Tubulação de aço da caldeira do aço carbono SA671 CH100
Introdução
ASTM A671 CH100 é umtubo de chapa de aço carbono soldado-de alta-resistência,-tratado termicamente,-de fusão-elétricaprojetado paraserviço de alta-pressão e alta-temperatura. É uma classe específica dentro da especificação ASTM A671.
Onomenclaturaé fundamental:
SA671:A especificação básica para tubos soldados por-fusão-elétrica.
C:Indica que o tubo é fabricado a partir deplaca de aço carbono.
H:Um sufixo obrigatório que indica que as propriedades mecânicas especificadas devem ser atendidas nocondição-tratada termicamentepara ocorpo inteiro do tubo(não apenas a área de solda).
100:Representa olimite de escoamento mínimo especificado de 100 ksi (690 MPa).
A designação "H" é crucial. Isso significa que o tubo acabado passa por um-tratamento térmico de corpo inteiro (como normalização e revenido) após a fabricação, garantindo propriedades mecânicas uniformes e aprimoradas por toda parte.
Características principais
Material:Aço carbono-de alta resistência.
Processo de fabricação:-Fusão-elétrica soldada (EFW) a partir de placas de aço, seguida portratamento térmico-de corpo inteiro.
Propriedade principal: Resistência/resistência à tração excepcionalmente alta e uniforme com tenacidade aprimoradadevido ao tratamento térmico.
Estado do Tratamento Térmico: Obrigatório- Os tubos são fornecidos na condição-tratada termicamente.
Temperatura típica de serviço:Adequado para temperaturas elevadas, com tensões admissíveis definidas por códigos como ASME BPVC Seção II, Parte D.
Aplicação primária:Tubulações críticas de alta-pressão e alta{1}}temperatura em usinas de energia e indústrias pesadas, onde resistência e confiabilidade máximas são fundamentais.
Padrões:ASTM A671.
Composição Química (Típica/Obrigatória, %)
A composição química é crítica para atingir a resistência especificada após o tratamento térmico. É semelhante ao C100, mas com controles mais rígidos.
| Elemento | Porcentagem Máxima (%) | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.20 - 0.25 | Cuidadosamente balanceado em termos de resistência (endurecimento) e soldabilidade. |
| Manganês (Mn) | 1.15 - 1.50 | Elemento de reforço primário; gama otimizada para tratamento térmico. |
| Fósforo (P) | Menor ou igual a 0,025 | Mantido muito baixo para preservar a resistência. |
| Enxofre (S) | Menor ou igual a 0,025 | Mantido muito baixo para evitar falta de calor e melhorar a soldabilidade. |
| Silício (Si) | 0.15 - 0.40 | Desoxidante e fortalecedor de solução sólida. |
| Carbono Equivalente (CE) | ~0.40 - 0.48 (fórmula IIW) | Um valor calculado (C + Mn/6 + ...) que deve ser controlado para garantir a soldabilidade sem problemas de pré/pós-tratamento térmico. |
*Observação: o material real da placa normalmente está em conformidade com uma especificação como ASTM A537 Classe 2 ou classes tratáveis termicamente-similares. As especificações do comprador geralmente determinam limites exatos.*
Propriedades mecânicas (condição tratada-calormente)
| Propriedade | Valor (Imperial) | Valor (métrica) | Condição/Nota |
|---|---|---|---|
| Força de rendimento (min) | 100 ksi | 690 MPa | À temperatura ambiente. |
| Resistência à tração (min) | 115 ksi | 795 MPa | À temperatura ambiente. |
| Alongamento (min, %) | 16 | 16 | Em comprimento de medida de 2 polegadas (50 mm). |
| Dureza (máx.) | 225 HBWou235 HV | 225 HBWou235 HV | Frequentemente especificado para garantir boa soldabilidade e resistência à trinca induzida-por hidrogênio (HIC). |
*Resistência ao impacto: para o CH100, o teste de impacto Charpy V-notch é frequentementeespecificado pelo comprador. A energia absorvida necessária (por exemplo, 20 pés -lb / 27 J em média) e a temperatura de teste (por exemplo, 32 graus F / 0 graus ou superior) são definidas no pedido de compra com base nos requisitos do projeto.*
Tratamento Térmico Obrigatório
Processo:Otubo acabado inteirodeve passar por um processo de tratamento térmico, comoNormalizandoouNormalização e moderação.
