1. Elektritootmistööstus on äärmiselt nõudlik. Milliste konkreetsete kõrge -temperatuuri ja kõrgrõhu{3}}rakenduste jaoks on ASTM B514 Incoloy 800H keevitatud toru spetsiaalselt loodud ja kvalifitseeritud?
ASTM B514 Incoloy 800H (UNS N08810) keevitatud toru on konstrueeritud suure-läbimõõduga, kõrgsurve, kõrge{5}}temperatuuri torusüsteemide jaoks elektritootmises, kus õmblusteta torud ei ole vajalikus suuruses või on majanduslikult üle jõu käivad, kuid jõudlust ei saa kahjustada. Selle konstruktsioon ja kvalifikatsioon on suunatud täiustatud soojuselektrijaamade "tasakaalu--(BOP) süsteemidele.
Peamised energiatootmise rakendused:
Peamised auru- ja kuuma taaskuumutustorustikud: ülekriitilistes ja ülikriitilistes (USC)-küttavates söeelektrijaamades võib auru temperatuur ületada 593 kraadi (1100 kraadi F) ja rõhk ületada 24 MPa (3500 psi). Incoloy 800H pakub selles kriitilises temperatuurivahemikus (593-760 kraadi / 1100{13}}1400 kraadi F) võrreldes tavaliste ferriit- või austeniitsete terastega paremat roometugevust ja oksüdatsioonikindlust. B514 keevitatud toru võimaldab valmistada suure läbimõõduga kollektoreid ja kollektoreid, mis suunavad selle ülekuumendatud auru katlast kõrgsurveturbiini.
Täiustatud soojustagastusega aurugeneraatori (HRSG) torustik kombineeritud tsükliga tehastes: kaasaegsed HRSG-d kombineeritud tsükliga gaasiturbiini{0}}tsükliga (GTCC) tehastes töötavad tõhususe suurendamiseks üha kõrgematel temperatuuridel. Kõrgsurveaurusti ja ülekuumendi sektsioonid, eriti esimestes (kuumemates) ridades, mis on suunatud gaasiturbiini heitgaasi suunas, võivad kasutada Incoloy 800H keevitatud toru, kuna see suudab taluda kõrgeid metallitemperatuure ja termilist väsimust sagedastest tsüklitest (käivitamine-}}}}{{5}).
Auru möödaviigu ja aurutorud: need kriitilised ohutus- ja juhtimissüsteemid käitlevad auru peamistes aurutingimustes või nende lähedal ning on allutatud tugevale termilisele šokile. Incoloy 800H kõrge-temperatuuritugevus ja vastupidavus muudavad selle nende nõudlike teenuste jaoks sobivaks.
Täiustatud tuumaenergiasüsteemid: mõnes IV põlvkonna reaktorites, nagu superkriitilised vesijahutusega reaktorid (SCWR) või kõrgtemperatuurilised gaasjahutusega reaktorid (HTGR-id), on Incoloy 800H kandidaatmaterjal vahepealseks soojusvahetiks ja nendega seotud neutronite kiiritusomadused.
Miks keevitatud (B514) vs. õmblusteta: suure-läbimõõduga torude (nt NPS 24 ja uuemate) puhul, mis on vajalikud peamiste aurutorude jaoks, ei ole õmblusteta tootmine teostatav või on see ülimalt kulukas. ASTM B514 reguleerib keevitatud torude tootmist plaadist või lehest, mis seejärel lahustatakse ja külmtöödeldakse (kui see on ette nähtud), et saavutada õmblusteta toote omadused. See pakub kulutõhusat-ja tehniliselt usaldusväärset lahendust suuremahuliste{10}}suure{11}}energiatarbega torustikusüsteemide jaoks.
2. ASTM B514 on ainulaadne standard "keevitatud, lõõmutamata" korrosioonikindlate niklisulamist torude jaoks. Millised on kriitilised mehaanilised omadused ja mõõtmete nõuded, mida see Incoloy 800H torule esitab, ja kuidas need erinevad õmblusteta torude spetsifikatsioonidest nagu ASTM B407?
