Rura bezszwowa ze stali nierdzewnej 310S / 310H
ASTM A312 TP310S i TP310H to austenityczne stale nierdzewne 25Cr-20Ni opracowane do rurociągów narażonych na wysokie temperatury, utlenianie, atmosfery nawęglające i niektóre gazy procesowe zawierające siarkę.
TP310S zapewnia niższy poziom węgla dla łatwiejszej obróbki spawalniczej i zmniejszonego ryzyka uczulenia. TP310H wykorzystuje kontrolowany wyższy zakres zawartości węgla i wymagania dotyczące wielkości ziarna, aby poprawić wydajność pełzania i odporność na pękanie pod wpływem naprężeń podczas długotrwałej pracy w wysokich temperaturach.
Rura ze stali nierdzewnej 310S vs 310H
| Pozycja wyboru |
TP310S |
TP310H |
| Oznaczenie UNS |
S31008 |
S31009 |
| Zawartość węgla |
≤0,08% |
0,04–0,10% |
| Główne przeznaczenie |
Spawane konstrukcje i ogólna praca w wysokich temperaturach |
Praca w wysokich temperaturach z pełzaniem |
| Spawalność |
Preferowana tam, gdzie wymagane jest rozległe spawanie |
Spawalna, ale zawartość węgla i dopływ ciepła wymagają ściślejszej kontroli |
| Wytrzymałość w wysokich temperaturach |
Umiarkowana |
Wyższa zdolność do pełzania i pękania pod wpływem naprężeń |
| Wymaganie dotyczące wielkości ziarna |
Standardowe wymagania ASTM A312 |
Wymaganie dotyczące kontrolowanego grubego ziarna |
| Typowy wybór |
Cykle termiczne, rurociągi pieców, konstrukcje spawane |
Ciągłe rurociągi ciśnieniowe wysokotemperaturowe i wieszaki rurowe |
ASTM A312 wyraźnie określa TP310H jako modyfikację TP310S dla temperatur, w których ważne są właściwości pełzania i pękania pod wpływem naprężeń. Wcześniejsze tabele ASTM A312 pokazują wymaganie wielkości ziarna nr 6 lub grubszego dla TP310H.
Czy 310S i 310H mogą być podwójnie certyfikowane?
Zakresy zawartości węgla nakładają się między0,04% a 0,08%, więc podwójna certyfikacja może być technicznie możliwa dla niektórych wytopów. Jednak samo nakładanie się zawartości węgla nie jest wystarczające.
Materiał musi spełniać:
- Wymagania dotyczące składu chemicznego obu gatunków
- Wymagania dotyczące wielkości ziarna TP310H
- Zamówione właściwości mechaniczne
- Wymagania dotyczące obróbki cieplnej
- Dokładna edycja ASTM lub ASME podana w zamówieniu
Certyfikat nie powinien opisywać rury jako podwójnego gatunku TP310S/TP310H, chyba że wszystkie mające zastosowanie wymagania zostały zweryfikowane.
Obowiązujące normy
Normy materiałowe i produktowe
ASTM A312/A312M
Podstawowa specyfikacja produktu dla rur austenitycznych ze stali nierdzewnej bez szwu, spawanych i mocno przetworzonych na zimno, przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach i ogólnych warunkach korozyjnych. Aktualne wydanie ASTM to A312/A312M-25.
ASTM A376/A376M
Może być określony dla rur austenitycznych ze stali nierdzewnej bez szwu, zamówionych specjalnie do pracy w wysokich temperaturach w elektrowniach centralnych i podobnych zastosowaniach. Specyfikacja projektu powinna określać, czy ma zastosowanie ASTM A312, czy ASTM A376.
ASTM A213/A213M
Dotyczy bezszwowych kotłów, przegrzewaczy i wymienników ciepła z ferrytycznej i austenitycznej stali nierdzewnejrur. Nie powinien automatycznie zastępować ASTM A312, gdy wymaganym produktem jest rura. Alleima wymienia zarówno ASTM A213, jak i ASTM A312 dla bezszwowych produktów rurowych 310S/310H, w zależności od formy produktu.
