چرا در مبدلهای حرارتی پوسته و لوله، برخی از لولههای فولادی زنگ نزن همچنان از خوردگی بین دانهای، تخریب عملکرد یا حتی خرابی زودرس پس از جوشکاری یا عملکرد طولانی مدت در دماهای بالا رنج میبرند؟ عامل مهم در این است که آیا عملیات حرارتی مواد، و همچنین دقت ابعادی و کنترل کیفیت سطح آن، واقعاً الزامات سختگیرانه کاربردهای مهندسی را برآورده میکند یا خیر.
لوله های ASME SA213 TP321 ما برای مبدل های حرارتی پوسته و لوله به طور خاص برای خدمات در دمای بالا و شرایط جوش طراحی شده اند. TP321 یک فولاد ضد زنگ آستنیتی تثبیت شده با تیتانیوم است. از طریق کنترل دقیق محتوای تیتانیوم آن (معمولا Ti بزرگتر یا برابر با 5×C)، به طور موثری از تشکیل کاربیدهای کروم جلوگیری می کند، بنابراین خطر خوردگی بین دانه ای را از بین می برد. این امر آن را به ویژه برای کاربردهای تبادل حرارتی با دمای بالا و محیط هایی با چرخه حرارتی مکرر مناسب می کند.
با توجه به عملیات حرارتی، تمام لوله های TP321 ما تحت یک فرآیند آنیل کردن محلول استاندارد قرار می گیرند. این فرآیند که عموماً در دماهای بین 1040 تا 1100 درجه و به دنبال آن خنک شدن سریع انجام می شود، انحلال کامل کاربیدها را تضمین می کند و منجر به ایجاد یک ریزساختار یکنواخت و پایدار می شود. در عین حال، تنش های پسماند ایجاد شده در طول تولید و جوشکاری را کاهش می دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان طولانی مدت مواد و مقاومت آن را در برابر اکسیداسیون در محیط های با دمای بالا بهبود می بخشد.
لوله ASME SA213 TP321
با توجه به تحمل ابعاد و کیفیت سطح، ما به شدت به استاندارد ASME SA213 پایبند هستیم. ما تلورانس های قطر خارجی را در ± 0.3٪ و تحمل ضخامت دیوار را در ± 10٪ حفظ می کنیم تا از تناسب دقیق در هنگام مونتاژ لوله به ورق لوله اطمینان حاصل کنیم و به طور موثر خطر نشت را به حداقل برسانیم. علاوه بر این، سطوح داخلی و خارجی هر دو تحت فرآیندهای تکمیل و تمیز کردن دقیق قرار می گیرند تا از عاری بودن از رسوب، باقی مانده روغن و ناخالصی ها اطمینان حاصل شود. زبری سطح داخلی (Ra) معمولاً کمتر یا مساوی 0.8 میکرومتر کنترل میشود، که به طور موثر مقاومت در برابر جریان سیال را کاهش میدهد و تمایل به رسوبگیری را تقریباً 15 تا 20 درصد کاهش میدهد و در نتیجه به طور قابل توجهی راندمان تبادل حرارت کلی را بهبود میبخشد.
ترکیب شیمیایی
| مدرک | UNS | ج | دقیقه | س | بله | آره | Cr | هیچ کدام | شما |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 321 | S32100 | حداکثر 0.08 | حداکثر 2.00 | حداکثر 0.045 | حداکثر 0.03 | حداکثر 1.00 | 17.0-19.0 | 9.0-12.0 | 5(C+N)-0.07 |
| 321 ساعت | S32109 | 0.04-0.10 | حداکثر 2.00 | حداکثر 0.045 | حداکثر 0.03 | حداکثر 1.00 | 17.0-19.0 | 9.0-12.0 | 4(C+N)-0.07 |
خواص مکانیکی
| مدرک | استحکام کششی، حداقل ksi (MPa) | قدرت تسلیم، حداقل ksi (MPa) | ازدیاد طول در 2 اینچ یا 50 میلی متر، حداقل. (%) | سختی | دمای محلول، حداقل درجه F (درجه) |
|---|---|---|---|---|---|
| 321 | 75 (515) | 30 (205) | 35 | 90 HRB; 192 HBW / 200 HV | 1900 (1040) |
| 321 ساعت | 75 (515) | 30 (205) | 35 | 90 HRB; 192 HBW / 200 HV | 2000 (1090) |
تحمل برای لوله فولادی ضد زنگ 321 مطابق با ASTM A213
