ngay lập tức. Để chúng tôi có thể trả lời bạn sớm nhất có thể với chất lượng tốt nhất và giá cả hợp lý.

LỚP THÉP ASTM A335

Các loại thép hợp kim theo tiêu chuẩn ASTM A335 – ASME SA335 được thiết kế có tiền tố “P”, từ P5 đến P92. Cấp P11/P22 và P91/92 thường được tìm thấy trong các nhà máy điện, trong khi đó lớp P5 và P9 phổ biến hơn để ứng dụng trong ngành hóa dầu. Lớp P9 và P91 có trong danh sách, càng đắt (một ống liền mạch P91 có thể có giá khoảng 5 € mỗi kg.).

ASTM A335 Thép hợp kim thấp (lớp)	Mỹ tương đương	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

TÍNH CHẤT CƠ HỌC

Ống hợp kim thấp A335	Số UNS	Sức mạnh năng suất ksi	Độ bền kéo ksi	Kéo dài %	Rockwell	Brinell
P1	K11522	30	55	30	–	–
P2	K11547	30	55	30	–	–
P5	K41545	40	70	30	–	207 tối đa
P9	S50400	30	60	30	–	–
P12	K11562	32	60	30	–	174 tối đa
P22	K21590	30	60	30	–	–
P91	K91560	60	85	20	–	–

Phương pháp hỗ trợ xử lý nhiệt mối hàn ống thép hợp kim A335 trong sáng chế bao gồm các bước sau::

(1) Quấn lò sưởi xung quanh đường hàn;
(2) Đối với mối hàn đoạn ống dài: quấn lò sưởi ở một vị trí 550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn trên ống thép, và sử dụng vật liệu cách nhiệt để bọc toàn bộ ống thép;
(3) Đối với các mối hàn ống ngắn và khuỷu tay: sử dụng vật liệu cách nhiệt để bọc toàn bộ ống thép;
(4) Bắt đầu xử lý nhiệt ống thép, kiểm soát nhiệt độ tại đường hàn đến 760±10oC trong quá trình xử lý nhiệt, và thời gian xử lý nhiệt là 5 giờ; trong quá trình xử lý nhiệt, cho các mối hàn đoạn ống dài, lò sưởi ở khoảng cách 550-700 mm từ lò sưởi quấn quanh đường hàn sẽ kiểm soát nhiệt độ của ống thép hợp kim A335 được bọc bởi lò sưởi đến 200-300oC cho đến khi quá trình xử lý nhiệt hoàn tất.

Trong các bước nói trên (2) và (3), chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt bọc quanh ống thép hợp kim A335 là 200-250 mm.

Ở bước trên (4), phương pháp này cũng bao gồm việc sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ của vật liệu cách nhiệt tại đường hàn. Nếu nhiệt độ của lớp vật liệu cách nhiệt ngoài cùng cao hơn 40oC, một lớp vật liệu cách nhiệt khác sẽ được bọc lại.

Phương pháp này cũng bao gồm bước (5): sau khi xử lý nhiệt xong, khi nhiệt độ của vật liệu cách nhiệt giảm xuống dưới 20oC, loại bỏ vật liệu cách nhiệt.

Máy sưởi được đề cập là một tấm sưởi điện.

Vật liệu cách nhiệt được đề cập là bông cách nhiệt nhôm silicat.

Qua thí nghiệm, tác giả phát hiện thấy trong quá trình xử lý nhiệt ống thép có đường kính lớn và thành dày, nhiệt độ tại đường hàn không chỉ cao, nhưng nhiệt độ tại vị trí 550-700 cách xa mm phần gia nhiệt quấn quanh mối hàn trên ống thép cũng cao, đạt tới 109oC. Điều này cho thấy có sự truyền nhiệt đáng kể giữa đường hàn và vị trí 550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn, và sự tản nhiệt của ống thép nhanh chóng. Trong các phương pháp hiện có, không có biện pháp bảo vệ cho vị trí 550-700 mm cách đường hàn trên ống thép. Ngoài ra, trong quá trình xây dựng mùa đông, nhiệt độ có thể giảm xuống -20oC, và có gió mạnh. Những yếu tố bên ngoài này ảnh hưởng đến nhiệt độ của vị trí

550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn trên ống thép, từ đó ảnh hưởng đến nhiệt độ tại đường hàn, cuối cùng ảnh hưởng đến giá trị độ cứng của đường hàn sau khi xử lý nhiệt.

