ASTM A249 TP304H roostevabast terasest keevitatud torud kõrgel temperatuuril

Mis on ASTM A249 TP304H torud?

ASTM A249 TP304H on keevitatud austeniitsest roostevabast terasest toru, mis on valmistatud vastavalt A249 spetsifikatsioonile ja mõeldud kasutamiseks kõrgel temperatuuril kateldes, ülekuumendites, soojusvahetites ja kondensaatorites. See vastab standardile UNS S30409 ja on 18–8 austeniitklassi kõrge süsinikusisaldusega versioon: kroomi hoitakse 18,0–20,0% ja niklit 8,0–11,0%, samas kui süsinikku tõstetakse teadlikult 0,04–0,10% vahemikku.

See kõrgem süsinikusisaldus on kogu klassi mõte. Temperatuuril tugevdab peen karbiidi sade austeniitset maatriksit ja suurendab roome- ja pingerebenemiskindlust, nii et TP304H säilitab kasuliku tugevuse, kus TP304 deformeerub püsiva koormuse korral aeglaselt. Kuna toru on pigem keevitatud kui õmblusteta, toodetakse see ribast vormimise ja keevitamise teel, keevisõmblust külmtöödeldakse ja valmis toru kuumtöödeldakse lahusega, nii et liitekoht ja põhimetall käituvad ühe materjalina.

TP304H keemiline koostis (UNS S30409)

Element	Sisu (massi%)
Süsinik (C)	0.04 - 0.10
Mangaan (Mn)	2.00 max
Fosfor (P)	0.045 max
Väävel (S)	0.030 max
Räni (Si)	0.75 max
Kroom (Cr)	18.0 - 20.0
Nikkel (Ni)	8.0 - 11.0
raud (Fe)	Tasakaal

Süsiniku vahemik on pigem spetsifikatsiooninõue kui eesmärk: alla 0,04% kuumus ei ole TP304H ja üle 0,10% võib kahjustada keevitatavust ja korrosioonikindlust. Seetõttu kontrollivad tootjad sulamis süsinikku hoolikalt ja kontrollivad seda valmis toru tooteanalüüsi abil.

Mehaanilised omadused ja kuumtöötlus

Kinnisvara	Nõue
Tõmbetugevus, min	515 MPa (75 ksi)
Saagispiir, 0,2% nihe, min	205 MPa (30 ksi)
Pikendus, min, 50 mm (2 tolli)	35%
Kõvadus, max	90 HRB või 200 HV
Lahuse kuumtöötlus, min	1040 C (1900 F), kiire jahutamine

Pange tähele, et TP304H minimaalsed omadused toatemperatuuril on samad, mis TP304-l; H-tähis tagab jõudluse kõrgel temperatuuril, mitte kõrgemal ümbritseval tugevusel, ja sellega kaasneb veidi väiksem minimaalne pikenemine 35%. Kõvadus on piiratud umbes 90 HRB või 200 HV-ga, mis hoiab toru piisavalt plastilisena painutamiseks, kerimiseks ja U-painde valmistamiseks, kinnitades samas, et lahuse lõõmutamine viidi läbi õigesti.

Suurused, ajakavad, vormid ja otsad

Nimiava 1/8 tolli kuni 30 tolli, suuremad suurused toodetakse eritellimusel.

Ajakavad, mis hõlmavad SCH 20, SCH 30, SCH 40, STD, SCH 60, SCH 80, XS, SCH 120, SCH 140, SCH 160 ja XXS.

Tüüp: keevitatud ja ERW, keevisõmblus on külmtöödeldud ja toru pärast keevitamist lõõmutatud.

Vorm: ümmargused, ruudukujulised, ristkülikukujulised, hüdraulilised ja spiraaltoru sektsioonid.

Pikkus: ühekordne juhuslik, kahekordne juhuslik ja lõigatud pikkus.

Otsad: tavalised, faasitud või keermestatud.

Keevitatud TP304H toru tarnitakse tavaliselt lõõmutatud või lõõmutatud ja marineeritud ning survetalitluse jaoks testitakse seda täispikkuses hüdrostaatilise rõhukatse ja pöörisvooluuuringuga. Suuremad läbimõõdud on üldlevinud nõue kommunaal- ja protsessitöödel ning seina paksus tellitakse keskmise või minimaalse seinana sõltuvalt sellest, kas projekteerimiskood arvestab nominaalset või kõige õhemat vastuvõetavat seina.

Kõrge temperatuuriga teenindus, keevitamine ja ülevaatus

TP304H tugevus temperatuuril tuleneb selle süsinikusisaldusest ja austeniitse struktuuri stabiliseerivast toimest, mis takistab sferoidiseerumist ja grafiseerumist, mis piirab süsinik- ja vähelegeeritud teraseid. Praktikas kasutatakse klassi ülekuumuti ja kuumutustoru, kollektori ühenduste, protsessisoojendite, aurutorustike ja ahjude liitmike jaoks, kusjuures kasutustemperatuurid jäävad tavaliselt vahemikku umbes 550 C kuni 800 C.

Kuna 18–8 austeniitklassi praktilise ülempiiri määravad tavaliselt oksüdatsioon ja katlakivi, mitte mehaaniline tugevus, käsitlevad disainerid pikaajalise survetalitluse ülemmäärana ligikaudu 800–815 C ja tutvuvad enne seina paksuse kinnitamist kehtivate koodide pingetabelitega. Klaas on kergesti keevitatav TIG, MIG ja muude tavaliste kaareprotsesside abil; Korrosioonikindluse taastamiseks kuumusest mõjutatud tsooni ümber kasutatakse sobivat täitematerjali ja viimistletud vuuk lõõmutatakse tavaliselt lahusega või vähemalt leevendatakse pinget, kui teenus on tõsine. Selle toote ülevaatus järgib A249 raamistikku ja hõlmab tooteanalüüsi, tõmbe- ja kõvaduse testimist, lamestamis- ja paindekatseid, hüdrostaatilist testimist, keevisõmbluse ja täispikkuses pöörisvoolu- või ultraheliuuringut ning mõõtmete kontrollimist enne toru pakkimist niiskuskindlatesse ekspordikastidesse.

KKK

K: Mida tähendab H TP304H-s?
H tähistab kõrge süsinikusisaldusega austeniitset klassi. Süsinik on määratud 0,04–0,10%, võrreldes standardse TP304 maksimumiga 0,08%, mis parandab libisemis- ja pingerebenemistugevust pikaajaliseks tööks kõrgendatud temperatuuril.

K: Mis on ASTM A249 TP304H toru maksimaalne kasutustemperatuur?
Klassi kasutatakse umbes 550 °C kuni umbes 800 °C ja koodide pingetabelid pikendavad tavaliselt 304H surveteenistust umbes 815 °C-ni. Üle selle vahemiku reguleerib oksüdatsioon ja skaleerumine, mitte tugevus, nii et tegelik piirang sõltub atmosfäärist ja kohaldatavast disainikoodist.

K: Kas TP304H on toatemperatuuril tugevam kui TP304?
Ei. Minimaalne tõmbetugevus 515 MPa, voolavuspiir 205 MPa ja kõvaduspiir 90 HRB on samad, mis TP304 puhul. TP304H eelised ilmnevad ainult kõrgendatud temperatuuril, kus kõrgem süsinikusisaldus on libisemiskindel.

K: Miks tuleb keevisõmblust enne lõplikku kuumtöötlust külmtöödelda?
Keevisõmbluse külmtöötlemine täiustab keevitamisel tekkivat valustruktuuri ja eemaldab randi geomeetria, mis muidu toimiks pinge tõstjana. Koos lahuslõõmutusega võimaldab see keevisliitel sobitada põhimetalliga painutus- ja survetöös, mida nõuab A249 spetsifikatsioon.

K: Kas TP304H toru saab painutada ja kokku keerata soojusvaheti kimpude jaoks?
Jah. Kõvaduspiir umbes 90 HRB ja minimaalne pikenemine 35% hoiavad lõõmutatud toru piisavalt plastilisena U-painde, mähise ja tootmistööde jaoks, eeldusel, et painutamine järgib austeniittoru tavapärast tava ja painutatud sektsioone käsitletakse ilma saastumiseta.

K: Millised testid on varustatud A249 TP304H toruga?
Tüüpiline dokumentatsioon sisaldab tooteanalüüsi, tõmbe- ja kõvaduse tulemusi, lamestamis- ja painutuskatseid, hüdrostaatilise rõhu katset ning keevisõmbluse ja täispikkuse keerisvoolu- või ultraheliuuringut, mis kõik on jälgitavad veski sertifikaadil oleva kuumuse numbrini.