La composició química és el factor principal que determina el rendiment de les canonades d’acer ASTM A335 P22. Els límits estrictes del contingut de diversos elements de la norma ASTM estan directament relacionats amb indicadors clau com ara la força de temperatura alta -, la resistència a la corrosió i el rendiment de soldadura de les canonades d’acer. Les següents preguntes i respostes se centren en els requisits i funcions específiques de la composició química:
Pregunta 1: Quins són els intervals i les funcions de contingut dels elements de l'aliatge clau (crom, molibdè) a les canonades d'acer ASTM A335 P22?
L’estàndard ASTM A335 estipula clarament que el contingut de crom (CR) de les canonades d’acer P22 s’hauria de controlar dins de l’1,90% - 2.60%, i el contingut de molibdè (MO) s’ha de controlar dins del 0,87% - 1.13%. Aquests dos elements són les fonts bàsiques de l'avantatge de rendiment de la temperatura "High- de les canonades d'acer P22. Primer, mirem la funció de Chromium: Chromium és una típica "corrosió - element reforçador resistent". En els entorns de temperatura alts -, el crom a la superfície de la canonada d’acer reacciona amb l’oxigen per formar una pel·lícula protectora densa cr₂o₃ (crom de triòxid), que només té uns quants micròmetres de gruix, però pot evitar eficaçment una erosió més del substrat de canonada d’acer per gasos de temperatura alts - (com a vapor d’aigua en gasos, àcids acids, acids de gasos) i milloreu significativament la resistència a l’oxidació de la temperatura {{14- i la resistència a la corrosió de sofre de la canonada d’acer - Si el contingut de crom és inferior a l’1,90%, la pel·lícula protectora serà incompleta i propensa al despreniment, provocant una ràpida oxidació de la pipa d’acer a temperatures superiors a 500 graus; Si és superior al 2,60%, augmentarà l’enduriment de la canonada d’acer, provocant un esquerdament en fred durant la soldadura i augmentant els costos de producció. Per tant, l’estàndard limita estrictament aquest rang. Ara mirem la funció de molibdenum: el molibdè és un "alt - element de reforç de la força de temperatura". Es pot incorporar a la matriu de ferrita de la canonada d’acer i mitjançant l’efecte “Enfortiment de la solució”, millorar la duresa de temperatura - i la resistència a la tracció del material. Més important encara, el molibdè pot millorar significativament el "rendiment del fluix" (és a dir, la capacitat de resistir la deformació plàstica sota llarg - terme alt - i alta - condicions de pressió) - a 600 graus i 5 mPa, el temps de la fractura de p22 p22 5 - 8 vegades la de l’acer al carboni sense molibdè, evitant efectivament l’aprimament de la paret o la deformació de la canalització causada per la llarga - de la canonada d’acer; Si el contingut de molibdè és inferior al 0,87%, el rendiment del fluix disminuirà significativament, incapaç de complir els requisits de les condicions de temperatura altes -; Si és superior a l’1,13%, comportarà una disminució de la duresa a baixa temperatura de la canonada d’acer, propens a la fractura trencadissa en entorns freds, per tant, el contingut de molibdè també necessita seguir estrictament el rang estàndard.
Pregunta 2: Quins són els límits de contingut del carboni (C) a les canonades d’acer ASTM A335 P22 i el seu impacte en el rendiment?
L’estàndard ASTM A335 estipula que el contingut de carboni (C) de les canonades d’acer P22 s’ha de controlar a ** menys o igual al 0,15%** (normalment la producció real es controla entre 0,10%- 0.15%) i l’element de carboni té un impacte significatiu en la força, el rendiment de soldadura i la duresa de les pipes d’acer P22. Per tant, el límit de contingut és extremadament estricte. Des d’una perspectiva positiva, el carboni és un “element d’enfortiment”, que pot formar carburs (com Fe₃c, Cr₂₃c₆) amb ferro i altres elements d’aliatge, a través de “reforç de precipitació” per millorar la resistència a la tracció i alta - força de temperatura de la canonada d’acer {{9} La resistència a la tracció i la resistència de rendiment de la canonada d’acer no compliran els requisits estàndard (ASTM A335 estipula que la resistència a la tracció de les canonades d’acer p22 hauria de ser superior o igual a 415 MPa, i la força de rendiment ha de ser superior o igual a 205 mPa), incapaç de resistir les condicions de pressió altes {{15}. Des de la perspectiva dels efectes negatius, un contingut de carboni excessivament elevat pot comportar dos problemes importants: en primer lloc, deteriorarà el rendiment de soldadura. Durant el procés de soldadura, el carboni excessiu es combinarà amb el crom a la costura de soldadura per formar cr₂₃c₆, donant lloc a "deficiència de crom" a la zona de soldadura (és a dir, el contingut de crom local és inferior a l'1,90%), perdent la seva capacitat de corrosió anti -. Al mateix temps, el carboni elevat augmentarà l’enduriment de la costura de soldadura durant el refredament i és propens a formar martensita durant el procés de refrigeració, provocant esquerdes fredes a l’articulació de soldadura. En segon lloc, reduirà la baixa - duresa de la temperatura. El carboni alt farà que els grans de cristall de la canonada d’acer es facin més gruixuts i, en els entorns de temperatura baix - (com la instal·lació exterior a l’hivern), l’energia d’absorció d’impacte disminuirà, provocant accidents de fractura trencadissa (ASTM A335 requereix que les canonades d’acer P22 tinguin una energia d’absorció d’impacte superior a o igual a 27J a 0 graus). Per tant, controlar el contingut de carboni dins del rang inferior o igual al 0,15% és el millor equilibri entre "assegurar la força" i "tenir en compte el rendiment de la soldadura i la duresa" - Pot aconseguir els requisits de força a través de carburs adequats, evitant defectes de soldadura i el risc de cracking fred causat per un contingut excessiu de carboni. Aquesta restricció és el requisit clau de les canonades d’acer P22 que s’utilitzen àmpliament en els sistemes de canonades soldades.