Phương pháp của sáng chế cũng bọc thiết bị sưởi ở vị trí 550-700 cách xa bộ gia nhiệt mm, quấn quanh đường hàn trên ống thép để bù nhiệt độ cho vị trí 550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn, và điều khiển nhiệt độ tại vị trí 550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn tới 200-300oC. So với các phương pháp hiện có, điều này làm giảm sự truyền nhiệt giữa đường hàn và vị trí 550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn trên ống thép, và làm giảm đáng kể sự ảnh hưởng của nhiệt độ và các yếu tố khác đến nhiệt độ tại đường hàn qua các vị trí 550-700 mm cách xa lò sưởi quấn quanh đường hàn trên ống thép. Điều này làm chậm tốc độ tản nhiệt của ống thép, đảm bảo nhiệt độ của ống thép trong quá trình xử lý nhiệt, cải thiện chất lượng xử lý nhiệt, và sử dụng phương pháp của sáng chế để xử lý nhiệt ống thép. Giá trị độ cứng tại đường hàn nhỏ hơn hoặc bằng 241HB, đáp ứng các yêu cầu đặc điểm kỹ thuật ASME. Phương pháp của sáng chế còn sử dụng vật liệu cách nhiệt để bọc toàn bộ ống thép, giảm hơn nữa tác động của nhiệt độ và các yếu tố khác đến nhiệt độ tại đường hàn.

Giải thích hình ảnh đính kèm

Nhân vật 1 là sơ đồ xử lý nhiệt mối hàn của một đoạn ống dài sử dụng phương pháp của sáng chế;
Nhân vật 2 là sơ đồ xử lý nhiệt mối hàn của ống ngắn và khuỷu tay bằng phương pháp của sáng chế.

Triển khai cụ thể
Phương pháp của sáng chế này được giới thiệu dưới đây kết hợp với

Giới thiệu phương pháp của sáng chế dưới đây kết hợp với bản vẽ kèm theo.
Phương án một:

(1) Quấn tấm sưởi điện tại mối hàn ống thép, và bọc bông cách nhiệt bên ngoài tấm sưởi điện;

(2) Như thể hiện trong hình 1, hướng được chỉ bởi mũi tên trong hình 1 còn lại. Đối với mối hàn dài của đoạn ống: khoảng cách giữa ống thép 10 và tấm sưởi điện 11 bọc ở mối hàn 12 Là 550 mm. Tấm sưởi điện 13 và tấm sưởi điện bên phải 14, khoảng cách L tính từ mép phải của tấm sưởi điện bên trái 13 vào cạnh trái của tấm sưởi điện 11 Là 550 milimét; Cạnh trái của tấm sưởi điện bên phải 14 nằm ở cạnh bên phải của tấm sưởi điện 11 Khoảng cách L là 550 mm; và ống thép 10 được bọc hoàn toàn bằng bông cách nhiệt nhôm silicat, và độ dày của bông cách nhiệt nhôm silicat là 200 mm; trong đó, đường kính của tấm sưởi điện bên trái 13 và tấm sưởi điện bên phải 14 giống như ống thép 10 hợp tác, có thể quấn được một vòng mối hàn của ống thép 10;

(3) Như thể hiện trong hình 2, cho mối hàn của ống ngắn 15 và khuỷu tay 16: quấn dây sưởi 17 trên khuỷu tay 16, sử dụng bông cách nhiệt nhôm silicat để bọc hoàn toàn ống thép, đó là, quấn ống ngắn 15 và khuỷu tay Đầu 16 được bọc hoàn toàn, và độ dày của bông cách nhiệt nhôm silicat là 200 mm;