ASTM B514,Keevitatud, lõõmutamata nikli ja nikli{0}}sulamist torude standardspetsifikatsioon, erineb selgelt lõõmutatud õmblusteta või keevitatud -lõõmutatud toru spetsifikatsioonidest. Selle fookuses on -keevitatud külmtöödeldud-toru, mis on ette nähtud suure-tugevate rakenduste jaoks.
ASTM B514 kriitilised nõuded Incoloy 800H jaoks:
Seisukord: toru tarnitakse "-keevitatud" olekus. Keevisõmblust ja mitteväärismetalli ei lõõmutata pärast lõplikku vormimis- ja keevitusoperatsiooni. See on peamine erinevus.
Külmtöö nõue: Nõutava tugevuse saavutamiseks allutatakse torule pärast keevitamist keevisõmbluse ja mitteväärismetalli külmtöötlus (külmtöötlus). Standard määrab minimaalse külma vähendamise 10% seina paksusest. See külmtöö suurendab oluliselt saagikust ja tõmbetugevust.
Mehaanilised omadused (Incoloy 800H B514 kohta):
Tõmbetugevus: 655 MPa (95 ksi) või sellega võrdne
Tootmistugevus (0,2% nihe): 310 MPa (45 ksi) või sellega võrdne
Need väärtused on oluliselt kõrgemad kui lõõmutatud olekus (nt B407 puhul on lõõmutatud 800H voolavuspiir tavaliselt ~207 MPa / 30 ksi). See kõrge tugevus -keevitatud, külmtöödeldud olekus- on B514 toru valimise peamine põhjus.
Võrdlus õmblusteta spetsifikatsiooniga ASTM B407:
| Aspekt | ASTM B514 (keevitatud, lõõmutamata, külmtöödeldud) | ASTM B407 (õmblusteta, lõõmutatud) |
|---|---|---|
| Esmane seisund | -Keevitatud + külmtöötlemine. Ei ole lõõmutatud. | Lahus lõõmutatud jämedateraliseks struktuuriks (800H jaoks). |
| Põhieesmärk | Suur tugevus tarnitud olekus-suure-läbimõõduga survetoru jaoks. | Optimeeritud kõrgel{0}}temperatuuril libisemistugevus ja korrosioonikindlus. |
| Saagikuse tugevus | Kõrge (suurem kui 310 MPa või sellega võrdne). Saadud külmast tööst. | Madalam (~207 MPa). Optimeeritud roome, mitte ruumi{2}}temperatuuri jaoks. |
| Kõrge -temperatuuri libisemise tugevus | Külmtöödeldud struktuur ei ole kõrgel temperatuuril stabiilne. See rekristalliseerub ja pehmeneb kokkupuutel töötemperatuuriga, jõudes lõpuks lõõmutatud omadustele. Esialgne kõrge tugevus on mõeldud käsitsemiseks/ehitamiseks. | Lõõmutatud, jämedateraline{0}}struktuur on stabiilne ja loodud spetsiaalselt pikaajaliseks-libisemistugevuseks temperatuuril. See on selle peamine insenertehniline omadus. |
| Keevisõmbluse ülevaatus | Nõuab pikisuunalise keevisõmbluse põhjalikku mittepurustavat kontrolli (B514 kohta). | Kontrollimiseks pole pikisuunalist keevisõmblust. |
| Tera suuruse nõue | Jämedateralise suuruse nõue puudub. | Kohustuslik nõue ASTM-i nr{0}} või jämedama tera suuruse jaoks 800H jaoks. |
Crucial Engineering Note: The high yield strength of B514 pipe is beneficial for handling, fabrication, and supporting the pipe during construction before it goes into hot service. Once in service at high temperature (e.g., >600 kraadi), külmtöödeldud struktuur taastub termiliselt. Seetõttu peab kõrgel temperatuuril roomamise projekteerimine põhinema lõõmutatud materjali omadustel (nt ASME II jaotise D osast SA-376 vms jaoks), mitte B514 katsearuande toatemperatuuri voolavuspiiril.
