A387 درجه 12 کلاس 1یک صفحه فولادی با آلیاژ کروم{0} مولیبدن است که توسط استاندارد ASTM A387 پوشانده شده است و معمولاً در بویلرهای جوش داده شده و مخازن تحت فشار که در دماهای بالا کار می کنند استفاده می شود. این بخشی از خانواده فولادهای کم آلیاژ{3}}است که در آن کروم و مولیبدن برای افزایش استحکام خزشی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و دوام کلی در شرایط دمایی{4} بالا اضافه میشود. نامگذاری "گرید 12" ترکیب آلیاژ خاص را مشخص می کند، در حالی که "کلاس 1" نشان می دهد که مواد در شرایط نرمال و نرم شده عرضه می شوند، که ترکیب خوبی از استحکام و چقرمگی مناسب برای بسیاری از کاربردهای فشار بالا در صنایع نفت، گاز و برق فراهم می کند. این درجه اغلب زمانی انتخاب می شود که تجهیزات باید در معرض حرارت طولانی مدت بدون از دست دادن قابل توجه خواص مکانیکی مقاومت کنند.
نمرات معادل
| BS | EN | ASTM/ASME | UNS | DIN |
| – | – | A387 / SA 387 | K11757 | – |
ترکیب شیمیایی
| درجه | C | منگنز | P | S | سی | Cr | مو |
| ASTM A387 Gr 12 | 0.04 – 0.17 | 0.35 – 0.73 | 0.035 | 0.035 | 0.13 – 0.45 | 0.74 – 1.21 | 0.4 – 0.65 |
خواص مکانیکی
| A387 / SA387 درجه 12 | کلاس 1 | کلاس 2 |
| مقاومت کششی (ksi) | 50-80 | 65-85 |
| مقاومت کششی (MPa) | 380-550 | 450-585 |
| قدرت تسلیم (ksi) | 33 | 40 |
| قدرت تسلیم (MPa) | 230 | 275 |
| کشیدگی در 200 میلی متر (%) | 18 | 19 |
| کشیدگی در 50 میلی متر (%) | 22 | 22 |
| کاهش مساحت در درصد | – |
|
پردازش
1. فرآیند عملیات حرارتی (فرایند تعریف)
طبق استاندارد ASTM A387/ASME SA387، درجه 12 کلاس 1 برای دستیابی به خواص مکانیکی آن باید تحت عملیات حرارتی خاص قرار گیرد (استحکام کششی: 380-550 مگاپاسکال):
بازپخت: گرمایش بالاتر از دمای بحرانی و سرد شدن آهسته برای دستیابی به ساختاری نرم و بدون تنش-.
نرمال کردن و تمپر کردن:
عادی سازی: هوا{0}}خنک شدن از دماهای بالا برای اصلاح ساختار دانه.
تمپر کردن: گرم کردن مجدد تا دمای بحرانی کمتر- برای بهبود شکل پذیری و چقرمگی و در عین حال حفظ استحکام لازم.
تنش زدایی (SR): اغلب پس از شکل دهی سنگین برای حذف تنش های داخلی باقیمانده اعمال می شود.
2. فرآیند فولادسازی و نورد
ذوب: معمولاً از طریق کوره قوس الکتریکی (EAF) یا کوره اکسیژن پایه تولید می شود و به دنبال آن گاز زدایی خلاء برای به حداقل رساندن ناخالصی هایی مانند گوگرد (S) و فسفر (P) انجام می شود.
نورد دقیق: نورد کنترل شده ضخامت یکنواخت و قوام داخلی را تضمین می کند.
رسوب زدایی: رسوب زدایی آب با فشار بالا در حین نورد زدن برای اطمینان از تمیزی سطح استفاده می شود.
3. روش جوشکاری (ساخت)
به دلیل محتوای کروم و مولیبدن، این ماده تمایل به سفت شدن دارد. بنابراین، پروتکل های جوشکاری خاص مورد نیاز است:
پیش گرم کردن: برای جلوگیری از ترک خوردگی سرد، صفحه معمولاً بسته به ضخامت، حداقل تا 120 درجه (250 درجه فارنهایت) از قبل گرم می شود.