(4) Bắt đầu xử lý nhiệt ống thép. Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ tại đường hàn được kiểm soát ở 760°C, và thời gian xử lý nhiệt là 5 giờ; Nhiệt độ của ống thép 10 được bao bọc bởi lò sưởi điện được kiểm soát ở 200°C. Sử dụng máy sưởi điện đúng cách 14 để kiểm soát nhiệt độ của ống thép 10 được bọc bằng lò sưởi điện đến 200°C cho đến khi quá trình xử lý nhiệt kết thúc; Máy sưởi điện bọc 11 đang ở khoảng cách 550 mm để bù nhiệt độ, giúp giảm ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như nhiệt độ không khí và gió mạnh đến nhiệt độ của mối hàn 12 ở khoảng cách 550 mm từ lò sưởi điện 11, làm chậm nhiệt độ của ống thép. 10 tốc độ làm mát;

Trong quá trình xử lý nhiệt, sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ của bông cách nhiệt nhôm silicat tại 12 các vị trí hàn. Nếu nhiệt độ của lớp bông cách nhiệt nhôm silicat ngoài cùng cao hơn 40°C, bọc thêm một lớp bông cách nhiệt bằng nhôm silicat. Bông cách nhiệt;

Phương án hai:

(1) Quấn tấm sưởi điện tại mối hàn ống thép, và bọc bông cách nhiệt bên ngoài tấm sưởi điện;
(2) Như thể hiện trong hình 1, hướng được chỉ bởi mũi tên trong hình 1 còn lại. Đối với mối hàn dài của đoạn ống: khoảng cách giữa ống thép 10 và tấm sưởi điện 11 bọc ở mối hàn 12 Là 600 mm. Tấm sưởi điện 13 và tấm sưởi điện bên phải 14, khoảng cách L tính từ mép phải của tấm sưởi điện bên trái 13 vào cạnh trái của tấm sưởi điện 11 Là 600 milimét; Cạnh trái của tấm sưởi điện bên phải 14 nằm ở cạnh bên phải của tấm sưởi điện 11 Khoảng cách L là 600 mm; và ống thép 10 được bọc hoàn toàn bằng bông cách nhiệt nhôm silicat, và độ dày của bông cách nhiệt nhôm silicat là 220 mm; trong đó, đường kính của tấm sưởi điện bên trái 13 và tấm sưởi điện bên phải 14 giống như ống thép 10 hợp tác, có thể quấn được một vòng mối hàn của ống thép 10;

(4) Bắt đầu xử lý nhiệt ống thép. Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ tại đường hàn được kiểm soát ở 765°C, và thời gian xử lý nhiệt là 5 giờ; Nhiệt độ của ống thép 10 được bọc bởi tấm sưởi điện được kiểm soát ở mức 250 ° C, và nhiệt độ của ống thép 10 được bọc bởi tấm sưởi điện 14 được kiểm soát đến 250°C bằng cách sử dụng tấm sưởi điện phù hợp 14 cho đến khi hoàn thành quá trình xử lý nhiệt; làm chậm tốc độ tản nhiệt của ống thép 10;
Trong quá trình xử lý nhiệt, sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ của bông cách nhiệt nhôm silicat tại 12 các vị trí hàn. Nếu nhiệt độ của lớp bông cách nhiệt nhôm silicat ngoài cùng cao hơn 40°C, bọc thêm một lớp bông cách nhiệt bằng nhôm silicat. Bông cách nhiệt;

(2) Như thể hiện trong hình 1, hướng được chỉ bởi mũi tên trong hình 1 còn lại. Đối với mối hàn dài của đoạn ống: khoảng cách giữa ống thép 10 và tấm sưởi điện 11 bọc ở mối hàn 12 Là 750 mm. Tấm sưởi điện 13 và tấm sưởi điện bên phải 14, khoảng cách L tính từ mép phải của tấm sưởi điện bên trái 13 vào cạnh trái của tấm sưởi điện 11 Là 750 milimét; Cạnh trái của tấm sưởi điện bên phải 14 nằm ở cạnh bên phải của tấm sưởi điện 11 Khoảng cách L là 750 mm; và ống thép 10 được bọc hoàn toàn bằng bông cách nhiệt nhôm silicat, và độ dày của bông cách nhiệt nhôm silicat là 250 mm; trong đó, đường kính của tấm sưởi điện bên trái 13 và tấm sưởi điện bên phải 14 giống như ống thép 10 hợp tác, có thể quấn được một vòng mối hàn của ống thép 10;