3. Elektrijaama ehitamisel on pikisuunaline keevisõmblus kvaliteedi tagamise keskpunktiks. Milliseid konkreetseid keevisõmbluse geomeetria, protsessi ja mittepurustava kontrolli (NDE) nõudeid nõuab ASTM B514 Incoloy 800H keevitatud toru terviklikkuse tagamiseks?
Arvestades, et toru kasutatakse suure{0}energiaga süsteemides, on pikisuunalise keevisõmbluse terviklikkus ülimalt oluline. ASTM B514 rakendab rangeid kontrolle alates keevitusest kuni kontrollini.
Keevisõmbluse geomeetria ja protsess:
Keevitusprotsess: pikisuunaline õmblus tehakse tavaliselt automaatsete keevitusprotsesside abil, mis tagavad järjepidevuse. Tavalised protsessid hõlmavad järgmist:
Gaasivolframkaarkeevitus (GTAW) juurkäigu jaoks, millele sageli järgneb...
Gaas-metalli kaarkeevitus (GMAW) või sukelkaarkeevitus (SAW) täitmise ja korgi läbimiseks. SAW-i kasutamine on tavaline paksude{1}}seinaga elektrijaama torude puhul.
Täitemetall: peab olema keevismetalli tootmiseks sobiva koostisega, mis vastab spetsifikaadi mehaaniliste omaduste nõuetele. Incoloy 800H puhul on see tavaliselt sobiv nikkel-kroom-raudtäiteaine (nt ERNiFeCr-1).
Keevisõmbluse tugevdamine: standard lubab keevisõmbluse tugevdamist (nii sisemist kui ka välist), kuid piirab selle kõrgust, et tagada sujuvad üleminekud ja hõlbustada NDE-d. Keevisõmblusel ei tohi olla pragusid, sulandumist ja liigset sisselõiget.
Kohustuslik mittepurustav eksam (NDE) ASTM B514 järgi:
Spetsifikatsioon nõuab pikisuunalise keevisõmbluse 100% mittepurustavat uurimist. Lubatud meetodid ja nende järjestused on rangelt määratletud:
Radiograafiline uuring (RT): see on esmane ja kohustuslik uurimismeetod.
Standard: teostatud vastavalt standarditele ASTM E94 (radiograafilise uuringu juhend) ja ASTM E142 (radiograafilise testimise kvaliteedi kontrollimise meetod).
Vastuvõtmise kriteeriumid: defekte hinnatakse ASTM E390 alusel,Terase liitkeevisõmbluste võrdlusradiograafiad. Selle kõrge -terviklikkuse rakenduse puhul on aktsepteerimistase tavaliselt väga range (nt B-kategooria, 2. klass või rangem, nagu ostja määrab).
Täiendav pöörisvooluuuring: B514 nõuab, et lisaks radiograafiale uuritaks keevispiirkonda ka pöörisvoolu meetodil.
Eesmärk: see on mõeldud peamiselt pinna- ja{0}}pinnalähedaste vigade (nt praod või õmblused) tuvastamiseks, mida ei pruugi radiograafia abil kergesti kõrvaldada.
Protseduur: teostatakse tootja ja ostja vahel kokkulepitud üksikasjaliku protseduuri kohaselt.
Alternatiivne/täiendav NDE: ostja võib määrata lisanõudeid, näiteks:
Vedeliku läbitungimise testimine (PT): ASTM E165 järgi keevisõmbluse korgil ja juurel, et leida pinna{1}}murdmisdefekte.
Ultraheli testimine (UT): ASTM E273 (pikisuunaliste keevitatud torude ja torude ultrahelitestimise praktika) või ASTM E317 (impulsside - kaja ultraheli testimissüsteemide toimivuskarakteristikute hindamise praktika) järgi saab täpsustada tasapinnaliste torude paralleelsete pinnadefektide paremaks tuvastamiseks (nagu.