Propósito:
Para refinar a estrutura granular da placa de base e da zona afetada-pela solda/calor (HAZ).
Para obter uma microestrutura uniforme (por exemplo, perlita/ferrita fina) em todo o corpo do tubo.
Para obter as propriedades mecânicas especificadas.
Para aliviar tensões residuais dos processos de conformação e soldagem.
Paramelhorar significativamente a tenacidade e a resistência à fratura frágil.
Exame não-destrutivo (EQM)
Devido ao seu serviço crítico, altos níveis de EQM são padrão:
Radiografia (RT):A solda de costura longitudinal é100% radiografado(normalmente em conformidade com ASTM A671Classe 12).
Teste ultrassônico (UT):Freqüentemente especificado para a costura de solda e às vezes para a placa de base para detectar falhas planas.
Teste hidrostático:Cada tubo é testado sob pressão até um nível especificado pela norma ou pelo comprador.
Aplicações Típicas
Linhas de vapor de alta pressão-crítica(vapor principal, reaquecimento a quente) em usinas termelétricas a carvão ultra-supercrítico (USC)-.
Carcaças e tubos do aquecedor de água de alimentação-de alta pressão.
Vasos reatores de parede-pesadose componentes de hidrocraqueadores na indústria petroquímica.
Usina Nuclearsistemas auxiliares de alta-pressão (lado não-nuclear).
Qualquer aplicação que exija a combinação ideal de alta resistência, tenacidade e integridade de pressão.
Comparação: C100 vs. CH100
| Recurso | SA671 C100 | SA671CH100 |
|---|---|---|
| Tratamento térmico | Alívio de tensão na costura de soldaé necessário. O tratamento-térmico de corpo inteiro éopcionala menos que especificado. | O tratamento-térmico de todo o corpo (por exemplo, normalização e temperamento) é OBRIGATÓRIO. |
| Uniformidade de propriedade | As propriedades são garantidas principalmente para a placa de base. As propriedades da solda/ZTA podem ser diferentes. | Propriedades mecânicas uniformesgarantido para ocorpo inteiro do tubo, incluindo solda e HAZ. |
| Resistência e Microestrutura | Bom. Depende da qualidade da placa e do procedimento de soldagem. | Superior.O tratamento térmico refina a estrutura do grão, levando amelhor tenacidade e resistência à fratura. |
| Custo e prazo de entrega | Custo mais baixo e prazo de entrega mais curto do que CH100. | Custo mais alto e prazo de entrega mais longo devido ao ciclo obrigatório de tratamento térmico-de corpo inteiro. |
| Caso de uso típico | Serviço geral de alta-pressão onde o código permitir. | Serviço mais críticoonde máxima confiabilidade, uniformidade e resistência são in-negociáveis. |
Padrões e Certificação
Padrão Primário: ASTM A671- Especificação padrão para tubos de aço soldados de-fusão-elétrica para serviços de alta-pressão em temperaturas moderadas.
Código Aplicável:Usado principalmente sobCódigo ASME para caldeiras e vasos de pressão (BPVC), Seção I e Seção VIII.
Certificação:Requer uma extensaCertificado de teste de moinho (MTC) - EN 10204 3.2, incluindo:
Certificados de material de placa com química e testes completos.
Relatórios de testes químicos e mecânicos de tubos a partir de amostras de tubos tratados.
Relatórios de teste de impacto (se especificado).
Registro detalhado de tratamento térmico(temperatura, tempo, ciclo).
Relatórios de EQM 100%(RT, UT).
Relatório de teste hidrostático.
Nota crítica:SA671 CH100 representa onível premiumde tubo soldado de aço carbono. Sua fabricação, principalmente soldagem e posterior tratamento térmico, exige qualificação de procedimentos extremamente rigorosos (PQR/WPQ) e controle de qualidade para manter suas propriedades superiores. É um material especificado para as aplicações mais exigentes.