(4) Bắt đầu xử lý nhiệt ống thép. Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ tại đường hàn được kiểm soát ở 770°C, và thời gian xử lý nhiệt là 5 giờ; Nhiệt độ của ống thép 10 được bọc bởi tấm sưởi điện được kiểm soát ở nhiệt độ 300 ° C, và nhiệt độ của ống thép 10 được bọc bởi tấm sưởi điện 14 được kiểm soát đến 300°C bằng cách sử dụng tấm sưởi điện phù hợp 14 cho đến khi hoàn thành quá trình xử lý nhiệt; làm chậm tốc độ tản nhiệt của ống thép 10;
Trong quá trình xử lý nhiệt, sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ của bông cách nhiệt nhôm silicat tại 12 các vị trí hàn. Nếu nhiệt độ của lớp bông cách nhiệt nhôm silicat ngoài cùng cao hơn 40°C, bọc thêm một lớp bông cách nhiệt bằng nhôm silicat. Bông cách nhiệt;

(5) Sau khi xử lý nhiệt, nhiệt độ đường hàn giảm xuống 300°C, và ống thép 10 được phép làm mát tự nhiên, và khi nhiệt độ của bông cách nhiệt nhôm silicat giảm xuống dưới 20°C, len cách nhiệt nhôm silicat đã được loại bỏ.
Việc sử dụng phương pháp của sáng chế làm giảm sự truyền nhiệt giữa đường hàn và tấm gia nhiệt bằng điện được bọc ở ống thép ở khoảng cách bằng 550-700 mm từ đường hàn, đồng thời làm giảm đáng kể ảnh hưởng của nhiệt độ không khí và các yếu tố khác đến nhiệt độ đường hàn. Ảnh hưởng, làm chậm tốc độ tản nhiệt của ống thép, đảm bảo nhiệt độ của ống thép trong quá trình xử lý nhiệt, nâng cao chất lượng xử lý nhiệt, sử dụng phương pháp của sáng chế để tiến hành xử lý nhiệt cho ống thép, giá trị độ cứng của đường hàn nhỏ hơn hoặc bằng 241HB, đáp ứng yêu cầu đặc điểm kỹ thuật của ASME. Phương pháp của sáng chế cũng sử dụng vật liệu cách nhiệt để bọc hoàn toàn ống thép, giúp giảm hơn nữa ảnh hưởng của nhiệt độ không khí và các yếu tố khác đến nhiệt độ của mối hàn.

Ví dụ so sánh 1

(1) Quấn tấm sưởi điện tại đường hàn, và bọc bông cách nhiệt bên ngoài tấm sưởi điện;
(2) Bắt đầu xử lý nhiệt ống thép. Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ tại đường hàn được kiểm soát ở mức 765°C., và thời gian xử lý nhiệt là 5 giờ.
Bàn 1 Dưới đây là số liệu so sánh giá trị độ cứng tại mối hàn sau phương pháp xử lý nhiệt của Ví dụ so sánh 1 và các phương pháp của Ví dụ 1, Thí dụ 2 và Ví dụ 3 đã hoàn thành.
Bàn 1
Có thể kết luận từ Bảng 1 ống thép được xử lý nhiệt bằng phương pháp Ví dụ so sánh 1. Sau khi xử lý nhiệt xong, 5 điểm được chọn tại mối hàn. Các giá trị độ cứng của 5 điểm là 299HB, 311HB, 317HB, 291HB, 294HB, và 5 Giá trị độ cứng của các điểm đều lớn hơn 241HB, không thể đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn ASME; sử dụng phương pháp của phương án hai, sau khi xử lý nhiệt xong, 5 điểm được chọn tại mối hàn, và giá trị độ cứng của 5 số điểm tương ứng là 200HB, 215HB, 218HB, và 222HB , 217HB, các giá trị độ cứng của 5 số điểm đều nhỏ hơn 241HB, đáp ứng các yêu cầu của đặc tả ASME; sử dụng phương pháp thể hiện 1 và hiện thân 3, giá trị độ cứng của mối hàn sau khi xử lý nhiệt cũng đều nhỏ hơn 241HB, đáp ứng các yêu cầu đặc điểm kỹ thuật của ASME.