Normy wymiarowe
ASME B36.19M
Standaryzuje wymiary spawanych i bezszwowych rur ze stali nierdzewnej stosowanych w wysokich lub niskich temperaturach i ciśnieniach.
ASME B36.10M
Może być używany do dodatkowych harmonogramów grubości ścianek dostępnych komercyjnie w materiałach ze stali nierdzewnej.
Kody projektowe
ASME B31.3
Używany do rurociągów procesowych w rafineriach ropy naftowej, zakładach chemicznych, farmaceutycznych, wodorowych, półprzewodnikowych i pokrewnych. Reguluje projektowanie, wykonanie, badanie i testowanie systemów rurociągowych, a nie produkcję samej rury.
ASME B31.1
Używany do rurociągów energetycznych w zakładach produkcji energii i przemysłowych, w tym niektórych systemów rurociągów zewnętrznych kotłów.
Norma materiałowa, norma wymiarowa i kod projektowy rurociągów muszą być podane oddzielnie w specyfikacji zakupu.
Skład chemiczny
Poniższe wartości reprezentują główne limity ASTM A312 powszechnie stosowane dla TP310S i TP310H. Edycja podana w zamówieniu pozostaje decydująca.
| Element |
TP310S, UNS S31008 |
TP310H, UNS S31009 |
| Węgiel, C |
≤0,08% |
0,04–0,10% |
| Mangan, Mn |
≤2,00% |
≤2,00% |
| Fosfor, P |
≤0,045% |
≤0,045% |
| Siarka, S |
≤0,030% |
≤0,030% |
| Krzem, Si |
≤1,00% |
≤1,00% |
| Chrom, Cr |
24,00–26,00% |
24,00–26,00% |
| Nikiel, Ni |
19,00–22,00% |
19,00–22,00% |
| Żelazo, Fe |
Reszta |
Reszta |
Decydująca różnica polega na kontroli zawartości węgla. TP310S ogranicza zawartość węgla w celu zmniejszenia uczulenia i poprawy wydajności produkcji, podczas gdy TP310H wymaga wyższego kontrolowanego zakresu zawartości węgla dla wytrzymałości w podwyższonych temperaturach.
Właściwości mechaniczne
Typowe minimalne wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie w temperaturze pokojowej dla ASTM A312 TP310S i TP310H są następujące:
| Właściwość |
Wymaganie |
| Wytrzymałość na rozciąganie |
≥515 MPa / 75 ksi |
| Granica plastyczności 0,2% |
≥205 MPa / 30 ksi |
| Wydłużenie wzdłużne |
≥35% |
| Wydłużenie poprzeczne |
≥25% |
Wymagania dotyczące wydłużenia mogą zależeć od orientacji próbki, grubości ścianki i szczegółowych postanowień zamówionej normy. Wartości te nie mogą być używane bezpośrednio jako dopuszczalne naprężenia w wysokich temperaturach. Projektowanie pod kątem ciśnienia powinno wykorzystywać tabelę dopuszczalnych naprężeń zawartą w obowiązującym kodzie projektowym i określonej edycji kodu.
Wydajność w wysokich temperaturach
Wysoka zawartość chromu i niklu zapewnia 310S/310H silną odporność na tworzenie się zendry, utlenianie, nawęglanie i wybrane atmosfery wysokotemperaturowe zawierające siarkę.
Jeden z producentów rur bezszwowych podaje maksymalną referencyjną temperaturę pracy w powietrzu wynoszącą około1100°C / 2010°F dla materiału 310S/310H. Jest to odniesienie do wydajności materiału, a nie automatyczna temperatura projektowania pod ciśnieniem.