روشهای جوشکاری: روشهای رایج مورد استفاده عبارتند از SMAW (جوشکاری با قوس فلزی محافظ)، SAW (جوشکاری با قوس زیردریایی) و GTAW/TIG (جوشکاری با قوس تنگستن گاز).
پست{0}}تصفیه حرارتی جوش (PWHT): برای مواد کلاس 1 برای کاهش سختی در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و بازیابی چقرمگی ضروری است. دمای معمولی PWHT از 595 درجه تا 705 درجه (1100 درجه فارنهایت تا 1300 درجه فارنهایت) متغیر است.
4. فرآیند برش و شکل دهی
برش حرارتی: برای آماده سازی لبه از برش شعله یا پلاسما استفاده می شود. برای جلوگیری از ترک خوردن لبه ها، اغلب قبل از برش صفحات ضخیم تر، پیش گرمایش لازم است.
آماده سازی لبه: مورب (معمولاً به شکل V یا U{1}}) و سپس آسیاب کردن برای حذف اکسیدها و اطمینان از تمیز بودن سطح جوش.
شکلدهی سرد/گرم: بسته به شعاع رگ، صفحه ممکن است-نورد سرد یا گرم-تشکیل شود. در صورت گرم بودن-، ممکن است این ماده برای بازیابی ویژگیهای کلاس 1 خود، به عملیات حرارتی مجدد- نیاز داشته باشد.
برنامه های کاربردی اولیه
پتروشیمی و پالایش:در مخازن جداکننده فشار متوسط، انباشتهها، سیستمهای لولهکشی پالایشگاه (منیفولدها و هدرها) و راکتورهای شیمیایی استفاده میشود.
تولید برق:برای درام های دیگ بخار صنعتی، خطوط لوله بخار، اجزای توربین و مبدل های حرارتی ضروری است.
محیط های خدماتی ترش:محتوای کروم آن، آن را به یک انتخاب استاندارد برای کشتیهایی تبدیل میکند که گازها و سیالات خورنده را در کاربردهای نفت و گاز «ترش-گوگرد (گوگرد بالا) حمل میکنند.
تجهیزات فرآیند حرارتی:ایدهآل برای مبدلهای حرارتی پوسته-و-لولهای، گرمکنندهها، و خنککنندهها که در آنها انتقال حرارت کارآمد بسیار مهم است.
مزایای کلیدی
A387 Grade 12 Class 1 تعادل خاصی از خواص مکانیکی و حرارتی را ارائه می دهد که آن را از سایر گریدها متمایز می کند:
بازده حرارتی:این رسانایی حرارتی بالاتری دارد (تقریباً. 44 W/m·K) در مقایسه با گریدهای-کروم بالاتر مانند درجه 11. این امر آن را برای انتقال حرارت کارآمدتر میکند و به به حداقل رساندن گرادیان دما در مبدلها کمک میکند.
پایداری دمای بالا-:افزودن مولیبدن استحکام کششی در دمای بالا و مقاومت در برابر خزش را بهبود میبخشد و از تغییر شکل فلز در اثر گرما و بار پایدار جلوگیری میکند.
مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون:کروم مقاومت مواد را در برابر پوسته شدن و اکسیداسیون در محیطهای{0}با حرارت بالا افزایش میدهد و در برابر حمله هیدروژنی و سولفیداسیون محافظت میکند.
شکل پذیری برتر (ویژه کلاس 1):در مقایسه با کلاس 2 (که برای استحکام بالاتر خاموش و تمپر می شود)، کلاس 1 نرمال و تمپر شده است. این منجر به استحکام کششی کمتر اما شکلپذیری و چقرمگی برتر میشود که شکلدهی و جوشکاری آن را به شکلهای پیچیده آسانتر میکند.
