فولاد ASTM A213 T22: ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی و کاربردها

1. فولاد T22 چیست؟

T22یک فولاد کم آلیاژ-کروم-مولیبدنیوم است که توسط ASTM A213/A213M - مشخصات آلیاژ فریتی بدون درز-دیگ بخار، سوپرهیتر و لوله‌های مبدل حرارتی{6} بدون درز پوشش داده شده است. استاندارد لوله کشی همراه ASTM A335/A335M همان درجه را پوشش می دهدP22برای لوله بدون درز

ترکیب اسمی آن 2.25٪ کروم و 1٪ مولیبدن است، به همین دلیل است که معمولاً به آن معروف است.فولاد 2.25Cr–1Mo. نام UNS استK21590.

T22 معمولاً زمانی انتخاب می شود که فولاد کربنی نمی تواند در شرایط دمای بالاتر از 450 تا 500 درجه مقاومت کند، اما در جایی که ارتقاء به فولادهای آلیاژی گران قیمت 9Cr یا فولادهای زنگ نزن آستنیتی غیر ضروری است. به طور گسترده ای در لوله های دیگ بخار نیروگاه ها، پالایشگاه ها و تجهیزات پتروشیمی که در آن دما و فشار بالا ترکیب می شوند، استفاده می شود.

قیمت رقابتی، پشتیبانی فنی و اسناد با کیفیت کامل را برای پروژه خود دریافت کنید.

 

2. ترکیب شیمیایی (ASTM A213 T22)

عنصر	محدوده / حد (%)	نقش
کربن (C)	0.05 – 0.15	جوش‌پذیری و استحکام دمایی-بالا را متعادل می‌کند. کربن بیش از حد، کروی شدن کاربید را سرعت می بخشد.
کروم (کروم)	1.90 – 2.60	یک فیلم اکسید محافظ را تشکیل می دهد. در برابر اکسیداسیون بخار و حمله گوگرد مقاومت می کند.
مولیبدن (Mo)	0.87 – 1.13	جامد اصلی-تقویت‌کننده محلول - به T22 مقاومت در برابر خزش آن را می‌دهد و ساختار را در طول خدمت طولانی پایدار نگه می‌دارد.
منگنز (Mn)	0.30 – 0.60	دی اکسید کننده؛ سختی و کار پذیری گرم را کنترل می کند.
سیلیکون (Si)، حداکثر	0.50	دی اکسید کننده
فسفر (P)، حداکثر	0.025	ناخالصی - آن را کم نگه دارید.
گوگرد (S)، حداکثر	0.025	ناخالصی - آن را کم نگه دارید.

 

3. خواص مکانیکی

اموال	حداقل مورد نیاز
استحکام کششی Rm	415 مگاپاسکال (60 ksi)
قدرت تسلیم Re (0.2% افست)	205 مگاپاسکال (30 ksi)
کشیدگی A (طولی)	30%
سختی (حداکثر)	163 HB / 85 HRB

این مقادیر حداقل الزامات مشخص شده توسط ASTM A213 را نشان می دهد. در تولید واقعی، لوله‌های T22 معمولاً به استحکام کششی در حدود 470-580 مگاپاسکال دست می‌یابند که حاشیه طراحی اضافی را برای برنامه‌های طراحی شده بر اساس ASME B31.1 یا EN 12952-2 فراهم می‌کند.

 

4. عملکرد دمای بالا

4.1 مقاومت در برابر خزش

محتوای تقریباً 1٪ مولیبدن T22 با قدرت خزش عالی خود را فراهم می کند. در دمای فلز بین 500 تا 580 درجه، T22 مقاومت خزش قابل توجهی بهتری نسبت به فولاد کربنی نشان می‌دهد و پایداری ریزساختاری را در طول عملیات طولانی مدت حفظ می‌کند.

با توجه به معیارهای تنش مجاز ASME B31.1، T22 برای کاربردهای طراحی فشار تا حدودی مناسب است.593 درجه (1100 درجه فارنهایت). برای دماهای بالاتر، معمولاً موادی مانند فولادهای زنگ نزن T91، T92 یا آستنیتی ترجیح داده می شوند.

 

4.2 مقاومت در برابر اکسیداسیون

محتوای کروم یک مقیاس اکسید پایدار را تشکیل می دهد که مقاومت معقولی در برابر اکسیداسیون بخار و حمله گوگرد کمتر از حدود 600-650 درجه ایجاد می کند. برای عملکرد مداوم بالای 600 درجه، ممکن است آلیاژهای کروم بالاتر یا پوشش های محافظ مورد نیاز باشد.

 

4.3 تردی مزاج

مانند سایر فولادهای 2.25Cr-1Mo، T22 ممکن است پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در محدوده دمایی 350-575 درجه، شکنندگی مزاج را تجربه کند، به خصوص هنگامی که عناصر ناخالصی مانند فسفر و قلع بالا هستند.

برای اجزای دیوار ضخیم-که به عمر مفید بیشتری نیاز دارند، گرمای فولادی با ناخالصی کم- با محتوای کنترل‌شده P و Sn توصیه می‌شود.

 

5. عملیات حرارتی و جوش پذیری

عملیات حرارتی استاندارد:نرمال سازی کامل معمولاً در حدود 900-960 درجه انجام می شود و سپس در حدود 680-750 درجه تمپر می شود. لوله‌های کشیده شده سرد پس از فرآیند کاهش سرمای نهایی نرمال شده و تمپر می‌شوند. ASTM A213 همچنین اجازه می دهد تا بازپخت زیر بحرانی به عنوان یک شرایط تحویل جایگزین.

