Tubs sense soldadura d'acer al carboni JIS G3455 per al servei d'alta-temperatura
Visió general
JIS G3455és l'estàndard industrial japonès percanonades sense soldadura d'acer al carboni destinades al servei d'alta{0}}temperaturaen calderes, intercanviadors de calor, sobreescalfadors i altres aplicacions de pressió on la resistència a la temperatura elevada és crítica. És l'equivalent japonès aASTM A106iDIN 17175, dissenyat específicament per a serveis superiors a 350 graus .
Graus d'acer i classes de temperatura
JIS G3455 defineix les qualificacions basades entemperatura màxima de servei permesa:
| Designació de grau | Temperatura màxima de servei | Grau ASTM comparable | Característica clau |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Fins a 425 graus | A106 Gr. C/A53 Gr. B | Acer al carboni{0}}general d'alta temperatura |
| STPA 20 | Fins a 450 graus | A335 Gr. P1/T1 | 0,5% d'acer de molibdè per a la resistència a la fluència |
| STPA 22 | Fins a 475 graus | A335 Gr. P2 / T2 | 0,5Cr-0,5Mo d'acer de baix aliatge |
| STPA 23 | Fins a 500 graus | A335 Gr. P12 / T12 | Acer d'aliatge 1Cr-0.5Mo |
| STPA 24 | Fins a 550 graus | A335 Gr. P11 / T11 | Acer d'aliatge 1,25Cr-0,5Mo-Si |
| STPA 25 | Fins a 550 graus | A335 Gr. P22 / T22 | Acer d'aliatge 2.25Cr-1Mo |
| STPA 26 | Fins a 600 graus | A335 Gr. P5 / T5 | Acer d'aliatge 5Cr-0.5Mo |
Nomenclatura:
STP: Tub sense soldadura per a pressió
A: Indica acer d'aliatge (qualitats de temperatura més alta)
Número: designació de qualificació seqüencial (no basada en la força-)
Propietats mecàniques a temperatura ambient
| Grau | Resistència a la tracció (MPa) | Límit de rendiment (MPa) mín | Elongació (%) Min |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 20 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 22 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 23 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 24 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 25 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 26 | Major o igual a 410 | 245 | 25 |
Nota: Les propietats de tracció a temperatures més altes es defineixen en taules separades per als càlculs de disseny.
Composició química (màxim %)
| Grau | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Altres |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | 0.25 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| STPA 20 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | 0.45-0.65 | - |
| STPA 22 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.50-0.80 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 23 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.80-1.25 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 24 | 0.15 | 0.50-1.00 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 1.00-1.50 | 0.45-0.65 | - |
| STPA 25 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 2.00-2.50 | 0.90-1.20 | - |
| STPA 26 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
Tots els graus són d'acer mort amb contingut d'alumini controlat per al refinament del gra.
Procés de fabricació
Mètode de producció:
Fabricació d'acer:Forn d'arc elèctric o d'oxigen bàsic amb refinament secundari
Fosa de lingots:Acer mort amb solidificació controlada
Treball en calent:Perforació mitjançant procés Mannesmann seguit de laminació en calent o extrusió
Tractament tèrmic: Obligatori– Totes les canonades estan tractades tèrmicament:
STPA 12:Normalitzat o normalitzat i temperat
STPA 20-26:Normalitzat i temperat
Acabats:Redreçar, tallar, provar, inspecció
Interval de mides:
Diàmetre exterior:10,5 mm a 900 mm (≈ 0,4" a 35")
Gruix de la paret:1,0 mm a 100 mm
Longitud:Normalment 4-8m; Disponibles llargs més llargs fins a 18 m
Requisits de tractament tèrmic
| Grau | Tractament tèrmic obligatori | Interval de temperatura típic |
|---|---|---|
| STPA 12 | Normalitzat, o Normalitzat i temperat | Normalització: 880-950 graus Tremp: 600-700 graus |
| STPA 20 | Normalitzat i temperat | Normalització: 880-950 graus Tremp: 630-730 graus |
| STPA 22 | Normalitzat i temperat | Normalització: 900-980 graus Tremp: 650-750 graus |
| STPA 23 | Normalitzat i temperat | Normalització: 900-1000 graus Tremp: 680-780 graus |
| STPA 24 | Normalitzat i temperat | Normalització: 900-1000 graus Tremp: 680-780 graus |
| STPA 25 | Normalitzat i temperat | Normalització: 900-1000 graus Tremp: 680-780 graus |
| STPA 26 | Normalitzat i temperat | Normalització: 900-1050 graus Tremp: 700-800 graus |
Nota: Les velocitats de refredament i els temps de temperat es controlen per aconseguir la microestructura requerida.