هزینه-اثربخشی:اغلب برای پروژههای با دمای معتدل- اقتصادیترین انتخاب است. این عملکرد لازم را برای تجهیزات صنعتی در مقیاس بزرگ ارائه میکند که در آن به حاشیههای ایمنی شدید آلیاژهای هزینه بالاتر (مانند درجه 22 یا 91) نیازی نیست.
قابلیت جوشکاری:محتوای کربن نسبتا کم آن (معمولاً 0.05-0.17٪) جوش پذیری خوبی را تضمین می کند و امکان ساخت قابل اعتماد مخازن فشار بالا را با استفاده از روش های جوشکاری استاندارد فراهم می کند.
برای اطلاع از قیمت، پشتیبانی فنی یا راه حل های سفارشی شده با ما در beam@gneesteelgroup.com تماس بگیرید. ما همیشه آماده حمایت از پروژه شما هستیم.
فولاد کلاس 1 درجه 12 ASTM A387 عمدتاً برای چه مواردی استفاده می شود؟
ASTM A387 Grade 12 Class 1 یک صفحه فولادی با آلیاژ کروم{3}}مولیبدن است که برای کاربردهای مخازن تحت فشار و بویلر طراحی شده است. معمولاً در پالایشگاه ها، کارخانه های پتروشیمی و تأسیسات تولید برق که در آن دماهای بالا و شرایط خورنده وجود دارد استفاده می شود. این ماده استحکام خزشی و مقاومت در برابر اکسیداسیون خوبی را ارائه میکند و آن را برای هدرها، مخازن تحت فشار و مبدلهای حرارتی که در دماهای متوسط تا بالا کار میکنند مناسب میسازد. شرایط عملیات حرارتی{7}}آن خواص مکانیکی و جوش پذیری ثابت را تضمین می کند.
الزامات ترکیب شیمیایی کلیدی برای ASTM A387 Grade 12 Class 1 چیست؟
ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 معمولاً حاوی حدود 0.50-0.90٪ کروم و 0.45-0.65٪ مولیبدن، همراه با مقادیر کنترل شده کربن، منگنز، سیلیکون، فسفر و گوگرد است. این عناصر به مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر خزش کمک می کنند. محتوای کربن برای افزایش قابلیت جوشکاری و کاهش خطر سخت شدن در منطقه تحت تأثیر گرما محدود است. ترکیب شیمیایی به دقت متعادل شده است تا الزامات خواص مکانیکی مشخص شده در استاندارد ASTM را برآورده کند.
خواص مکانیکی معمولی ASTM A387 Grade 12 Class 1 چیست؟
ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 عموما دارای حداقل استحکام کششی 415-585 مگاپاسکال و حداقل استحکام تسلیم 205 مگاپاسکال است. شکل پذیری خوبی با کشیدگی حدود 22 درصد یا بیشتر از خود نشان می دهد. فولاد همچنین دارای چقرمگی عالی است، مخصوصاً زمانی که نرمال و تمپر می شود، که به جلوگیری از شکستگی شکننده در کاربردهای مخازن تحت فشار کمک می کند. این ویژگیها آن را برای استفاده در محیطهای{10}در دمای بالا و فشار{11} که قابلیت اطمینان بسیار مهم است، مناسب میسازد.
چه عملیات حرارتی برای ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 مورد نیاز است؟
ASTM A387 Grade 12 Class 1 معمولاً در شرایط نرمال و معتدل عرضه می شود. عادی سازی شامل حرارت دادن فولاد تا دمای تقریباً 890-940 درجه و به دنبال آن خنک سازی هوا است که ساختار دانه را اصلاح می کند و استحکام را بهبود می بخشد. سپس برای کاهش سختی، افزایش چقرمگی و کاهش تنشهای پسماند، تمپر در دمای 595-650 درجه انجام میشود. این عملیات حرارتی خواص مکانیکی ثابت و جوش پذیری خوب را برای ساخت مخازن تحت فشار تضمین می کند.
