Kotlovska cev A213 T22: lastnosti in uporaba legiranega jekla 2,25Cr-1Mo

A213 T22 je brezšivna cev iz feritnega legiranega jekla, izdelana iz sestave 2,25 % kroma in 1 % molibdena. Standardiziran je v ASTM A213 in njegovem dvojniku ASME SA213, ki zajema brezšivne feritne in avstenitne jeklene kotle, pregrelnike in cevi izmenjevalnikov toplote. Kombinacija kroma in molibdena daje cevi trdnost lezenja, ki je navadno ogljikovo jeklo ne more doseči, zato T22 ostaja ena najpogosteje naročenih vrst cevi iz zlitin v rafinerijah in elektrarnah.

Kaj zajema ASTM A213 T22

Specifikacija A213 določa kemično sestavo, zahteve glede nateznosti, meje trdote, toplotno obdelavo in testiranje brezšivnih cevi iz zlitine. T22 se nahaja na sredini razpona kroma v specifikaciji: pri temperaturi je močnejši od razredov 1,25Cr ter znatno cenejši in lažji za varjenje kot martenzitni razredi 9Cr. Cevi se uporabljajo kot elementi pregrevalnika in ponovnega grelnika, snopi izmenjevalnikov toplote, cevi za peči in konvekcijske cevi ter splošni visokotemperaturni prenosni vodi.

Standard: ASTM A213 / ASME SA213, brezšivna cev iz feritnega in avstenitnega legiranega jekla za kotle, pregrevalnike in toplotne izmenjevalnike

Razred zlitine: 2,25Cr-1Mo nizkolegirano jeklo

Enakovredne oblike izdelkov: A335 P22 za cev, A182 F22 za odkovke, A387 Gr.22 za ploščo tlačne posode

Tipično območje velikosti: zunanji premer 6 mm do 168 mm, debelina stene 1 mm do 25 mm

Dobavno stanje: toplotno obdelano (normalizirano in kaljeno), z rezultati trdote in natezne trdnosti na certifikatu

Kemična sestava A213 T22

Element	Najmanj, %	Največ, %	funkcija
C	0.05	0.15	Trdnost in kaljivost
Si	-	0.50	Dezoksidacija, odpornost proti oksidaciji
Mn	0.30	0.60	Žilavost in vroča obdelava
P	-	0.025	Kontrola nečistoč, varljivost
S	-	0.025	Omejuje vročo kratkotrajnost
Kr	1.90	2.60	Odpornost proti oksidaciji in koroziji
Mo	0.87	1.13	Lezeča trdnost pri povišani temperaturi

Vsebnost kroma tvori zaščitno oksidno plast, ki upočasni oksidacijo s paro do projektne meje razreda, medtem ko molibden okrepi karbidno mrežo in upočasni deformacijo pri lezenju. Mangan je določen od 0,30 % navzgor, ker prispeva k žilavosti in odzivu jekla med vročim valjanjem.

Mehanske lastnosti

Lastnina	Zahteva	Opombe
Natezna trdnost Rm	415 MPa min	Test sobne temperature na končni cevi
Meja tečenja Rp0,2	205 MPa min	Projektna osnova za izračun notranjega tlaka
Raztezek A	30 % min	Potrjuje duktilnost za upogibanje in stiskanje
Trdota	163 HBW maks	Nadzoruje stanje kaljenja in obnašanje strojne obdelave

Ker je delovni pogoj visoka temperatura, so zgornje vrednosti sobne temperature le sprejemljiva meja. Pri načrtovanju se uporabljajo podatki o povišani temperaturni tečenju in razpoku zaradi lezenja za jeklo 2,25Cr-1Mo, kjer dovoljena napetost enakomerno pada, ko se temperatura kovine dviga proti zgornji meji stopnje.

