Che cos'è il tubo ASTM A335 P22
ASTM A335 P22 è un tubo in acciaio legato ferritico senza saldatura con una composizione nominale di 2-1/4% di cromo e 1% di molibdeno. È prodotto secondo la specifica A335 per tubi senza saldatura per servizi ad alta-temperatura ed è stato utilizzato per decenni in caldaie, linee di vapore e tubazioni di processi di raffineria, motivo per cui è spesso descritto come il cavallo di battaglia della famiglia del cromo-molibdeno.
Il contenuto di cromo fornisce resistenza all'ossidazione e ai gas di scarico contenenti zolfo, mentre il contenuto di molibdeno fornisce la resistenza allo scorrimento necessaria per i componenti che trasportano vapore o fluido di processo caldo sottoposti a stress prolungato. L'equilibrio tra i due elementi conferisce alla qualità una finestra operativa ampia e ben documentata tra l'acciaio al carbonio e le qualità avanzate di cromo al 9%.
Composizione chimica e requisiti meccanici
La tabella seguente riassume i limiti di analisi termica e i requisiti di trazione applicati da ASTM A335 al grado P22.
| Articolo | Requisito |
|---|---|
| Carbonio | 0.05-0.15% |
| Manganese | 0.30-0.60% |
| Fosforo, max | 0.025% |
| Zolfo, max | 0.025% |
| Silicio, massimo | 0.50% |
| Cromo | 1.90-2.60% |
| Molibdeno | 0.87-1.13% |
| Resistenza alla trazione, min | 415MPa |
| Limite di snervamento, min | 205MPa |
| Forma del prodotto | Senza cuciture, rifinito a caldo |
| Test | A questo grado si applicano prove di trazione, piegatura, appiattimento e idrostatica |
Come per gli altri gradi nella specifica, i valori nella tabella sono minimi per l'accettazione piuttosto che consentiti dalla progettazione. Gli ingegneri progettisti ricavano la sollecitazione ammissibile per la classe dal codice delle apparecchiature a pressione che regola il progetto, che elenca i valori che diminuiscono all'aumentare della temperatura del metallo e che si basano su dati di scorrimento e rottura a lungo termine- piuttosto che sulla sola prova di trazione a temperatura ambiente.
Applicazioni nella produzione e nel trattamento dell'energia
Piastre e pendenti del surriscaldatore e postriscaldatore, dove il vapore raggiunge la temperatura finale prima di entrare nella turbina.
Linee principali del vapore, linee di riscaldamento caldo e collettori che raccolgono e ridistribuiscono il vapore all'interno dell'isola caldaie.
Tubazioni di processo di raffineria, serpentine di riscaldamento di forni e linee di trasferimento che trattano idrocarburi caldi.
Unità di idroprocessamento e reforming, in cui la pressione parziale e la temperatura dell'idrogeno agiscono entrambe sulla parete del tubo.
Involucri di scambiatori di calore e componenti di recipienti a pressione per servizi a temperature intermedie e alte-.
Interventi di retrofit e prolungamento della vita su impianti esistenti, dove P22 è già il materiale installato.
Nei codici di progettazione delle apparecchiature a pressione, il grado rimane nelle tabelle delle sollecitazioni ammissibili tabulate fino a circa 650 gradi C. La selezione pratica è tuttavia decisa da fattori economici tanto quanto da dati: dove le temperature salgono al di sopra di circa 565 gradi C, la resistenza al creep diminuisce e i progettisti si spostano sempre più verso un grado di cromo al 9% per mantenere lo spessore delle pareti entro limiti ragionevoli.
Fabbricazione, saldatura e trattamento termico
La saldatura richiede una procedura qualificata, un metallo d'apporto corrispondente al cromo-molibdeno e il controllo dell'apporto di calore; la pratica a basso-idrogeno è obbligatoria.
Il preriscaldamento prima del primo passaggio e il mantenimento di una temperatura minima tra i passaggi evitano strutture di zone dure e sensibili al calore-.
Il trattamento termico post-saldatura ripristina la tenacità e allevia lo stress residuo; l'intervallo di temperatura, il tempo di mantenimento e le velocità di riscaldamento e raffreddamento seguono il codice di costruzione.
La piegatura e la formatura a caldo vengono eseguite all'interno di un intervallo di temperatura controllata, seguite da normalizzazione e rinvenimento o da un trattamento termico post-completo come richiesto.
Giunti diversi tra P22 e componenti di lega inferiore o austenitici necessitano di una procedura qualificata perché la zona termicamente-influenzata e il metallo saldato si induriscono in modo diverso su ciascun lato.
Ispezione e-integrità a lungo termine
Verificare l'analisi termica e i risultati dei test meccanici sul certificato dello stabilimento rispetto agli intervalli delle specifiche prima del rilascio alla produzione.
Controllare le dimensioni, lo spessore della parete e la rettilineità, poiché lo spessore della parete determina la pressione nominale della linea finita.
Esamina le saldature circonferenziali e longitudinali con i metodi non-distruttivi richiesti dal codice di progettazione.
Per i componenti in-servizio, pianificare l'ispezione periodica delle saldature e dei punti ad-stress elevato, poiché i danni da scorrimento viscoso e le fessurazioni di tipo IV si sviluppano lentamente e vengono rilevati mediante replica o tecniche ultrasoniche avanzate anziché tramite ispezione visiva.
Registrare i numeri di colata e le mappe delle saldature in modo che le riparazioni future possano essere ricondotte ai registri di fabbricazione originali.
Domande frequenti
D: Cos'è ASTM A335 P22?
Si tratta di un tubo in acciaio legato ferritico senza saldatura con circa il 2-1/4% di cromo e l'1% di molibdeno, fornito secondo la specifica A335 per il servizio ad alta temperatura.
D: Perché il P22 viene descritto come un grado da cavallo di battaglia?
Perché la sua resistenza allo scorrimento viscoso, la resistenza all'ossidazione, la saldabilità e il costo lo hanno mantenuto in servizio per decenni nelle caldaie, nelle linee del vapore e nelle raffinerie di tutto il mondo.
D: A che temperatura può essere utilizzato il P22?
Il grado è riportato nei codici di progettazione delle attrezzature a pressione fino a circa 650 gradi C, ma la selezione pratica normalmente si sposta verso un grado di cromo al 9% sopra i 565 gradi C circa per motivi di resistenza allo scorrimento viscoso.
D: Il tubo P22 necessita di un trattamento termico post-saldatura?
SÌ. Il trattamento termico post-saldatura è necessario per gli spessori delle pareti e i servizi coperti dalle norme di costruzione ed è essenziale per ripristinare la tenacità della zona-alterata dal calore.
D: Come si confronta il P22 con un grado di cromo al 9%?
P22 è più economico, più facile da saldare e adeguato fino al limite del creep; I gradi con il 9% di cromo come P91 e P92 consentono temperature del vapore più elevate e pareti più sottili, a costi di materiale e fabbricazione più elevati.
D: Cosa bisogna controllare alla consegna?
Grado e numero di calore, analisi del calore, risultati di trazione, dimensioni, spessore della parete e record dei test idrostatici e non-distruttivi.