Requisits de proves i inspecció
| Prova | Referència estàndard (JIS) | Requisit |
|---|---|---|
| Prova de tracció | JIS Z 2241 | Un per calor. Espècimens transversals per OD superior o igual a 40 mm. |
| Prova d'aplanament | JIS Z 2248 | Per a canonades amb OD inferior o igual a 50 mm i paret < 10% del OD. |
| Prova de duresa | JIS Z 2245 | Sovint s'especifica per als graus d'aliatge per verificar el tremp. |
| Prova hidrostàtica | JIS G 3455 Secció 8 | Obligatori.Pressió Major o igual a 7 MPa o fórmula calculada. |
| Prova no destructiva | UT, RT o MT | Es pot especificar per a aplicacions crítiques. |
| Prova de la mida del gra | JIS G 0551 | Sovint es requereix per a graus-resistents a la fluïdesa. |
| Alta{0}}Temp | JIS Z 2271 | Es pot especificar per a la validació del disseny. |
Pressió de prova hidrostàtica:
Mínim:7 MPa(1.015 psi)
Calculat: P=2×S×tDP=D2×S×t
On S=70% de la força de fluència mínima a temperatura ambient
Toleràncies dimensionals
| Dimensió | Tolerància (segons JIS G 3455) |
|---|---|
| Diàmetre exterior | OD inferior o igual a 50 mm: ±0,5 mm 50 < OD Menor o igual a 200 mm: ±1,0% OD > 200 mm: ±0,75% |
| Gruix de paret | +12.5%, -10% de la paret nominal |
| Longitud | Longitud fixa: +10 mm, 0 mm |
| Rectitud | Inferior o igual al 0,2% de la longitud total |
| Pes | ±10% del pes teòric per tub individual |
Aplicacions
Indústries primàries:
Generació d'energia:Línies principals de vapor, línies de reescalfament en calent, sobreescalfadors, tubs de caldera
Petroquímica:Crackers catalítics, reformadors, tubs escalfadors
Refinació:Conduccions de procés d'alta-temperatura, línies de transferència
Calderes industrials:Sistemes de vapor d'alta-pressió
Plantes químiques:Sistemes de-reactors d'alta temperatura
Serveis específics:
Superheated steam (>400 graus)
Oli calent i fluids tèrmics
Processar gasos a temperatures elevades
Fluids de transferència de calor als intercanviadors
Servei d'hidrogen -alta temperatura (amb limitacions)
Comparació amb estàndards internacionals
| Grau | JIS G3455 | Equivalent ASTM | Equivalent DIN | EN Equivalent |
|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | C Inferior o igual al 0,25%, 425 graus màx | A106 Gr. C | St 35.8 | P235GH |
| STPA 20 | 0,5 Mo, 450 graus màxim | A335 P1/T1 | 15 Mo3 | 16 Mo3 |
| STPA 22 | 0,5Cr-0,5Mo, 475 graus màxim | A335 P2/T2 | 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 |
| STPA 23 | 1Cr-0,5Mo, 500 graus màx | A335 P12/T12 | 14MoV6-3 | 14MoV6-3 |
| STPA 24 | 1,25Cr-0,5Mo-Si, 550 graus màx | A335 P11/T11 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 25 | 2,25Cr-1Mo, 550 graus màxim | A335 P22/T22 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 26 | 5Cr-0,5Mo, 600 graus màxim | A335 P5/T5 | 12CrMo19-5 | 12CrMo19-5 |
Avantatges i característiques especials
Resistència a la fluència:Dissenyat específicament per a un servei a llarg termini-alta-temperatura
Estabilitat microestructural:El tractament tèrmic garanteix una microestructura estable a temperatura
Resistència a l'oxidació:Els graus d'aliatge resisteixen l'escala a altes temperatures
Coherència de qualitat:Els molins japonesos mantenen un estricte control sobre el tractament tèrmic
Documentació:Informes de proves complets que inclouen registres de tractament tèrmic
Consideracions de disseny i fabricació
Soldadura:
Preescalfament necessari:Per a tots els graus d'aliatge (STPA 20-26)
Tractament tèrmic post-soldadura: Obligatoriper als graus d'aliatge per restaurar les propietats
Metalls de farciment:Ha de coincidir o superar la composició del metall base
Qualificació del procediment:Imprescindible pel contingut d'aliatge
Disseny Creep:
Les tensions permeses depenen-de la temperatura
Dades de ruptura de fluència disponibles per al disseny
Consideracions importants sobre la relaxació de l'estrès
S'han d'avaluar els efectes del cicle tèrmic
Fabricació:
Flexió:El plegat en calent es prefereix per als graus d'aliatge
Formació:Més difícil que l'acer al carboni a causa del contingut d'aliatge
Mecanitzat:Requereix eines i tècniques adequades
Neteja:Cal eliminar tots els contaminants abans del servei
Certificació de materials i traçabilitat
Documentació requerida:
Certificat de prova de molí:Anàlisi química completa de tots els elements
Registre de tractament tèrmic:Temps, temperatures, velocitats de refrigeració
Informes de proves mecàniques:Ambient i temperatura elevada si s'especifica
Registres de proves hidrostàtiques:Pressió, durada, inspector
Traçabilitat:Cadena completa des de la fusió fins a la canonada acabada
Requisits de marcatge:
Nom del fabricant/marca comercial
Estàndard (JIS G3455)
Qualificació (p. ex., STPA 24)
Mida (OD × gruix de paret)
Número de calor
Símbol de tractament tèrmic
Marca d'inspector
Informació de comanda
Dades d'especificacions essencials:
Estàndard i grau:JIS G3455 STPA [Número]
Dimensions:OD (mm) × WT (mm) × Longitud (mm o m)
Tractament tèrmic:Especifiqueu si és diferent de l'estàndard
Prova:Proves estàndard més qualsevol requisit addicional
Preparació final:Llis, bisellat o especial
Certificació:Requisits MTC (idioma, format)
Marcatge:Instruccions específiques de marcatge
