Tubos sem costura de aço carbono JIS G3455 para serviços em-altas temperaturas
Visão geral
JIS G3455é o padrão industrial japonês paratubos sem costura de aço carbono destinados a serviços em-altas temperaturasem caldeiras, trocadores de calor, superaquecedores e outras aplicações de pressão onde a resistência à temperatura elevada é crítica. É o equivalente japonês aASTM A106eDIN 17175, projetado especificamente para serviços acima de 350 graus.
Classes de aço e classes de temperatura
JIS G3455 define notas com base notemperatura máxima de serviço permitida:
| Designação de grau | Temperatura Máxima de Serviço | Grau ASTM comparável | Característica Chave |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Até 425 graus | A106 Gr. C/A53 Gr. B | Aço carbono-geral para altas temperaturas |
| STPA 20 | Até 450 graus | A335 gr. P1/T1 | 0,5% de aço molibdênio para resistência à fluência |
| STPA 22 | Até 475 graus | A335 gr. P2/T2 | 0,5Cr-aço de baixa liga 0,5Mo |
| STPA 23 | Até 500 graus | A335 gr. P12/T12 | Aço de liga 1Cr-0.5Mo |
| STPA 24 | Até 550 graus | A335 gr. P11/T11 | Liga de aço 1,25Cr-0,5Mo-Si |
| STPA 25 | Até 550 graus | A335 gr. P22/T22 | Aço de liga 2.25Cr-1Mo |
| STPA 26 | Até 600 graus | A335 gr. P5/T5 | Aço de liga 5Cr-0.5Mo |
Nomenclatura:
STP: Tubo sem costura para fins de pressão
A: Indica aço-liga (graus de temperatura mais alta)
Número: Designação de nota sequencial (não baseada-na resistência)
Propriedades Mecânicas à Temperatura Ambiente
| Nota | Resistência à tração (MPa) | Resistência ao rendimento (MPa) mín. | Alongamento (%) Mín. |
|---|---|---|---|
| STPA 12 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 20 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 22 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 23 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 24 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 25 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
| STPA 26 | Maior ou igual a 410 | 245 | 25 |
Nota: As propriedades de tração em temperaturas mais altas são definidas em tabelas separadas para cálculos de projeto.
Composição Química (% Máximo)
| Nota | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Outro |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | - |
Todas as classes são de aço morto com teor controlado de alumínio para refinamento de grão.
Processo de Fabricação
Método de produção:
Fabricação de aço:Arco elétrico ou forno básico de oxigênio com refino secundário
Fundição de Lingote:Aço morto com solidificação controlada
Trabalho a quente:Perfuração via processo Mannesmann seguida de laminação a quente ou extrusão
Tratamento térmico: Obrigatório– Todos os tubos são tratados termicamente:
STPA 12:Normalizado ou normalizado e temperado
STPA 20-26:Normalizado e temperado
Acabamento:Endireitamento, corte, teste, inspeção
Faixa de tamanho:
Diâmetro externo:10,5 mm a 900 mm (≈ 0,4" a 35")
Espessura da parede:1,0 mm a 100 mm
Comprimento:Normalmente 4-8m; comprimentos maiores até 18 m disponíveis
Requisitos de tratamento térmico
| Nota | Tratamento Térmico Obrigatório | Faixa de temperatura típica |
|---|---|---|
| STPA 12 | Normalizado ou Normalizado e Temperado | Normalizar: 880-950 graus Temperamento: 600-700 graus |
| STPA 20 | Normalizado e temperado | Normalizar: 880-950 graus Temperamento: 630-730 graus |
| STPA 22 | Normalizado e temperado | Normalizar: 900-980 graus Temperamento: 650-750 graus |
| STPA 23 | Normalizado e temperado | Normalizar: 900-1000 graus Temperamento: 680-780 graus |
| STPA 24 | Normalizado e temperado | Normalizar: 900-1000 graus Temperamento: 680-780 graus |
| STPA 25 | Normalizado e temperado | Normalizar: 900-1000 graus Temperamento: 680-780 graus |
| STPA 26 | Normalizado e temperado | Normalizar: 900-1050 graus Temperamento: 700-800 graus |
Nota: As taxas de resfriamento e os tempos de revenido são controlados para atingir a microestrutura necessária.