Rzeczywista temperatura pracy musi być oceniona zgodnie z:
- Ciśnienie wewnętrzne i obciążenie mechaniczne
- Wymagany okres eksploatacji
- Praca ciągła lub przerywana
- Częstotliwość cykli termicznych
- Skład gazu i potencjał tlenowy
- Zanieczyszczenie siarką, sodem i wanadem
- Warunki nawęglania lub azotowania
- Temperatura metalu zamiast temperatury nastawy pieca
- Obowiązujące dopuszczalne naprężenie ASME
- Projekt spoiny i stan po wykonaniu
Ważna granica temperatury
Długotrwałe narażenie w zakresie około800–900°C może zmniejszyć stabilność strukturalną w konwencjonalnym materiale typu 310. W przypadku urządzeń pracujących w sposób ciągły w tym zakresie pod znacznym naprężeniem, dane dotyczące pełzania i alternatywne stopy wysokotemperaturowe powinny być przeanalizowane, zamiast wybierać 310H tylko na podstawie nominalnej temperatury utleniania.
Odporność korozyjna i ograniczenia
Odpowiednie środowiska
310S i 310H mogą być rozważane dla:
- Utleniające atmosfery pieców
- Umiarkowanie nawęglające atmosfery
- Wybrane gazy zawierające siarkę
- Systemy ogrzewania promiennikowego
- Gorące gazy spalinowe
- Gorące powietrze
- Niektóre stopione sole neutralne
- Urządzenia do obróbki termicznej
Alleima zgłasza pracę w atmosferach zawierających siarkę w szerokim zakresie temperatur, ale wydajność zależy silnie od tego, czy atmosfera jest utleniająca, czy redukująca, oraz czy obecne są zanieczyszczenia sodem, wanadem lub innymi.
Nie wybieraj 310S/310H tylko na podstawie temperatury
310S i 310H to przede wszystkimżaroodporne stale nierdzewne. Nie są one uniwersalnymi zamiennikami 316L, stali nierdzewnej duplex lub stopów niklu w mokrych roztworach chlorkowych.
Wymagana jest specjalna analiza dla:
- Woda morska i stężone roztwory chlorkowe
- Silne kwasy redukujące
- Redukujące gazy piecowe bogate w siarkę
- Stopione sole zawierające agresywne zanieczyszczenia
- Wysokotemperaturowe metalowe pylenie
- Szybkie cykle termiczne pod dużym obciążeniem
- Praca pod ciśnieniem w pobliżu górnej granicy temperatury
Klient powinien podać skład gazu, zanieczyszczenia, ciśnienie robocze, normalną temperaturę, temperaturę awaryjną i oczekiwany okres eksploatacji przed ostatecznym zatwierdzeniem materiału.
Warunki produkcji i dostawy
Proces produkcji bezszwowej
Typowe etapy produkcji obejmują:
- Weryfikacja surowca i numeru wytopu
- Podgrzewanie i przebijanie kęsiska
- Wytłaczanie na gorąco lub walcowanie na gorąco
- Ciągnienie na zimno lub walcowanie na zimno, gdy jest wymagane
- Wyżarzanie w roztworze
- Szybkie chłodzenie
- Trawienie i pasywacja
- Prostowanie i kontrola wymiarów
- Testy mechaniczne i nieniszczące
- Oznakowanie, pakowanie i przegląd dokumentów
Bezszwowe produkty rurowe 310S/310H są zazwyczaj dostarczane w stanie wyżarzonym w roztworze i wytrawionym na biało, z dostępnym wyżarzaniem na jasno dla odpowiednich wymiarów i tras produkcyjnych.
Obróbka cieplna
Ostateczna obróbka cieplna musi być zgodna z zamówioną normą materiałową.
Wytyczne producenta dla bezszwowych materiałów rurowych 310S/310H obejmują wyżarzanie w roztworze w zakresie około1000–1150°C, a następnie szybkie chłodzenie. Wyżarzanie w roztworze powinno być również rozważane po gięciu na gorąco lub gdy wymagana jest maksymalna wytrzymałość na pełzanie w mocno uformowanych sekcjach.