Dokumentatsioon: kõigi NDE tulemuste, sealhulgas radiograafia ja hindamisaruannete kirje moodustab iga toru pikkuse materjali sertifitseerimispaketi kriitilise osa.
4. Kuidas töötab elektrijaamades kõrgel-temperatuuril töötava-toru toimivus, kuna-keevitatud ASTM B514 toru hoolduse käigus areneb, ning millised on selle süsteemi projekteerimise, toe ja termotsükli peamised kaalutlused?
Külmtöödeldud Incoloy 800H metallurgilise evolutsiooni mõistmine hoolduse ajal on süsteemi ohutu ja usaldusväärse disaini jaoks ülioluline. Selle käitumine ei ole staatiline.
Toimivuse areng teeninduse ajal:
Thermal Recovery and Recrystallization: When B514 pipe (in the cold-worked, as-welded condition) is placed into high-temperature service (>600 kraadi / 1112 kraadi F), külmtöödeldud, pingestatud mikrostruktuur on termodünaamiliselt ebastabiilne.
Materjal taastub, rekristalliseerub ja aja jooksul kasvab terad. See protsess leevendab külmtöötlemisel tekkivaid sisemisi pingeid ja vähendab dislokatsiooni tihedust.
Tulemus: ruumi{0}}temperatuuri tootlikkus ja tõmbetugevus vähenevad, lähenedes lõpuks lahusega lõõmutatud materjali omadustele. Suureneb elastsus.
Mõju disainile: see pehmendamine tähendab, et B514 katsearuande esialgset kõrget voolavuspiiri EI SAA kasutada pikaajalise-kõrge temperatuuriga{2}}kujunduse jaoks. Projekteerimisinsener peab kasutama lõõmutatud Incoloy 800H lubatud pingeväärtusi (S-väärtusi), mis on loetletud ASME katla ja surveanuma koodeksi II jaotise D osas (nt spetsifikatsiooni SA-376 või samaväärse jaoks). Need S-väärtused on tuletatud lõõmutatud jämedateralise materjali roome{12}rebenemis- ja tõmbetugevusest.
Olulised süsteemi kavandamise ja käitamise kaalutlused:
Toe disain: torude toed, riidepuud ja ankrud tuleb projekteerida, võttes arvesse kahte erinevat faasi:
Ehitus/külm seisukord: torul on kõrge voolavuspiir ja see võib esineda vähem.
Kuum töötingimus: toru on pehmenenud. Toed peavad olema konstrueeritud nii, et need kannaksid toru kaalu, isolatsiooni ja sisu madalama lõõmutatud elastsus- ja tugevusomadustega. Õiged vedrupuud on nihke juhtimiseks üliolulised.
Termotsükkel ja väsimus: elektrijaamad, eriti need, mida kasutatakse koormus-järgi või kombineeritud-tsükliga tööks, läbivad sagedasi soojustsükleid. Peamised kaalutlused hõlmavad järgmist:
Pingete leevendamine: temperatuuri hoidmise perioodidel lõdvestuvad pinged piiratud süsteemides roomamise tõttu, mis võib mõjutada koormuse jaotumist tugedel.
Termiline väsimus: paisumisest/kokkutõmbumisest tulenevaid tsüklilisi pingeid tuleb hoolikalt analüüsida. Toru lõplik ümberkristalliseeritud teraline struktuur mõjutab selle termilist väsimust.
Keevitusprotseduuride kvalifikatsioonid (WPQ): kõik välikeevisõmblused (torusektsioone ühendavad põkkõmblused) tuleb teha lõõmutatud materjalile, mitte külm{0}}töödeldud materjalile kvalifitseeritud protseduure kasutades. Protseduur peab näitama, et keevisõmblus ja HAZ saavutavad lõõmutatud mitteväärismetalliga samaväärsed omadused pärast keevitusjärgset -kuumtöötlust.