Pregunta 3: Quines són les restriccions de contingut i els perills dels elements de la impuresa (sofre, fòsfor) a les canonades d’acer ASTM A335 P22?
L’estàndard ASTM A335 té estrictes “restriccions de límit superior” per a elements d’impuresa com el sofre (s) i el fòsfor (P) en les canonades d’acer P22. El contingut de sofre ha de ser controlat a ** menor o igual al 0,030%**, i el contingut de fòsfor ha de ser controlat a ** inferior o igual a 0,030%** (per a alguns escenaris d'aplicació final alts -, es requereix que sigui inferior o igual a 0,025%). L’objectiu fonamental d’aquestes restriccions és evitar l’impacte destructiu dels elements d’impuresa en el rendiment de la canonada d’acer. En primer lloc, analitzem el perill de sofre: el sofre existeix en acer principalment en forma de FES (ferro sulfuritzat). El punt de fusió de FES és relativament baix (aproximadament 1190 graus), i el punt de fusió de l'estructura eutèctica formada amb ferro és fins i tot inferior (uns 985 graus). Durant el processament en calent de canonades d’acer com el rodatge calent i la forja, quan la temperatura arriba per sobre dels 985 graus, l’estructura eutèctica de FES es fondarà, provocant un fenomen de “brittleness tèrmic” a la canonada d’acer -, és a dir, el material perd plasticitat a temperatures elevades i és propens a esquerdar -se; Fins i tot després del processament en calent, el FES restant es distribuirà als límits del gra, reduint la baixa duresa de la temperatura - i el rendiment de fatiga de la canonada d’acer i propens a esquerdes sota càrregues repetides (com la vibració del canonades). A més, el sofre deteriorarà el rendiment de soldadura de la canonada d’acer, provocant porus i inclusions d’escòria a la costura de soldadura, reduint la força de l’articulació de soldadura. En segon lloc, el perill de fòsfor: el fòsfor és propens a la segregació (és a dir, a la distribució desigual) als límits del gra, formant fosfids trencadissos, provocant una "britenitat freda" a la canonada d'acer - que és, en baixos {{21} La càrrega d’impacte, es fracturarà, que és extremadament perillosa per a canonades instal·lades a l’aire lliure a l’hivern o a les regions fredes. Al mateix temps, el fòsfor augmentarà l’enduriment de la canonada d’acer i, durant la soldadura, és propens a formar estructures trencadisses dures a la zona afectada de calor -, augmentant el risc d’esquerdament. Per tant, controlar estrictament el contingut de sofre i fòsfor a menys o igual al 0,030% és la clau per garantir el rendiment de processament en calent, baixa {{27} duresa de la temperatura i el rendiment de soldadura de les canonades d’acer P22 i també és una mesura important per evitar els accidents de fissura durant la fabricació, la instal·lació i l’ús de les pipes d’acer.