Dostępne specyfikacje
|
Pozycja
|
Opcje dostawy
|
|
Forma produktu
|
Rura bezszwowa ze stali nierdzewnej
|
|
Gatunki
|
TP310S / TP310H
|
|
Oznaczenie rozmiaru
|
NPS * Harmonogram lub OD * grubość ścianki
|
|
Harmonogramy ścianek
|
SCH 5S, 10S, 40S, 80S, 160, XXS i niestandardowa grubość ścianki
|
|
Produkcja
|
Wykończenie na gorąco lub na zimno
|
|
Długość
|
SRL, DRL, 5,8 m, 6 m, 11,8 m, 12 m lub cięta na długość
|
|
Końcówki
|
Gładkie, fazowane lub obrobione
|
|
Powierzchnia
|
Wyżarzona w roztworze i wytrawiona; wyżarzona na jasno, jeśli dostępna
|
|
Przetwarzanie
|
Cięcie, fazowanie, gratowanie i znakowanie
|
|
Dokumentacja
|
EN 10204 3.1, raporty z badań i lista pakowania
|
|
Pakowanie
|
Wiązki, wodoodporne opakowanie, ochrona końcówek i drewniane skrzynie
|
Ostateczna dostępność zależy od średnicy zewnętrznej, grubości ścianki, ilości zamówienia, trasy produkcyjnej i wymaganego poziomu kontroli.
Spawanie i produkcja
310S/310H ma dobrą spawalność przez przetop, przy czym GTAW/TIG jest powszechnie wybierany dla kontrolowanej jakości spoiny graniowej. Jednak w pełni austenityczna struktura zwiększa podatność na pękanie na gorąco spoiny, gdy naprężenie, zanieczyszczenie złącza lub dopływ ciepła są nadmierne.
Zalecane kontrole produkcji obejmują:
- Oczyścić powierzchnie złącza przed spawaniem
- Używać odpowiedniego materiału spawalniczego typu 310 lub zatwierdzonego przez inżynierów
- Kontrolować dopływ ciepła i temperaturę międzywarstwową
- Minimalizować naprężenie złącza
- Zapewnić odpowiednie osłanianie i ochronę grani
- Usuwać nalot cieplny tam, gdzie ma znaczenie odporność korozyjna
- Ocenić wyżarzanie w roztworze po intensywnym formowaniu
- Potwierdzić wytrzymałość spoiny w rzeczywistej temperaturze projektowej
Ponieważ TP310H zależy od zawartości węgla i struktury ziarna dla wydajności w wysokich temperaturach, procedury spawania powinny być kwalifikowane dla zamierzonych warunków pracy z pełzaniem, a nie akceptowane tylko na podstawie wyników wytrzymałości na rozciąganie w temperaturze pokojowej.
Inspekcja i kontrola jakości
ASTM A312 wymaga rur po obróbce cieplnej, weryfikacji właściwości rozciągania i albo próby ciśnieniowej, albo elektrycznego testu nieniszczącego. TP310H wymaga również określenia wielkości ziarna zgodnie z obowiązującymi postanowieniami normy.
Dostępne pozycje inspekcyjne mogą obejmować:
- Identyfikowalność numeru wytopu
- Przegląd składu chemicznego
- Weryfikacja zawartości węgla
- Inspekcja średnicy zewnętrznej
- Inspekcja grubości ścianki
- Inspekcja długości i prostoliniowości
- Testy rozciągania
- Test spłaszczania
- Test ciśnieniowy
- Test prądami wirowymi lub ultradźwiękami
- Weryfikacja wielkości ziarna dla TP310H
- Inspekcja powierzchni i końcówek
- Inspekcja strony trzeciej
- Certyfikat materiałowy EN 10204 3.1
Ograniczenie PMI dla 310S i 310H
Ręczny XRF może potwierdzić główne pierwiastki stopowe, takie jak chrom i nikiel, ale nie może bezpośrednio zmierzyć węgla potrzebnego do rozróżnienia TP310S od TP310H.