Toplotna obdelava in dobavni pogoji

Cev T22 je dobavljena v toplotno obdelanem stanju. Mlinarstvo za cev 2,25Cr-1Mo se normalizira v območju 900–960 C in nato popušča nad približno 675 C, pri čemer nastane struktura ferita in kaljenega bainita z enakomerno trdoto skozi steno. Natančen cikel je zapisan na potrdilu o pregledu, saj temperatura popuščanja močno vpliva tako na rezultat trdote kot na udarno žilavost končne cevi. Cevi, ki so bile hladno vlečene, so toplotno obdelane po končnem prehodu vlečenja, tako da navedene mehanske lastnosti veljajo za dobavljeni izdelek in ne za vmesno stopnjo.

Izdelava, aplikacije in enakovredni razredi

Varjenje se izvaja z ujemajočim se dodatkom 2,25Cr-1Mo, predgretjem, nadzorovano temperaturo vmesnega prehoda in toplotno obdelavo po varjenju. Upogibanje in zvijanje sta pogosta, ker se cev uporablja v gosto zapakiranih pregrevalnih skupinah, navedeni raztezek 30 % pa zagotavlja duktilnost, ki je potrebna za te operacije.

Cevni elementi pregrevalnika, dogrevalnika in ekonomajzerja v energetskih kotlih

Toplotni izmenjevalnik in snopi konvekcijskih cevi v rafinerijah in kemičnih obratih

Notranjost reaktorja in peči izpostavljena visokotemperaturnemu procesnemu plinu

Visokotemperaturni prenosni vodi in parna cev z debelo steno v obliki izdelka A335 P22

Visokotemperaturna strojna oprema v vesoljskih testih in sistemih za podporo motorjem

Ko je projekt zasnovan v skladu z ameriškim predpisom, je mogoče cev T22 kombinirati s cevjo P22 in odkovki F22 iz istega razreda zlitine, kar ohranja dosledne varilne postopke, dodajno kovino in prakso toplotne obdelave po-varu v celotnem tlačnem ovoju. Zamenjava z razredom 1,25Cr je sprejemljiva šele po ponovnem preverjanju dovoljene napetosti pri projektirani temperaturi, ker je trdnost lezenja 2,25Cr-1Mo bistveno višja v območju 500–580 C.

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Kakšna je kemična sestava A213 T22?
T22 vsebuje 0,05-0,15 % ogljika, do 0,50 % silicija, 0,30-0,60 % mangana, 1,90-2,60 % kroma in 0,87-1,13 % molibdena, pri čemer sta fosfor in žveplo omejena na največ 0,025 %.

V: Kakšne so mehanske zahteve za cev T22?
Končana cev mora doseči najmanjšo natezno trdnost 415 MPa, minimalno mejo tečenja 205 MPa, najmanj 30 % raztezek in največjo trdoto 163 HBW.

V: Ali je A213 T22 enak A335 P22?
Spadajo v isti razred zlitin 2,25Cr-1Mo, vendar so različne oblike izdelkov: A213 T22 je brezšivna cev za kotle in toplotne izmenjevalnike, medtem ko je A335 P22 brezšivna cev za visokotemperaturne cevne sisteme. Pogosto se uporabljajo skupaj v eni enoti.

V: Pri kateri temperaturi se lahko uporablja cev T22?
Uporablja se v vmesnem temperaturnem območju med razredi 1,25Cr in razredi 9Cr, običajno do približno 580 C, mejna vrednost za določeno komponento pa je dovoljena napetost pri konstrukcijski temperaturi kovine.

V: Kako je cev dobavljena?
Dobavljen je v normaliziranem in temperiranem stanju, proizveden s hladnim vlečenjem, vročim valjanjem ali vročim raztezanjem, s preskusi nateznosti, trdote in sploščitve ter toplotnim številom, zabeleženim na potrdilu o pregledu.

V: Ali je treba cev T22 po-toplotno obdelati?
Da za proizvodne zvare. Spoj je zvarjen s predgretjem in ujemajočo se polnilno kovino, nato pa po-varjenju toplotno obdelan pod prvotno temperaturo popuščanja, da se zmanjša preostala napetost brez mehčanja matične cevi.