ASME SA387 GR.22 คืออะไร?
ASME SA387 เกรด 22 เป็นแผ่นเหล็กภาชนะรับความดันโลหะผสม 2.25Cr-1Mo ที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานในอุณหภูมิสูง-และสภาพแวดล้อมการให้บริการไฮโดรเจน เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นภาชนะรับความดันที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไป ปริมาณโครเมียมที่สูงกว่าจะช่วยเพิ่ม-อุณหภูมิออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้น ในขณะที่การเติมโมลิบดีนัมจะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและความต้านทานการคืบคลาน
ASME SA387 Gr.91 คืออะไร
ASME SA387 เกรด 91 เป็นเหล็กกล้าโลหะผสม 9Cr-1Mo ที่ได้รับการดัดแปลง ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สูงขึ้นในเชื้อเพลิงฟอสซิล-และโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม เมื่อเปรียบเทียบกับเกรด 22 เกรด 91 จะได้โครงสร้างจุลภาคของมาร์เทนซิติกที่ผ่านการปรับอุณหภูมิ ผ่านการเติมไมโครอัลลอยด์ที่แม่นยำของวาเนเดียม (V) ไนโอเบียม (Nb) และไนโตรเจน (N) รวมกับการบำบัดความร้อนที่ออกแบบโดยเฉพาะ
ข้อมูลจำเพาะของแผ่นเหล็ก SA387 Gr.91 และ Gr.22
| รายการ | ข้อมูลจำเพาะ |
|---|---|
| ประเภทเหล็ก | โครเมียม-เหล็กภาชนะรับความดันโลหะผสมโมลิบดีนัม |
| กระบวนการผลิต | เหล็กฆ่าเต็ม, รีดร้อน |
| มาตรฐาน | ASME SA387 / ASTM A387 |
| ความหนาของแผ่น* | 6–120 มม. (แหล่งจ่ายทั่วไป) |
| ความกว้างของแผ่น* | 1,500–3,500 มม |
| ความยาวแผ่น* | 3,000–18,000 มม |
| พื้นผิวเสร็จสิ้น | เมื่อรีด / ยิงระเบิดและทาสี |
| สภาพขอบ | ขอบมิลล์ (ME) / ขอบตัดแต่ง (TE) |
| การประมวลผลทางเลือก | การตัด CNC, การบาก, การเจาะ, การดัด, การเตรียมการเชื่อม |
| เอกสารการตรวจสอบ | TH 10204 3.1 / 3.2 |
| การทดสอบทางเลือก | UT (ASTM A578), PMI, การทดสอบแรงดึงที่อุณหภูมิสูง-, การทดสอบความแข็ง, การทดสอบแรงกระแทก, การตรวจสอบ-โดยบุคคลที่สาม |
SA387 Gr.91 กับแผ่นเหล็ก Gr.22: องค์ประกอบทางเคมี
| ระดับ | C | มน | P | S | ศรี | Cr | โม | นิ |
| ชั้นประถมศึกษาปีที่ 22 | 0.04-0.15 | 0.25-0.66 | 0.025 | 0.025 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.50 | 1.88-2.62 | 0.85-1.15 | |
| เกรด 91 แบบที่ 1 | 0.06-0.15 | 0.25-0.66 | 0.025 | 0.012 | 0.18-0.56 | 7.90-9.60 | 0.80-1.10 | 0.40 |
| เกรด 91 แบบที่ 2 | 0.06-0.15 | 0.30-0.50 | 0.020 | 0.005 | 0.20-0.40 | 8.0-9.5 | 0.80-1.05 | 0.20 |
SA387 Gr.91 กับแผ่นเหล็ก Gr.22: สมบัติทางกล
| ระดับ | ระดับ | ความต้านแรงดึง (Mpa) นาที | ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa) นาที | การยืดตัวสูงสุด 2 นิ้ว (%) |
| SA 387 เกรด 22 | ชั้น 1 | 415-585 | 205 | 18 |
| SA 387 เกรด 22 | ชั้น 2 | 515-690 | 310 | 18 |
| SA 387 เกรด 91 | ชั้น 2 | 585-760 | 415 | 18 |
การเลือกวัสดุที่ถูกต้องในขั้นตอนการออกแบบสามารถลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานได้อย่างมาก ทีมวิศวกรของ GNEE สามารถให้การสนับสนุนการเลือกวัสดุโดยอิงตามอุณหภูมิในการทำงาน ความดัน รหัสการออกแบบ และกระบวนการผลิตของคุณ ช่วยให้คุณหลีกเลี่ยง-ข้อกำหนดที่ไม่จำเป็นโดยที่ยังรับประกันการปฏิบัติตามข้อกำหนด ASME
เหตุใด SA387 เกรด 91 จึงทำงานได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูง
แม้ว่าทั้ง SA387 เกรด 22 และเกรด 91 จะเป็นเหล็กกล้าภาชนะรับความดันโครเมียม-โมลิบดีนัม แต่หลักปรัชญาในการออกแบบโลหะผสมก็แตกต่างกันโดยพื้นฐาน SA387 Gr. 22 เป็นเหล็กกล้า 2.25Cr-1Mo ทั่วไปที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้มีความสมดุลของ-ความแข็งแกร่งของอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความสามารถในการเชื่อม และความสามารถในการแปรรูป ในทางกลับกัน SA387 Gr. 91 เป็นเหล็กกล้า 9Cr-1Mo ที่ได้รับการดัดแปลง โดยใช้การเติมวานาเดียม (V) ไนโอเบียม (Nb) และไนโตรเจน (N) ที่มีการควบคุมอย่างแม่นยำ ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยเฉพาะเพื่อเพิ่มความต้านทานการแตกร้าวจากการคืบคลานในระยะยาวที่อุณหภูมิสูง
เหตุใดจึงเพิ่ม V, Nb และ N ถึงเกรด 91
เหล็กกล้า ASME SA387 Gr.91 ของเรายังคงองค์ประกอบพื้นฐานเล็กน้อยคือโครเมียม 9% และโมลิบดีนัม 1% ขณะเดียวกันก็ผสมการเติมไมโครอัลลอยด์แบบควบคุมของวานาเดียม ไนโอเบียม และไนโตรเจน องค์ประกอบเหล่านี้ส่งเสริมให้เกิดความมั่นคงและละเอียดเอ็มเอ็กซ์คาร์บอนไนไตรด์ตกตะกอน (โดยที่Mส่วนใหญ่แสดงถึง V และ Nb) ในขณะที่การทำให้เป็นมาตรฐานและการแบ่งเบาบรรเทาการประมวลผลทางความร้อนจะพัฒนาเมทริกซ์มาร์เทนซิติกที่มีอุณหภูมิ
เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างจุลภาคเฟอร์ริติก-เบนนิติกหรือเบนนิติกแบบเทมเปอร์ทั่วไปของเหล็กเกรด 22 โครงสร้างจุลภาคขั้นสูงนี้แสดงคุณลักษณะต่อไปนี้:
- ต้านทานการเสียรูปของการคืบได้สูงขึ้นในระหว่างการใช้งานระยะยาว-
- ปรับปรุงความเสถียรของโครงสร้างจุลภาคที่อุณหภูมิบริการใกล้ถึง 600–650 องศา
- ค่าความเครียดที่อนุญาตสูงขึ้นตามกฎการออกแบบอุณหภูมิที่สูงขึ้นของ ASME-
- ต้านทานการอ่อนตัวได้ดีกว่าเมื่อสัมผัสกับความร้อนเป็นเวลานาน
สูง-การเปรียบเทียบประสิทธิภาพด้านอุณหภูมิ: SA387 เกรด 91 กับเกรด 22
ทั้ง SA387 เกรด 22 และเกรด 91 ได้รับการออกแบบมาเพื่อ-ภาชนะรับความดันที่มีอุณหภูมิสูง แต่มีเป้าหมายอยู่ที่สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน เกรด 22 ให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์การกลั่นและปิโตรเคมีทั่วไป ในขณะที่เกรด 91 ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-ที่รุนแรง ซึ่งความแข็งแรงของการคืบคือการออกแบบหลัก
ต้านทานการคืบคลาน
ความแตกต่างที่ชัดเจนที่สุดในประสิทธิภาพอยู่ที่ความต้านทานการคืบ:
- ASME SA387 เกรด 22ให้ประสิทธิภาพที่มั่นคงและระยะยาว-สำหรับภาชนะรับความดันที่อุณหภูมิการใช้งานสูงถึงประมาณ 540 องศา ทำให้เป็นแกนนำในเครื่องปฏิกรณ์บำบัดด้วยไฮโดรทรีตติ้ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และอุปกรณ์บริการไฮโดรเจน
- ASME SA387 เกรด 91ประกอบด้วยการเติมไมโครอัลลอยด์ของวาเนเดียม (V), ไนโอเบียม (Nb) และไนโตรเจน (N) เมื่อทำให้เป็นมาตรฐานและแบ่งเบาบรรเทา องค์ประกอบเหล่านี้จะก่อตัวเป็นเมทริกซ์มาร์เทนซิติกที่มีความเสถียร ซึ่งเพิ่ม-ความแข็งแรงของการแตกร้าวของคืบ และ-ความเสถียรของโครงสร้างจุลภาคในระยะยาวได้อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ เกรด 91 จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องภายในช่วงอุณหภูมิ 550–650 องศา
ยกระดับ-ความสามารถในการออกแบบอุณหภูมิ