Süsteemi hüdrotest: süsteemi hüdrostaatiline test viiakse läbi toatemperatuuril. Katserõhk põhineb külmal, lubatud pingel. B514 toru kõrge esialgne voolavuspiir tagab selle katse ajal mugava ohutusvaru, kuid rõhku tuleb siiski kontrollida, et vältida teiste süsteemikomponentide (äärikud, ventiilid) ülepinget, mis ei ole valmistatud külmtöödeldud materjalist.
5. Millised on ASTM B514 Incoloy 800H toru täielikud materjali sertifitseerimise ja märgistamise nõuded ning kuidas see dokumentatsioon integreerub ASME katlakoodi nõuetega (nt SA-376) elektrijaama ehitamiseks?
Koodiga-reguleeritud elektrijaama ehitamisel on materjalide jälgitavus ja sertifitseerimine seadusega ette nähtud. ASTM B514 pakub toote spetsifikatsiooni, ASME aga projekteerimis- ja ehitusreegleid.
ASTM B514 sertifikaat ja märgistus:
Veski testimise sertifikaat (MTC): tootja peab esitama sertifikaadi, mis sisaldab:
Kõigi määratletud elementide kuumutamise (sulamise) keemiline analüüs.
Kõikide nõutavate mehaaniliste katsete (tõmbetugevus, lamestamine) tulemused valmis torul.
Rakendatud minimaalse külma vähendamise avaldus.
Kinnitus selle kohta, et keevisõmblust kontrolliti vastavalt standardile (RT + pöörisvool), koos tulemuste kokkuvõttega.
Toru mõõtmed ja pikkus.
Spetsifikatsiooni tähistus (ASTM B514, UNS N08810).
Küttenumber ja tootja tunnus.
Püsiv märgistus: iga toru pikkus peab olema šablooniga või tembeldatud:
Tootja nimi või kaubamärk.
Spetsifikatsioon (B514).
Hinne (800H) või UNS-i number (N08810).
Kuumuse number.
Suurus (NPS ja ajakava või seina paksus).
See märgistus võimaldab füüsilist jälgitavust kogu tarneahelas ja ehitusplatsil.
Integreerimine ASME katla ja surveanuma koodiga:
ASME koodeksi järgi ehitatud elektrijaama puhul võtab ASME tavaliselt ASTM-i materjali spetsifikatsiooni kasutusele "SA" eesliitega.
ASME spetsifikatsioon: SA-376 on ASME nimetusÕmblusteta austeniitterasest torud kõrg-temperatuuri-keskjaamateeninduse jaoks. Kui SA-376 hõlmab peamiselt õmblusteta torusid, siis selle tabelis 1 on loetletud erinevate klasside mehaanilised ja keemilised nõuded, sealhulgas UNS N08810 (800H). Oluline on see, et SA-376 katab lõõmutatud toru.
Kooskõla: ASTM B514 järgi valmistatud toru (keevitatud, lõõmutamata, külmtöödeldud) saab kasutada ASME Code Section I võimsuskatlasüsteemis, kui see vastab järgmistele tingimustele.
See on tellitud ja sertifitseeritud B514 järgi.
Selle keemiline koostis vastab SA-376 UNS N08810 nõuetele.
Selle kõrgel -temperatuuril lubatud pingeväärtused on võetud ASME II jaotisest, D osast SA-376/800H jaoks (lõõmutatud omadused).
Kogu keevitamine (nii freespikiõmblus kui ka välivöö õmblused) tehakse ASME IX jaotise järgi.
Valmistaja/paigaldaja esitab dokumentatsiooni, mis näitab materjali vastavust projekteerimisspetsifikatsioonile, mis nõuab SA-376/800H omadusi.
B514 toru sertifitseeritud materjali katsearuanne (CMTR) muutub katla või surveanuma andmearuande oluliseks osaks, mis näitab, et kõik materjalid vastavad koodeksi eesmärgile. Torul olev märgistus võimaldab volitatud inspektoril (AI) kontrollida materjali vastavust paberimajandusele. See integreeritud süsteem tagab, et isegi keevitatud toode, nagu toru B514, püsib lõplikult ehitatud rajatises sama sobivus--kasutamiseks kui õmblusteta toru.