Pregunta 4: Quins són els intervals de contingut i les funcions auxiliars dels elements de manganès i de silici a les canonades d’acer ASTM A335 P22? L’estàndard ASTM A335 estipula que el contingut de manganès (MN) en canonades d’acer P22 s’hauria de controlar dins del 0,30%- 0.60%i el contingut de silici (SI) s’ha de controlar a ** inferior o igual al 0,50%**. Tot i que aquests dos elements no són "elements bàsics d'aliatge", tenen un important "paper auxiliar" en la millora de la qualitat de la fosa i les propietats mecàniques de les canonades d'acer. Comencem amb el manganès: La funció principal del manganès és la "desoxidació" i "reforçar la solució sòlida" - Durant la fabricació d'acer, el manganès reacciona amb l'oxigen en l'acer fos per formar MNO (òxid de manganès), que es combina fàcilment amb altres òxids per formar escòria i s'elimina, reduint el contingut d'oxigen en l'acer i evitant la formació de porus i inclusions; Al mateix temps, el manganès es pot incorporar a la matriu de ferrita, mitjançant un reforç de solucions sòlides, per millorar la resistència a la tracció i la resistència de rendiment de la canonada d’acer a temperatura ambient, compensant la força insuficient causada pel baix contingut en carboni (menys o igual al 0,15%). A més, el manganès es pot combinar amb el sofre per formar MNS (sulfur manganès), amb un punt de fusió (aproximadament 1610 graus) molt superior al FES, i no és propens a distribuir als límits del gra, reduint efectivament el "brittleness tèrmic" perill de sofre - Aquest és el motiu important per la qual el contingut de manganesa s'ha de controlar a 0,30% o més amunt. Tanmateix, el contingut de manganès no pot ser massa alt (com ara superar el 0,60%), en cas contrari augmentarà l’enduriment de la canonada d’acer, provocant que la duresa de la calor {{18} afectada augmenti durant la soldadura, reduint la duresa i possiblement provoqui grans grossos a la canonada d’acer, afectant el baix - el rendiment de l’impacte de la temperatura. Mirem ara el silici: la funció bàsica del silici és "desoxiditzador" i "millora de la resistència a l'oxidació" - Durant la fabricació d'acer, el silici reacciona amb l'oxigen per formar SiO₂ (diòxid de silici), que serveix com a potent desoxiditzador per reduir el contingut d'oxigen en l'acer i millorar la puresa de l'acer; Al mateix temps, el silici pot millorar l’estabilitat de la pel·lícula d’òxid a la superfície d’acer, treballant en sinergia amb crom, reforçant encara més la resistència a l’oxidació de la temperatura alta - de la canonada d’acer. Tot i això, el contingut de silici s’ha de controlar a ** inferior o igual al 0,50%**, perquè el silici excessiu provocarà una disminució de la duresa de la canonada d’acer, especialment la duresa de temperatura - i augmentarà la dificultat de soldadura, prefabrica defectes a la costura de la soldadura. Per tant, la gamma de contingut de manganès i silici es defineix com un equilibri entre el "reforç auxiliar" i "evitar els impactes negatius", proporcionant un suport important per al rendiment bàsic de les canonades d'acer P22.
Pregunta 5: Quins són els mètodes de prova i els criteris de qualificació per a la composició química de les canonades d’acer p22 a l’estàndard ASTM A335?
L’estàndard ASTM A335 estipula clarament els mètodes de prova, els requisits de mostreig i els criteris de qualificació per a la composició química de les canonades d’acer p22 per assegurar la precisió i la imparcialitat dels resultats de la prova. Primer, els requisits de mostreig: L’estàndard especifica que les mostres de prova per a l’anàlisi de composició química s’han de prendre de “cada lot de canonades d’acer” (un lot sol referir -se al mateix nombre de forns i al mateix procés de tractament tèrmic de les canonades d’acer), les mostres s’han de treure de la factura o a la secció transversal del PIP la composició de tot el lot de canonades d’acer; Per a les canonades d’acer perfectes, les mostres també han d’assegurar un gruix suficient (normalment no inferior a 5 mm), per evitar la distorsió dels resultats de les proves a causa de la descarburització superficial. En segon lloc, els mètodes de prova: la norma recomana utilitzar "anàlisi d'espectroscòpia" o "mètodes d'anàlisi química" per a la prova - anàlisi de l'espectroscòpia (com ara espectròmetres de lectura directa) procés de producció; Els mètodes d’anàlisi química (com l’anàlisi de titulació i l’anàlisi gravimètrica) són més precisos i són adequats per a les proves d’arbitratge quan hi ha disputes sobre resultats d’anàlisi espectral. Per exemple, es pot provar el contingut de carboni mitjançant el mètode d’absorció infraroja infraroja, el contingut de crom es pot provar mitjançant el "Mètode de titulació de ferrous d'amoni, i el contingut de molibdenum es pot provar mitjançant el" mètode d'espectrofotomètria de tiocianat ". Tots aquests mètodes han de complir els requisits d’estàndards de suport com ASTM E1019 (anàlisi espectral) i ASTM E350 (anàlisi química). Finalment, els criteris de determinació de la qualificació: els resultats de la prova de composició química de cada lot de canonades d’acer han de complir el rang de contingut d’elements del grau P22 en l’estàndard ASTM A335 (com ara CR 1,90%-} 2,60%, MO 0,87%-1,13%, C menys o igual a 0,15%, etc.), i sense contingut de l’element pot superar el límit estàndard; Si el contingut de qualsevol element és, l’estàndard permet prendre el doble de mostres del mateix lot de canonades d’acer per tornar a provar. Si els resultats de la test són tots qualificats, es determina que la composició química d’aquest lot de canonades d’acer es qualifica; Si encara hi ha articles al test, aquest lot de canonades d'acer es determina i s'ha de reelaborar (com ara la reelements) o es desbanca i se li prohibeix entrar al mercat. Aquest estricte procés de proves i determinació és la garantia clau per assegurar -se que la composició química de les canonades d’acer p22 compleix els estàndards i té un rendiment fiable.