Requisitos de teste e inspeção
| Teste | Referência Padrão (JIS) | Exigência |
|---|---|---|
| Teste de tração | JIS-Z 2241 | Um por bateria. Amostras transversais para DE maior ou igual a 40mm. |
| Teste de achatamento | JIS-Z 2248 | Para tubos com DE menor ou igual a 50mm e parede < 10% do DE. |
| Teste de dureza | JIS-Z 2245 | Freqüentemente especificado para classes de liga para verificar o revenido. |
| Teste Hidrostático | JIS G 3455 Seção 8 | Obrigatório.Pressão Maior ou igual a 7 MPa ou fórmula calculada. |
| Teste Não Destrutivo | UT, RT ou MT | Pode ser especificado para aplicações críticas. |
| Teste de tamanho de grão | JIS G 0551 | Frequentemente necessário para classes-resistentes à fluência. |
| Tensão-de alta temperatura | JIS-Z 2271 | Pode ser especificado para validação de projeto. |
Pressão de teste hidrostático:
Mínimo:7 MPa(1.015 psi)
Calculado: P=2×S×tDP=D2×S×t
Onde S=70% do limite de escoamento mínimo à temperatura ambiente
Tolerâncias Dimensionais
| Dimensão | Tolerância (de acordo com JIS G 3455) |
|---|---|
| Diâmetro externo | DE menor ou igual a 50 mm: ±0,5 mm 50 < DE menor ou igual a 200 mm: ±1,0% DE > 200 mm: ±0,75% |
| Espessura da Parede | +12.5%, -10% da parede nominal |
| Comprimento | Comprimento fixo: +10 mm, 0 mm |
| Retidão | Menor ou igual a 0,2% do comprimento total |
| Peso | ±10% do peso teórico por tubo único |
Aplicativos
Indústrias Primárias:
Geração de energia:Principais linhas de vapor, linhas de reaquecimento a quente, superaquecedores, tubos de caldeira
Petroquímica:Crackers catalíticos, reformadores, tubos de aquecimento
Refino:Tubulação de processo de alta-temperatura e linhas de transferência
Caldeiras Industriais:Sistemas de vapor de alta-pressão
Plantas Químicas:Sistemas de reatores-de alta temperatura
Serviços Específicos:
Superheated steam (>400 graus)
Óleo quente e fluidos térmicos
Gases de processo em temperaturas elevadas
Fluidos de transferência de calor em trocadores
Serviço de hidrogênio-de alta temperatura (com limitações)
Comparação com padrões internacionais
| Nota | JIS G3455 | Equivalente ASTM | Equivalente DIN | EN Equivalente |
|---|---|---|---|---|
| STPA 12 | C Menor ou igual a 0,25%, 425 graus no máximo | A106 Gr. C | Santo 35.8 | P235GH |
| STPA 20 | 0,5Mo, 450 graus no máximo | A335 P1/T1 | 15Mo3 | 16Mo3 |
| STPA 22 | 0,5Cr-0,5Mo, 475 graus máximo | A335 P2/T2 | 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 |
| STPA 23 | 1Cr-0,5Mo, 500 graus no máximo | A335 P12/T12 | 14MoV6-3 | 14MoV6-3 |
| STPA 24 | 1,25Cr-0,5Mo-Si, 550 graus no máximo | A335 P11/T11 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 25 | 2,25Cr-1Mo, máximo de 550 graus | A335 P22/T22 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA 26 | 5Cr-0,5Mo, máximo de 600 graus | A335 P5/T5 | 12CrMo19-5 | 12CrMo19-5 |
Vantagens e recursos especiais
Resistência à fluência:Projetado especificamente para serviços em-alta temperatura-de longo prazo
Estabilidade Microestrutural:O tratamento térmico garante microestrutura estável à temperatura
Resistência à oxidação:Os graus de liga resistem à incrustação em altas temperaturas
Consistência de qualidade:Usinas japonesas mantêm controle rígido sobre tratamento térmico
Documentação:Relatórios de testes abrangentes, incluindo registros de tratamento térmico
Considerações de projeto e fabricação
Soldagem:
Pré-aquecimento necessário:Para todos os tipos de liga (STPA 20-26)
Tratamento térmico pós{0}}soldagem: Obrigatóriopara classes de liga para restaurar propriedades
Metais de enchimento:Deve corresponder ou superar a composição do metal base
Qualificação do procedimento:Essencial devido ao conteúdo de liga
Projeto de fluência:
As tensões admissíveis dependem-da temperatura
Dados de ruptura por fluência disponíveis para projeto
Considerações sobre relaxamento do estresse são importantes
Os efeitos do ciclo térmico devem ser avaliados
Fabricação:
Flexão:Dobra a quente preferida para classes de liga
Formando:Mais difícil que o aço carbono devido ao teor de liga
Usinagem:Requer ferramentas e técnicas apropriadas
Limpeza:Deve remover todos os contaminantes antes do serviço
Certificação e rastreabilidade de materiais
Documentação necessária:
Certificado de teste de moinho:Análise química completa para todos os elementos
Registro de Tratamento Térmico:Tempos, temperaturas, taxas de resfriamento
Relatórios de testes mecânicos:Temperatura ambiente e elevada, se especificada
Registros de testes hidrostáticos:Pressão, duração, inspetor
Rastreabilidade:Cadeia completa desde o fundido até o tubo acabado
Requisitos de marcação:
Nome/marca registrada do fabricante
Padrão (JIS G3455)
Grau (por exemplo, STPA 24)
Tamanho (OD × espessura da parede)
Número de calor
Símbolo de tratamento térmico
Marca do inspetor
Informações sobre pedidos
Dados de especificação essenciais:
Padrão e grau:JIS G3455 STPA [Número]
Dimensões:DE (mm) × WT (mm) × Comprimento (mm ou m)
Tratamento térmico:Especifique se for diferente do padrão
Teste:Testes padrão mais quaisquer requisitos adicionais
Preparação final:Simples, chanfrado ou especial
Certificação:Requisitos MTC (idioma, formato)
Marcação:Instruções específicas de marcação
