O que é tubo ASTM A691 1-1/4Cr?
ASTM A691 é a especificação padrão para tubos de liga de aço de-fusão-soldada (EFW) de cromo-molibdênio destinados a serviços de alta-temperatura e alta-pressão. A designação 1-1/4Cr identifica o tipo: um aço de baixa-liga contendo nominalmente 1,25% de cromo combinado com molibdênio, o par clássico de Cr-Mo usado para resistência a temperaturas elevadas, resistência à fluência e resistência à oxidação.
Como o tubo é formado por placa ou chapa, unido ao metal de adição por um processo de soldagem por{0}fusão elétrica e finalizado com uma costura longitudinal, ele normalmente é especificado onde grandes diâmetros e paredes pesadas são necessários e onde uma fresadora sem costura não pode fornecer o tamanho. A especificação cobre química, tratamento térmico, requisitos de tração, qualidade da solda, inspeção e teste do tubo acabado.
O tubo A691 é pedido como uma combinação de grau e classe. A classe fixa a composição química do metal base e do metal de adição, enquanto a classe fixa o nível mínimo de resistência à tração e a condição-do tratamento térmico em que o tubo é fornecido. Ambas as partes da designação devem ser indicadas no pedido de compra.
Composição Química e Requisitos Mecânicos
O grau 1-1/4Cr é um aço cromo-molibdênio da mesma família dos graus de liga ferrítica usados para tubulações de alta temperatura. As faixas de liga abaixo são as que regem o grau; o carbono é mantido deliberadamente baixo para soldabilidade e os elementos residuais são restritos para proteger a tenacidade.
| Elemento | Requisito típico para 1-1/4Cr | Propósito |
|---|---|---|
| Cr | 1.00-1.50% | Resistência à oxidação e incrustação à temperatura |
| Mo | 0.44-0.65% | Resistência à fluência e resistência à tração em{0}temperaturas elevadas |
| C | Faixa controlada de baixo-carbono | Soldabilidade e ductilidade da zona afetada-pelo calor da solda |
| Mn, Si | Especificado de acordo com o padrão | Desoxidação e equilíbrio de força |
| P, S | Restrito | Dureza, solidez da solda |
O metal de adição deve depositar uma solda que corresponda à química do Cr-Mo do metal base, e o metal de solda depositado deve atender aos requisitos de propriedade mecânica da ASTM A691 para o grau e classe solicitados. Os limites de resistência à tração, resistência ao escoamento e alongamento aumentam com o número da classe, portanto os valores mecânicos devem sempre ser retirados da tabela de propriedades da norma para o grau e classe exatos do pedido.
Rota de fabricação: Construção-de fusão-soldada elétrica
A placa é cortada,-preparada nas bordas, laminada ou prensada em uma casca cilíndrica e unida por uma costura longitudinal com adição de metal de adição. A soldagem-de arco submerso de dupla face é comum para paredes pesadas. A sequência que importa para a qualidade final é:
Verificação da placa em relação ao grau químico solicitado.
Ajuste-e controle de alinhamento para que o deslocamento permaneça dentro dos limites dimensionais do padrão.
Controle dos parâmetros de soldagem: entrada de calor, temperatura entre passes e condição de fluxo influenciam a tenacidade.
Tratamento térmico do tubo acabado nas condições exigidas pela classe - seja para alívio de tensões ou normalização e revenido.
Exame não-destrutivo da costura longitudinal e teste hidrostático de cada comprimento.
Inspeção dimensional, marcação e emissão do certificado de ensaio do material.
O tratamento térmico pós{0}}soldagem não é cosmético. No material 1-1/4Cr, ele restaura a ductilidade e a tenacidade na zona afetada pelo calor-da solda e relaxa a tensão residual, portanto, o registro do tratamento térmico para cada lote deve ser revisado juntamente com os resultados do teste mecânico.
Aplicações em serviço-de alta temperatura
O tubo 1-1/4Cr é amplamente utilizado como tubulação de pressão para temperaturas elevadas, onde o aço carbono perdeu sua resistência à fluência, mas um grau de liga mais alta ainda não é justificado pelo custo:
Tubulação de processo de refinaria - circuitos de hidrotratamento, reformador e hidrocraqueamento.
Geração de energia - linhas de vapor e reaquecimento quente, tubulação de saída da caldeira e coletores de vapor.
Plantas químicas e petroquímicas - reatores, trocadores de calor e linhas de transferência.
Tubulação do forno e do reformador operando continuamente na faixa de fluência.
Como o material mantém resistência à temperatura e forma uma camada protetora de óxido, ele é frequentemente escolhido para linhas que apresentam carga térmica constante, em vez de linhas que realizam ciclos intensos em baixa temperatura.
Notas de pedido, soldagem e inspeção
Para soldagem em campo e em oficina de tubos 1-1/4Cr, o pré-aquecimento na faixa normalmente especificada para aço de baixa-liga Cr-Mo (cerca de 150-200 graus C) é uma prática padrão, seguido por temperatura entre passes controlada, metal de adição de Cr-Mo correspondente e tratamento térmico pós-soldagem na conclusão. O resfriamento rápido de uma solda de seção pesada sem tratamento térmico é uma causa comum de zonas duras e sensíveis a rachaduras afetadas pelo calor.
Pontos que valem a pena conferir na entrega: a classe e classe do tubo no certificado contra o pedido de compra; resultados químicos e de tração para cada corrida e cada lote; o registro-do tratamento térmico; a especificação do procedimento de soldagem e o registro de qualificação do procedimento para a costura longitudinal; resultados radiográficos ou ultrassônicos da costura; pressão e duração do teste hidrostático; e tolerâncias dimensionais nas extremidades.
Perguntas frequentes
P: O que significa 1-1/4Cr na ASTM A691?
É a designação do grau: o aço contém nominalmente 1,25% de cromo junto com molibdênio, conferindo ao tubo sua elevada-resistência à temperatura e resistência à oxidação.
P: Como o A691 difere de uma especificação de tubo de liga sem costura?
O A691 cobre tubos feitos por soldagem por{1}fusão elétrica a partir de chapa com adição de metal de adição, por isso é adequado para grandes diâmetros e paredes pesadas. As especificações sem costura cobrem tubos produzidos sem solda longitudinal e são geralmente usadas para diâmetros menores.
P: O que o número da classe informa ao comprador?
A classe define o nível mínimo de resistência à tração e a condição de tratamento-térmico do tubo acabado. O grau e a classe devem ser citados, porque a mesma química pode ser fornecida em diferentes níveis de resistência.
P: O tratamento térmico pós{0}}soldagem é obrigatório?
Para material de baixa-liga Cr-Mo nas espessuras típicas desta classe, o tratamento térmico é normalmente especificado para temperar a zona afetada pelo calor-da solda e aliviar a tensão residual. O requisito exato segue o código de construção aplicável e a classe solicitada.
P: Onde o tubo 1-1/4Cr é usado com mais frequência?
Em tubulações de processos petroquímicos e de refinarias e em sistemas de vapor de usinas de energia, onde quer que a temperatura de serviço exceda o limite prático do aço carbono, mas não exija um grau de liga-mais alto.
P: O que deve ser verificado no certificado da fábrica?
Grau e classe, número de calor, análise química, resultados de tração e rendimento, condição de tratamento-térmico, resultados de exame de solda e registro de teste hidrostático para cada comprimento.