เมื่ออุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้น ค่าความเค้นสูงสุดที่อนุญาตสำหรับเหล็กภาชนะรับความดันทั้งหมดจะลดลง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแข็งแรงของการคืบที่เหนือกว่า เกรด 91 จึงรักษาค่าความเครียดที่อนุญาตได้สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูงเมื่อเทียบกับเกรด 22 สำหรับอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิการออกแบบใกล้ 600 องศา ความเครียดที่อนุญาตที่สูงกว่านี้ช่วยให้นักออกแบบสามารถลดความหนาของผนังและน้ำหนักอุปกรณ์ทั้งหมด ในขณะที่ยังคงรักษาการปฏิบัติตามรหัสทั้งหมด
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ-ที่อุณหภูมิสูง
| คุณสมบัติ | SA387 เกรด 22 | SA387 เกรด 91 |
|---|---|---|
| โลหะผสมที่กำหนด | 2.25Cr-1Mo | 9Cr-1Mo-V-Nb |
| อุณหภูมิการใช้งานโดยทั่วไป* | 420–540 องศา | 540–650 องศา |
| ต้านทานการคืบคลาน | เหมาะสำหรับบริการระยะยาว-ด้านล่างอยู่ที่ 540 องศา | ออกแบบมาเพื่อบริการคืบคลานระยะยาว{0}}จนถึงอยู่ที่ 650 องศา |
| ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน | Cr 2.25% ให้ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดี | Cr 9% ช่วยให้ต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีขึ้นอย่างมาก |
| สูง-การรักษาความแข็งแกร่งของอุณหภูมิ | มีเสถียรภาพภายใต้บริการที่มีอุณหภูมิสูงปานกลาง- | รักษาความแข็งแกร่งให้สูงขึ้นในระหว่างการรับแสงด้านบนเป็นเวลานาน540 องศา |
| ความเครียดที่อนุญาตของ ASME ที่อุณหภูมิสูง | ลดความเครียดที่อนุญาตได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า540 องศา | ความเค้นที่ยอมให้สูงขึ้น ช่วยให้สามารถออกแบบผนังให้บางลงในการใช้งานหลายประเภท |
| การใช้งานทั่วไป | เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ถังบริการไฮโดรเจน | หม้อไอน้ำวิกฤตยิ่งยวด, ท่อไอน้ำหลัก, ฮีตเตอร์ฮีตเตอร์ |
นอกเหนือจากการจัดหาเพลต SA387 แล้ว GNEE ยังนำเสนอการตัดที่แม่นยำ การบาก การขึ้นรูป การประสานงานด้านการบำบัดความร้อน และเอกสาร EN 10204 3.1/3.2 ฉบับสมบูรณ์ ช่วยให้ลูกค้าลดระยะเวลาในการผลิตและลดต้นทุนการประมวลผล
คู่มือการเลือกแผ่นเหล็ก SA387 Gr.91 และ Gr.22
เลือก ASME SA387 Gr.22 หาก:
แนะนำให้ใช้เหล็ก ASME SA387 Gr.22 สำหรับภาชนะรับความดันที่ทำงานที่อุณหภูมิการให้บริการสูงถึงประมาณ 540 องศา เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ของโรงกลั่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ภาชนะรับแรงดัน และอุปกรณ์บริการไฮโดรเจน สำหรับการใช้งานปิโตรเคมีทั่วไปส่วนใหญ่ Gr.22 มอบความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างประสิทธิภาพและความคุ้มทุน-
เลือก ASME SA387 Gr 91 หาก:
เหล็ก ASME SA387 Gr.91 เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานภายในช่วงอุณหภูมิ 540–650 องศา มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหม้อไอน้ำที่วิกฤตยิ่งยวด ท่อไอน้ำหลัก และอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูง-อื่นๆ
ต้นทุนเทียบกับประสิทธิภาพ
แม้ว่า Gr.91 จะต้องเสียค่าวัสดุเริ่มต้นและต้นทุนการผลิตที่สูงกว่า แต่ก็ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในระยะยาว-ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง-ที่รุนแรง สำหรับแอปพลิเคชันที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 540 องศา Gr.22 ยังคงเป็นโซลูชันที่ประหยัดกว่า ในขณะที่สำหรับแอปพลิเคชันที่มีช่วงการคืบคลานที่สูงกว่า 540 องศา Gr.91 ถือเป็นการลงทุนระยะยาว-ที่ดีกว่ามาก
เหตุใดจึงเลือก GNEE Steel
การควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด
การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี
การทดสอบแรงดึงและกำลังคราก
การทดสอบการยืดตัว
การทดสอบการกระแทกแบบ Charpy V- (ตามที่ระบุไว้)
การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) ตามมาตรฐาน ASTM A578
การระบุวัสดุเชิงบวก (PMI)
บุคคลที่สาม-การตรวจสอบโดยหน่วยงาน (TPI) โดย SGS, TÜV, BV, DNV หรือหน่วยงานอื่นๆ ที่ได้รับมอบหมาย
บริการผลิตตามสั่ง
เปลวไฟ CNC และการตัดพลาสม่า
เชื่อมบาก
การกลึงขอบแผ่น
การเจาะและการทำโปรไฟล์
ขนาดที่กำหนดเองตามแบบการผลิต
สิ้นสุด-ถึง-สิ้นสุดการสนับสนุนด้านเทคนิค
ทีมวิศวกรของเราช่วยเหลือลูกค้าตลอดกระบวนการจัดซื้อทั้งหมด-ครอบคลุมการเลือกวัสดุ การตรวจสอบคุณสมบัติ คำแนะนำในการประดิษฐ์ และการประสานงานด้านลอจิสติกส์ ไม่ว่าโครงการของคุณต้องการแผ่นเหล็ก SA387 เกรด 22 สำหรับภาชนะรับความดันของโรงกลั่น หรือแผ่นเกรด 91 สำหรับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูง- เราก็พร้อมเต็มที่ที่จะแนะนำวัสดุที่เหมาะสมที่สุดซึ่งปรับให้เหมาะกับสภาพการทำงานและรหัสการออกแบบที่เกี่ยวข้องของคุณ
แม้ว่าทั้ง SA387 เกรด 22 และเกรด 91 จะเป็นเหล็กกล้าภาชนะรับความดันโครเมียม-โมลิบดีนัมที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว แต่ตัวเลือกที่ดีที่สุดจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงาน ความเค้นในการออกแบบ ความสามารถในการผลิต และต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน แทนที่จะเป็นราคาวัสดุเพียงอย่างเดียว การประเมินปัจจัยเหล่านี้แต่เนิ่นๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพอุปกรณ์ที่ปลอดภัย เชื่อถือได้ และคุ้มราคา-ตลอดอายุการใช้งาน
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง SA387 เกรด 91 และเกรด 22?
ตอบ: ข้อแตกต่างหลักระหว่าง SA387 เกรด 91 และเกรด 22 อยู่ที่องค์ประกอบทางเคมีและขีดจำกัดอุณหภูมิ เกรด 91 เป็นเหล็กกล้า Cr-1% Mo ดัดแปลง 9% ซึ่งออกแบบมาเพื่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น ในขณะที่เกรด 22 เป็นเหล็กกล้า Cr-1% Mo 2.25%
ถาม: SA387 เกรด 22 กับเกรด 12: เปรียบเทียบกันอย่างไร
ตอบ: SA387 เกรด 22 และเกรด 12 เป็นทั้งเหล็กกล้าภาชนะรับความดันโลหะผสมโครเมียม- เกรด 22 (2.25% Cr - 1% Mo) ได้รับการออกแบบมาเพื่ออุณหภูมิและสภาพแวดล้อมความดันสูง-ที่สูงกว่ามาก เมื่อเทียบกับเกรด 12 (1% Cr - 0.5% Mo) ทำให้ทนทานต่อการให้บริการของไฮโดรเจนได้มากขึ้น และมีค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น 15–20%
ถาม: SA387 เกรด 22 กับ เกรด 5: แบบไหนทนต่อการกัดกร่อนและความร้อนได้ดีกว่า
ตอบ: ASTM SA387 เกรด 5 มีความต้านทานการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันได้ดีกว่าเนื่องจากมีปริมาณโครเมียมสูงกว่า (4.0–6.0%) อย่างไรก็ตาม SA387 เกรด 22 มีความต้านทานความร้อนที่เหนือกว่า ความแข็งแกร่งภายใต้อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง (ความต้านทานการคืบ) และความเสถียรภายใต้สภาวะแรงดันสูง-เนื่องจากมีปริมาณโมลิบดีนัมสูงกว่า (0.9–1.1%)
ถาม: SA387 เกรด 91 กับเกรด 9: อะไรคือความแตกต่างด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ
ตอบ: ข้อแตกต่างที่สำคัญคือเกรด 91 เป็นเหล็กกล้า Creep Strength Enhanced Ferritic (CSEF) ที่ประกอบด้วยวานาเดียมและไนโอเบียม การเพิ่มเติมนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของอุณหภูมิสูง-ได้อย่างมาก ช่วยให้เกรด 91 ทำงานที่อุณหภูมิและแรงกดดันได้มากขึ้น