Dlatego:
- PMI XRF może wspierać weryfikację rodziny stopów serii 310.
- Sam XRF nie może być używany do certyfikacji TP310S w porównaniu do TP310H.
- Węgiel powinien być weryfikowany za pomocą MTC, OES lub odpowiedniej laboratoryjnej metody analizy węgla.
- Zgodność wielkości ziarna TP310H musi być również sprawdzana oddzielnie.
Producenci instrumentów wyraźnie zaznaczają, że XRF nie może mierzyć węgla potrzebnego do rozróżnienia gatunków stali nierdzewnej o niskiej i wysokiej zawartości węgla, podczas gdy OES może mierzyć węgiel.
Typowe zastosowania
Rury bezszwowe ze stali nierdzewnej 310S/310H są powszechnie rozważane dla:
- Rury piecowe
- Rury promiennikowe
- Rury muflowe
- Rurociągi rekuperatorów
- Rury ochronne termopar
- Elementy palników piecowych
- Wieszaki rur w rafineriach ropy naftowej i kotłach parowych
- Rurociągi wysokotemperaturowe w rafineriach
- Systemy flarowe i odzysku katalitycznego
- Wnętrza zgazowywaczy węgla
- Palniki na węgiel pylisty
- Urządzenia pieców do obróbki cieplnej
- Rurociągi w cementowniach i zakładach spiekania
- Urządzenia do wytopu stali i ciągłego odlewania
- Wysokotemperaturowe układy wydechowe
Te zastosowania są zgodne z aktualnymi arkuszami danych producentów i wytycznymi dotyczącymi zastosowania rur 310H.
Jak wybrać TP310S lub TP310H
Wybierz TP310S, gdy
- Wymagane jest rozległe spawanie lub produkcja
- Preferowana jest niższa zawartość węgla
- Urządzenie doświadcza cykli termicznych
- Wytrzymałość na pełzanie nie jest decydującym czynnikiem projektowym
- Budzi obawy korozja kondensatu po wyłączeniu
- Projekt wyraźnie wymaga UNS S31008
Wybierz TP310H, gdy
- Rura przenosi stałe obciążenie mechaniczne w wysokiej temperaturze
- Pełzanie lub pękanie pod wpływem naprężeń kontroluje wybór materiału
- Obowiązujący kod projektowy podaje dopuszczalne naprężenie TP310H
- Wymagana jest kontrolowana zawartość węgla i wielkość ziarna
- Projekt określa UNS S31009
- Oczekiwana jest długoterminowa praca w piecu, kotle lub rafinerii
Nie finalizuj gatunku, dopóki nie potwierdzisz
- Temperatura pracy
- Temperatura projektowa
- Ciśnienie
- Skład gazu
- Aktywność siarki i węgla
- Cykle termiczne
- Oczekiwany okres eksploatacji
- Kod projektowy rurociągów
- Wymagane dopuszczalne naprężenie
- Wymagania dotyczące spawania i gięcia
Dlaczego wybrać Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd.
Identyfikowalność gatunku
Kontrola numeru wytopu i przegląd certyfikatów dla zamówień TP310S, TP310H, UNS S31008 i UNS S31009.
Przegląd specyfikacji technicznych
Przegląd normy materiałowej, normy wymiarowej, kodu rurociągów, temperatury pracy i wymagań inspekcyjnych przed wyceną.
Niestandardowe przetwarzanie rur
Cięcie na długość, fazowanie, przygotowanie końcówek, kontrola wymiarów i znakowanie eksportowe.
Wsparcie inspekcyjne
PMI, koordynacja analizy węgla, testy ciśnieniowe lub nieniszczące, weryfikacja wielkości ziarna i opcje inspekcji strony trzeciej.
Dokumentacja eksportowa
Certyfikaty EN 10204 3.1, raporty z badań, listy pakowania i identyfikowalne znaki wysyłkowe.