| مشخصات | قطر اسمی | تغییر قطر خارجی مجاز (میلی متر) | تغییر ضخامت دیواره مجاز | تحمل طول دقیق (میلی متر) | مقالات | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| برتر | پایین تر | برتر (%) | پایین تر (%) | برتر | پایین تر | |||
| لوله بدون درز ASTM A213 TP321 برای بویلرها، سوپرهیترها و مبدل های حرارتی | کمتر از 25.4 | 0.1016 | 0.1016 | +20 | 0 | 3,175 | 0 | تست خرد کردن |
| شامل 25.4 - 38.1 | 0.1524 | 0.1524 | +22 | 0 | 3,175 | 0 | تست کشش | |
| 38.1 - 50.8 به استثنای | 0.2032 | 0.2032 | +22 | 0 | 3,176 | 0 | تست شعله ور شدن | |
| 50.8 - 63.5 به استثنای | 0.254 | 0.254 | +2 | 0 | 4.46 | 0 | تست سختی | |
| 63.5 - 76.2 به استثنای | 0.3218 | 0.3218 | +22 | 0 | 4.76 | 0 | تست هیدرواستاتیک 100% | |
| 76.2 - 101.6 شامل. | 0.381 | 0.381 | +22 |
کاربردهای لوله بدون درز ASTM A213/ASME SA213 TP321
پانل های معماری ساحلی
لوازم جانبی قایق
ظروف شیمیایی
از جمله هزینه های حمل و نقل
مبدل های حرارتی
الزامات تست
علاوه بر آزمون های استاندارد کشش و سختی، موارد زیر الزامی است:
تست های مسطح/شعله ور شدن: برای تضمین شکل پذیری لوله و جلوگیری از ترک خوردن در حین انبساط.
آزمایشهای غیر مخرب (NDT): آزمایشهای جریان القایی 100٪ (ET) یا اولتراسوند (UT) و همچنین آزمایشهای هیدرواستاتیک.
تست های خوردگی بین دانه ای: به طور خاص بر روی برآورده کردن الزامات تمرین E ASTM A262 متمرکز شده است.
گواهی تست مواد (MTC): باید با استاندارد EN 10204 3.1 یا 3.2 مطابقت داشته باشد (در موارد بازرسی شخص ثالث).
آزمایش غیر مخرب
بسته بندی و علامت گذاری:
بسته بندی شامل بسته ها یا جعبه های تخته سه لا است که در پلاستیک پیچیده شده اند و اقدامات حفاظتی مناسب برای اطمینان از حمل و نقل دریایی ایمن را در بر می گیرد یا مطابق با الزامات خاص انجام می شود. علامت گذاری باید با مفاد مشخصات A1016/A1016M مطابقت داشته باشد و نشان دهد که لوله گرم است یا سرد. علامت گذاری شامل داده های دیگر است: استاندارد، درجه، ابعاد، شماره ریخته گری و شماره دسته.
سوالات متداول
س: آیا بازپخت تثبیت کننده برای TP321 اجباری است؟
پاسخ: استاندارد مورد نیاز برای ASME SA213 بازپخت محلول است (گرمایش تا حداقل 1040 درجه و به دنبال آن خنک سازی سریع). این فرآیند معمولا بین 845 درجه تا 900 درجه انجام می شود. اگرچه توسط استاندارد SA213 مورد نیاز نیست، اما برای محیطهای خورنده بسیار تهاجمی یا شرایط عملیاتی که دمای طراحی بیش از 400 درجه است، بسیاری از کاربران بهطور خاص درخواست آنیل تثبیتکننده را به سفارش خود دارند تا اطمینان حاصل شود که تیتانیوم به طور موثر کربن را جذب میکند.
س: آیا TP321 در برابر خوردگی تنش کلرید (SCC) در مبدل های حرارتی مقاوم است؟
پاسخ: خیر. مانند تمام فولادهای زنگ نزن آستنیتی سری 300، TP321 نیز به شدت در برابر خوردگی تنش کلرید حساس است. اگر آب در گردش حاوی سطوح بالایی از یون های کلرید باشد، استفاده از فولادهای ضد زنگ دوبلکس (مانند S32205) یا آلیاژهای نیکل بالا باید در نظر گرفته شود.
Q7: آیا الزامات خاصی برای جوشکاری TP321 وجود دارد؟
ج: انتخاب فلز پرکننده: عموماً فلزات پرکننده ER321 یا ER347 (تثبیت شده با نیوبیم) انتخاب می شوند.
گاز محافظ: آرگون با خلوص بالا باید برای پاکسازی بعدی استفاده شود. در غیر این صورت، اکسیداسیون تیتانیوم باعث تشکیل سرباره و در نتیجه کاهش مقاومت به خوردگی جوش می شود.