حداکثر دمای سرویس برای ASTM A387 Grade 12 Class 1 چقدر است؟
ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 معمولاً در برنامه هایی با دمای سرویس تا حدود 593 درجه استفاده می شود. آلیاژ کروم{5}}مولیبدن آن مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام خزش خوبی در دماهای بالا ایجاد می کند. با این حال، قرار گرفتن در معرض درازمدت بالاتر از این دما ممکن است خواص مکانیکی آن را کاهش دهد و خطر تغییر شکل خزشی را افزایش دهد. طراحان اغلب به دستورالعملهای آیین نامه دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME برای تعیین مقادیر تنش مجاز در دماهای خاص برای عملکرد ایمن مراجعه میکنند.
آیا ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 برای جوشکاری مناسب است؟
بله، ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 به طور کلی با استفاده از فرآیندهای جوشکاری رایج مانند SMAW، GMAW، FCAW و SAW قابل جوش در نظر گرفته می شود. برای جلوگیری از ترکخوردگی ناشی از هیدروژن و کاهش سختی در ناحیه تحت تأثیر گرما{4}}پیشگرم کردن مناسب و{4}}عملیات حرارتی پس از جوشکاری توصیه میشود. دمای پیش گرم معمولاً بین 150 تا 260 درجه بسته به ضخامت صفحه و روش جوشکاری متغیر است. PWHT در حدود 600 درجه به بازیابی چقرمگی و کاهش تنش های پسماند کمک می کند و یکپارچگی مخازن تحت فشار جوش داده شده را تضمین می کند.
چه استانداردهایی معمولاً با ASTM A387 Grade 12 Class 1 مرتبط هستند؟
ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 اغلب همراه با دیگ بخار ASME و کد مخزن تحت فشار، به ویژه بخش VIII برای مخازن تحت فشار و بخش I برای بویلرها استفاده می شود. همچنین ممکن است در استانداردهای API برای تجهیزات پالایشگاهی و کاربردهای پتروشیمی ارجاع داده شود. این ماده طبق استاندارد ASTM A387 تولید و آزمایش میشود که الزامات ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی و آزمایشهای غیرمخرب را مشخص میکند. این استانداردها تضمین می کند که فولاد از معیارهای کیفیت و عملکرد لازم برخوردار است.
فرم های رایج محصول ASTM A387 Grade 12 Class 1 چیست؟
ASTM A387 درجه 12 کلاس 1 عمدتاً به عنوان صفحات فولادی برای ساخت مخازن تحت فشار تولید می شود. این در ضخامت ها و عرض های مختلف موجود است تا نیازهای طراحی مختلف را برآورده کند. در برخی موارد، ممکن است به عنوان آهنگری یا ریخته گری برای قطعات تخصصی نیز عرضه شود. صفحات معمولاً برای تولید مخازن تحت فشار، مبدلهای حرارتی و سایر تجهیزات با دمای بالا برش داده میشوند، شکل میگیرند و جوش داده میشوند. این ماده همچنین در شرایط خاموش و معتدل برای کاربردهای خاص موجود است.
مزایای استفاده از ASTM A387 Grade 12 Class 1 در برنامه های{3}در دمای بالا چیست؟
ASTM A387 Grade 12 Class 1 چندین مزیت را برای سرویس در دمای{3}بالا ارائه میدهد، از جمله استحکام خزشی عالی، مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب، و خواص مکانیکی پایدار در طول زمان. آلیاژ کروم{5}}مولیبدن آن به حفظ استحکام در دماهای بالا کمک میکند، در حالی که شرایط نرمال و نرمشده چقرمگی و شکلپذیری را فراهم میکند. فولاد همچنین جوش پذیری خوبی دارد و به راحتی می توان آن را در ساختارهای مخازن تحت فشار پیچیده ساخت. این ویژگی ها آن را به گزینه ای مطمئن برای پالایشگاه ها و نیروگاه ها تبدیل می کند.