جوشکاری:T22 هنگام استفاده از مواد مصرفی جوشکاری 2.25Cr–1Mo مانند ER90S{4}}B3 (AWS A5.28) یا E9018-B3 (AWS A5.5) قابلیت جوشکاری خوبی دارد.

• دمای پیش گرمایش توصیه شده: 150-250 درجه برای مقاطع بالاتر از ضخامت تقریباً 13 میلی متر.
• عملیات حرارتی پست{0}}جوش (PWHT): 677-730 درجه.
• PWHT برای کاهش استرس باقیمانده و بازیابی چقرمگی ضروری است.

تشکیل:T22 از هر دو فرآیند شکل دهی گرم و سرد پشتیبانی می کند. هنگامی که تغییر شکل از حد مجاز بیشتر شود، ممکن است اجزای تشکیل‌شده در سرد{2}}به کاهش تنش نیاز داشته باشند.

 

6. نمرات معادل

استاندارد	تعیین
ASTM A213 / A335	T22 / P22 (UNS K21590)
GB/T 5310 (چین)	12Cr2MoG
EN 10216-2 / DIN 17175	10CrMo9-10 (1.7380)
JIS G 3462 / G 3458	STBA22 / STPA22

مهم:15CrMoG یا 13CrMo4-5 گاهی اوقات به اشتباه به عنوان معادل های T22 فهرست می شوند. این گریدها به فولادهای 1Cr-0.5Mo مانند ASTM A213 T11/T12 نزدیکتر هستند و با شیمی 2.25Cr-1Mo T22 مطابقت ندارند.

معادل چینی درست است12Cr2MoG، در حالی که معادل صحیح اروپایی است10CrMo9-10 (1.7380). هنگام تبدیل بین استانداردهای بین المللی، همیشه محتوای کروم و مولیبدن را تأیید کنید.

 

7. برنامه های کاربردی معمولی

• دیگ های نیروگاه:سوپرهیترها، گرم کن ها، لوله کشی بخار اصلی و هدرها که در شرایط دما و فشار بالا کار می کنند.
• تجهیزات شیمیایی و پتروشیمی:بخش‌های همرفت کوره‌های ترک خوردگی و سیستم‌های بازیابی گرمای زباله.
• پالایش نفت:واحدهای هیدروژناسیون و تصفیه آب در جایی که سرویس هیدروژن با دمای بالا وجود دارد.
• مبدل های حرارتی:مبدل‌های حرارتی-در حرارت بالا-و-لوله‌ای که در سیستم‌های پالایشگاهی و تاسیساتی استفاده می‌شوند.

 

کارخانه لوله فولادی آلیاژی A213 T22

اندازه، مقدار و نیاز خود را ارسال کنید. مهندسان ما راه حل مناسبی ارائه خواهند داد.

 

8. سوالات متداول

تفاوت بین T22 و T2 چیست؟

T22 حاوی تقریباً 2.25٪ کروم و 1٪ مولیبدن است، در حالی که T2 حاوی سطوح آلیاژی کمتری است. محتوای کروم بالاتر به T22 مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام خزشی بهتری می بخشد و آن را برای سوپرهیتر دیگ بخار و کاربردهای بخار اصلی مناسب تر می کند.

 

تفاوت بین T22 و T91 چیست؟

T91 یک آلیاژ 9Cr–1Mo–V با ​​مقاومت خزشی و مقاومت در برابر اکسیداسیون بالاتر از T22 است. معمولاً می تواند دمای بالاتر، حدود 650 درجه را تحمل کند. T22 همچنان به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد زیرا تعادل خوبی بین عملکرد و هزینه ایجاد می کند.

 

آیا لوله‌های T22 می‌توانند با یک گواهی{1}}درمان حرارت کامل همراه باشند؟

بله. لوله های بدون درز T22 به طور معمول در شرایط نرمال شده و تمپر شده با گواهینامه های آزمایش آسیاب مطابق EN 10204 3.1 شامل تجزیه و تحلیل شیمیایی، نتایج آزمایش مکانیکی و مقادیر سختی عرضه می شوند.

 

چه محدوده ضخامت دیوار برای لوله های دیگ T22 موجود است؟

محدوده عرضه معمولی شامل قطرهای خارجی از 19 میلی‌متر تا 114.3 میلی‌متر، با ضخامت دیواره‌ها از تقریباً 2.0 میلی‌متر تا بخش‌های دیوار سنگین بیش از 12 تا 20 میلی‌متر بسته به قابلیت تولید و الزامات کاربردی است.

 

آیا T22 برای سرویس هیدروژنی مناسب است؟

بله. زمانی که شرایط عملیاتی با محدودیت های منحنی نلسون مطابقت دارد، T22 به طور گسترده در کاربردهای هیدروژناسیون استفاده می شود. انتخاب ماده باید دما، فشار جزئی هیدروژن و محتوای H2S را طبق API RP 941 در نظر بگیرد.

 

مراجع

• ASTM A213/A213M- مشخصات استاندارد برای آلیاژ فریتی و آستنیتی بدون درز-دیگ بخار فولادی، سوپرهیتر و حرارت-لوله های مبدل.
• ASTM A335/A335M- مشخصات استاندارد برای آلیاژ فریتی بدون درز-لوله فولادی برای سرویس با دمای بالا{2}.
• ASME B31.1- لوله کشی برق.
• GB/T 5310-2017- لوله‌ها و لوله‌های فولادی بدون درز برای دیگ‌های بخار فشار قوی (12Cr2MoG).
• EN 10216-2- لوله های فولادی بدون درز برای مقاصد تحت فشار، درجه 10CrMo9-10 (1.7380).
• API RP 941- فولادها برای خدمات هیدروژنی در دماها و فشارهای بالا در پالایشگاه‌های نفت و پتروشیمی.