ในอุตสาหกรรมที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูง เช่น พลังงานและกระบวนการทางเคมี ท่อทำหน้าที่เป็นหลอดเลือดแดงสำคัญสำหรับการขนส่งวัสดุ ความล้มเหลวของระบบเหล่านี้อาจมีตั้งแต่ประสิทธิภาพการผลิตที่ลดลงไปจนถึงเหตุการณ์ด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรง การค้นหาวัสดุท่อส่งที่สามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรงยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับวิศวกรและผู้ปฏิบัติงาน
เหล็กโลหะผสม ASTM A335 P91 เป็นตัวแทนของเหล็กโครเมียม-โมลิบดีนัมที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษสำหรับสภาวะการบริการที่รุนแรง ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงเป็นพิเศษนั้นเกิดจากองค์ประกอบเฉพาะและกระบวนการบำบัดความร้อน วัสดุผ่านการทำให้เป็นมาตรฐานที่ 1,050°C ตามด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศที่ 200°C จากนั้นจึงอบคืนตัวที่ 760°C ซึ่งเป็นระบบการระบายความร้อนที่ให้ความต้านทานการคืบคลานและความทนทานที่เหนือกว่า
ระบบการตั้งชื่อ "P91" สะท้อนถึงองค์ประกอบองค์ประกอบ: โครเมียม 9% และโมลิบดีนัม 1% เสริมด้วยวาเนเดียม โครเมียมช่วยเพิ่มทั้งความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน ในขณะที่โมลิบดีนัมมีส่วนทำให้เกิดความยืดหยุ่น ความต้านทานต่อการสึกหรอ และความแข็งแรงของการคืบที่อุณหภูมิสูง
- เสถียรภาพในการทำงานในระยะยาว:คงคุณสมบัติทางกลไว้ตลอดระยะเวลาการให้บริการที่ยาวนาน
- ความหนาของผนังลดลง:บรรลุการกักเก็บแรงดันที่เทียบเท่ากับโปรไฟล์ที่บางกว่า ซึ่งช่วยลดต้นทุนวัสดุและข้อกำหนดในการเชื่อม
- ความต้านทานการคืบคลานที่ยอดเยี่ยม:ต้านทานการเสียรูปภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงอย่างต่อเนื่อง
ASTM A335 P91 พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในภาคอุตสาหกรรมที่มีความเครียดสูงหลายภาคส่วน:
- การผลิตไฟฟ้า:เหมาะสำหรับท่อไอน้ำแรงดันสูงในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน
- การแปรรูปก๊าซธรรมชาติ:ต้านทานสารกัดกร่อนในสถานบำบัด
- บริการปิโตรเลียม:ทนทานต่อสภาวะที่รุนแรงในระบบสกัดและขนส่ง
- โรงงานปิโตรเคมี:เหมาะสำหรับท่อกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง
- ระบบแลกเปลี่ยนความร้อน:ดำเนินการได้อย่างน่าเชื่อถือในการใช้งานเครื่องทำความร้อนและสายอุ่น
- ส่วนประกอบหม้อไอน้ำ:ออกแบบมาเพื่อบริการไอน้ำแรงดันสูง
การกำหนดวัสดุประกอบด้วย:
- ชื่อทางการค้า:P91
- หมายเลข UNS:K91560
- ข้อกำหนดท่อ:A335/SA335
- ท่อฟอร์จ/เจาะ:A369/SA369
เนื่องจากเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมเฟอร์ริติก A335/SA335 P91 จึงคงคุณลักษณะความแข็งแรงสูงไว้โดยไม่เสื่อมสภาพตามเวลา ขณะเดียวกันก็ให้ความต้านทานการคืบคลานที่เหนือกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับเกรดรุ่นก่อนๆ เช่น T22/P22 P91 ทนทานต่ออุณหภูมิสูงถึง 600°C และมีขีดจำกัดการเกิดออกซิเดชันที่สูงกว่า ทำให้สามารถออกแบบส่วนประกอบที่บางลงได้
- คาร์บอน:0.08% - 0.12%
- แมงกานีส:0.30% - 0.60%
- โครเมียม:8.00% - 9.50%
- โมลิบดีนัม:0.85% - 1.05%
- วาเนเดียม:0.18% - 0.25%
- ไนโตรเจน:0.030% - 0.070%
- ความต้านแรงดึง (ขั้นต่ำ):85,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (585 เมกะปาสคาล)
- กำลังรับผลผลิต (ขั้นต่ำ):60,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (415 เมกะปาสคาล)
ขั้นตอนการเชื่อมที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งาน P91 ข้อกำหนดที่สำคัญ ได้แก่ :
- การควบคุมอุณหภูมิอุ่นและอินเตอร์พาสอย่างเข้มงวด
- การบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมภาคบังคับ
- การใช้อิเล็กโทรดที่มีองค์ประกอบตรงกัน
- ป้องกันการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน
ระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำสมัยใหม่ให้การควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับส่วนประกอบที่มีผนังหนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปทรงที่ซับซ้อน เช่น แท่นเชื่อมและจุดต่อกิ่ง