Pakowanie morskie
Plastikowe osłony końcówek, wodoodporne opakowanie, stalowe wiązki, drewniane skrzynie i wsparcie ładowania kontenerów.
FAQ
Jaka jest główna różnica między rurami 310S i 310H?
TP310S ma maksymalną zawartość węgla 0,08%, podczas gdy TP310H ma kontrolowany zakres zawartości węgla 0,04–0,10% i dodatkowe wymagania dotyczące wielkości ziarna. TP310H jest wybierany, gdy ważne są wytrzymałość na pełzanie i pękanie pod wpływem naprężeń.
Jaka jest maksymalna temperatura pracy?
Referencja producenta podaje około 1100°C w powietrzu dla materiału rurowego bezszwowego 310S/310H. Dopuszczalna temperatura projektowa może być znacznie niższa, ponieważ należy również wziąć pod uwagę ciśnienie, obciążenie, atmosferę, cykle termiczne i obowiązujący kod projektowy.
Czy 310H jest zawsze lepszy od 310S?
Nie. TP310H jest preferowany dla stałej wytrzymałości w wysokich temperaturach. TP310S może być bardziej odpowiedni do produkcji spawanej, pracy cyklicznej lub zastosowań, gdzie wymagana jest niższa zawartość węgla.
Czy PMI XRF może oddzielnie identyfikować 310S i 310H?
Nie. XRF nie mierzy bezpośrednio węgla i dlatego nie może samodzielnie rozróżnić tych dwóch gatunków kontrolowanych pod względem zawartości węgla. Wymagane są OES, laboratoryjna analiza węgla i identyfikowalność certyfikatów.
Czy 310S nadaje się do rurociągów wodnych morskich?
310S zazwyczaj nie jest wybierany głównie ze względu na odporność na wodę morską lub korozję wżerową spowodowaną chlorkami. Stężenie chlorków, temperatura, przepływ, warunki szczelin i chemikalia czyszczące powinny być przeanalizowane przed wyborem gatunku.
Czy ASTM A213 jest tym samym co ASTM A312?
Nie. ASTM A213 to przede wszystkim norma dotycząca rur kotłowych, przegrzewaczy i wymienników ciepła. ASTM A312 to główna specyfikacja rur dla rur ze stali nierdzewnej austenitycznej stosowanych w wysokich temperaturach i ogólnych warunkach korozyjnych.
Czy TP310S i TP310H mogą być podwójnie certyfikowane?
Możliwe, ponieważ część zakresu zawartości węgla się nakłada. Podwójna certyfikacja jest ważna tylko wtedy, gdy skład chemiczny, wielkość ziarna, obróbka cieplna, właściwości mechaniczne i wszystkie wymagania obu gatunków są spełnione.
Jakie informacje są potrzebne do wyceny?
Proszę podać gatunek, normę, rozmiar, grubość ścianki lub harmonogram, długość, ilość, typ końcówki, temperaturę pracy, ciśnienie, skład gazu, wymagania inspekcyjne i port docelowy.
Poproś o wycenę rury bezszwowej 310S / 310H
Aby uzyskać dokładną analizę techniczną i wycenę, prosimy o podanie:
Gatunek: TP310S lub TP310H
Norma: ASTM A312/A312M
Rozmiar: NPS * Harmonogram lub OD * WT
Długość: SRL, DRL lub cięta na długość
Ilość: Sztuki, metry lub całkowita waga
Temperatura pracy: Normalna i maksymalna
Ciśnienie projektowe: Wymagane ciśnienie znamionowe
Atmosfera procesowa: Powietrze, gaz spalinowy, gaz nawęglający lub zawierający siarkę
Testy: Hydro, UT, ET, wielkość ziarna, OES lub inspekcja strony trzeciej
Dokumenty: EN 10204 3.1 lub dokumentacja specyficzna dla projektu
Miejsce docelowe: Port lub lokalizacja dostawy
Wyślij specyfikację rury
Poproś o cenę i czas dostawy
Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd.