Tubi senza saldatura in acciaio al carbonio JIS G3455 per servizi ad alta-temperatura
Panoramica
JISG3455è lo standard industriale giapponese perTubi senza saldatura in acciaio al carbonio destinati al servizio ad alta-temperaturain caldaie, scambiatori di calore, surriscaldatori e altre applicazioni a pressione in cui la resistenza alla temperatura elevata è fondamentale. È l'equivalente giapponese diASTM A106EDIN 17175, specificamente progettato per servizi superiori a 350 gradi .
Gradi di acciaio e classi di temperatura
JIS G3455 definisce i gradi in base atemperatura di servizio massima consentita:
| Designazione del grado | Temperatura massima di servizio | Grado ASTM comparabile | Caratteristica chiave |
|---|---|---|---|
| STPA12 | Fino a 425 gradi | A106 gr. C/A53 gr. B | Acciaio al carbonio generale ad alta-temperatura |
| STPA20 | Fino a 450 gradi | A335 gr. P1/T1 | Acciaio al molibdeno allo 0,5% per resistenza al creep |
| STPA22 | Fino a 475 gradi | A335 gr. P2/T2 | Acciaio bassolegato 0,5Cr-0,5Mo |
| STPA23 | Fino a 500 gradi | A335 gr. P12/T12 | Acciaio legato 1Cr-0,5Mo |
| STPA24 | Fino a 550 gradi | A335 gr. P11/T11 | Acciaio legato 1,25Cr-0,5Mo-Si |
| STPA25 | Fino a 550 gradi | A335 gr. P22/T22 | Acciaio legato 2.25Cr-1Mo |
| STPA26 | Fino a 600 gradi | A335 gr. P5/T5 | Acciaio legato 5Cr-0,5Mo |
Nomenclatura:
STP: Tubo senza saldatura per scopi di pressione
A: Indica acciaio legato (gradi per temperature più elevate)
Numero: designazione del grado sequenziale (non basata sulla forza-)
Proprietà meccaniche a temperatura ambiente
| Grado | Resistenza alla trazione (MPa) | Resistenza allo snervamento (MPa) Min | Allungamento (%)Min |
|---|---|---|---|
| STPA12 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
| STPA20 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
| STPA22 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
| STPA23 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
| STPA24 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
| STPA25 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
| STPA26 | Maggiore o uguale a 410 | 245 | 25 |
Nota: le proprietà di trazione a temperature più elevate sono definite in tabelle separate per i calcoli di progettazione.
Composizione chimica (massimo%)
| Grado | C | Sì | Mn | P | S | Cr | Mo | Altro |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| STPA12 | 0.25 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | - | - |
| STPA20 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | - | 0.45-0.65 | - |
| STPA22 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.50-0.80 | 0.45-0.65 | - |
| STPA23 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.80-1.25 | 0.45-0.65 | - |
| STPA24 | 0.15 | 0.50-1.00 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 1.00-1.50 | 0.45-0.65 | - |
| STPA25 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 2.00-2.50 | 0.90-1.20 | - |
| STPA26 | 0.15 | 0.35 | 0.60 | 0.035 | 0.035 | 4.00-6.00 | 0.45-0.65 | - |
Tutti i gradi sono acciaio calmato con contenuto di alluminio controllato per l'affinamento del grano.
Processo di produzione
Metodo di produzione:
Produzione dell'acciaio:Forno elettrico ad arco o ad ossigeno basico con raffinazione secondaria
Colata di lingotti:Acciaio calmato a solidificazione controllata
Lavoro a caldo:Foratura tramite processo Mannesmann seguito da laminazione a caldo o estrusione
Trattamento termico: Obbligatorio– Tutti i tubi sono trattati termicamente:
STPA12:Normalizzato o normalizzato e temperato
STPA20-26:Normalizzato e temperato
Finitura:Raddrizzatura, taglio, collaudo, ispezione
Intervallo di dimensioni:
Diametro esterno:Da 10,5 mm a 900 mm (da ≈ 0,4" a 35")
Spessore della parete:Da 1,0 mm a 100 mm
Lunghezza:Tipicamente 4-8 m; disponibili lunghezze maggiori fino a 18 m
Requisiti del trattamento termico
| Grado | Trattamento termico obbligatorio | Intervallo di temperatura tipico |
|---|---|---|
| STPA12 | Normalizzato o Normalizzato e Temperato | Normalizza: 880-950 gradi Temperamento: 600-700 gradi |
| STPA20 | Normalizzato e temperato | Normalizza: 880-950 gradi Temperamento: 630-730 gradi |
| STPA22 | Normalizzato e temperato | Normalizza: 900-980 gradi Temperamento: 650-750 gradi |
| STPA23 | Normalizzato e temperato | Normalizza: 900-1000 gradi Temperamento: 680-780 gradi |
| STPA24 | Normalizzato e temperato | Normalizza: 900-1000 gradi Temperamento: 680-780 gradi |
| STPA25 | Normalizzato e temperato | Normalizza: 900-1000 gradi Temperamento: 680-780 gradi |
| STPA26 | Normalizzato e temperato | Normalizza: 900-1050 gradi Temperamento: 700-800 gradi |
Nota: le velocità di raffreddamento e i tempi di rinvenimento sono controllati per ottenere la microstruttura richiesta.
Requisiti di test e ispezione
| Test | Riferimento standard (JIS) | Requisito |
|---|---|---|
| Prova di trazione | JISZ2241 | Uno per manche. Provini trasversali per diametro esterno maggiore o uguale a 40 mm. |
| Prova di appiattimento | JISZ2248 | Per tubi con diametro esterno inferiore o uguale a 50 mm e parete < 10% del diametro esterno. |
| Prova di durezza | JISZ2245 | Spesso specificato per i gradi di lega per verificare il rinvenimento. |
| Prova idrostatica | JIS G 3455 Sezione 8 | Obbligatorio.Pressione maggiore o uguale a 7 MPa o formula calcolata. |
| Test non distruttivo | UT, RT o MT | Può essere specificato per applicazioni critiche. |
| Prova della dimensione del grano | JISG0551 | Spesso richiesto per i gradi resistenti al creep-. |
| Trazione ad alta-temperatura | JISZ2271 | Può essere specificato per la convalida del progetto. |
Pressione di prova idrostatica:
Minimo:7MPa(1.015 PSI)
Calcolato: P=2×S×tDP=D2×S×t
Dove S=70% del carico di snervamento minimo a temperatura ambiente
Tolleranze dimensionali
| Dimensione | Tolleranza (secondo JIS G 3455) |
|---|---|
| Diametro esterno | DE Inferiore o uguale a 50 mm: ±0,5 mm 50 < DE Inferiore o uguale a 200 mm: ±1,0% DE > 200 mm: ±0,75% |
| Spessore della parete | +12.5%, -10% del muro nominale |
| Lunghezza | Lunghezza fissa: +10 mm, 0 mm |
| Rettilineità | Inferiore o uguale allo 0,2% della lunghezza totale |
| Peso | ±10% del peso teorico per singolo tubo |
Applicazioni
Industrie primarie:
Generazione di energia:Linee principali del vapore, linee di riscaldamento caldo, surriscaldatori, tubi di caldaie
Petrolchimico:Cracker catalitici, reformer, tubi riscaldanti
Raffinazione:Tubazioni di processo ad alta-temperatura, linee di trasferimento
Caldaie Industriali:Sistemi di vapore ad alta-pressione
Impianti Chimici:Sistemi di reattori ad alta-temperatura
Servizi specifici:
Superheated steam (>400 gradi)
Olio caldo e fluidi termici
Gas di processo a temperature elevate
Fluidi termovettori negli scambiatori
Servizio idrogeno ad alta-temperatura (con limitazioni)
Confronto con gli standard internazionali
| Grado | JISG3455 | Equivalente ASTM | Equivalente DIN | EN equivalente |
|---|---|---|---|---|
| STPA12 | C Inferiore o uguale a 0,25%, 425 gradi max | A106 gr. C | St 35.8 | P235GH |
| STPA20 | 0,5 Mo, 450 gradi massimo | A335 P1/T1 | 15Mo3 | 16Mo3 |
| STPA22 | 0,5Cr-0,5Mo, 475 gradi max | A335 P2/T2 | 13CrMo4-5 | 13CrMo4-5 |
| STPA23 | 1Cr-0,5Mo, 500 gradi max | A335 P12/T12 | 14MoV6-3 | 14MoV6-3 |
| STPA24 | 1,25Cr-0,5Mo-Si, 550 gradi max | A335 P11/T11 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA25 | 2,25Cr-1Mo, 550 gradi max | A335 P22/T22 | 10CrMo9-10 | 10CrMo9-10 |
| STPA26 | 5Cr-0,5Mo, 600 gradi max | A335 P5/T5 | 12CrMo19-5 | 12CrMo19-5 |
Vantaggi e caratteristiche speciali
Resistenza allo scorrimento:Progettato specificatamente per il servizio a lungo termine-a temperatura elevata-
Stabilità microstrutturale:Il trattamento termico garantisce una microstruttura stabile alla temperatura
Resistenza all'ossidazione:I gradi di lega resistono allo scagliamento alle alte temperature
Coerenza della qualità:Gli stabilimenti giapponesi mantengono uno stretto controllo sul trattamento termico
Documentazione:Rapporti di prova completi, compresi i registri dei trattamenti termici
Considerazioni su progettazione e fabbricazione
Saldatura:
Preriscaldamento richiesto:Per tutti i gradi di lega (STPA 20-26)
Trattamento termico post-saldatura: Obbligatorioper i gradi di lega per ripristinare le proprietà
Metalli d'apporto:Deve corrispondere o sovrapporsi alla composizione del metallo di base
Qualificazione della procedura:Essenziale a causa del contenuto di lega
Progettazione strisciante:
Le sollecitazioni ammissibili dipendono dalla temperatura-
Dati di rottura per scorrimento disponibili per la progettazione
Importanti considerazioni sul rilassamento dello stress
Gli effetti del ciclo termico devono essere valutati
Fabbricazione:
Piegatura:Piegatura a caldo preferita per i gradi di lega
Formazione:Più difficile dell'acciaio al carbonio a causa del contenuto di lega
Lavorazione:Richiede strumenti e tecniche adeguate
Pulizia:È necessario rimuovere tutti i contaminanti prima della manutenzione
Certificazione e tracciabilità dei materiali
Documentazione richiesta:
Certificato di prova del mulino:Analisi chimica completa per tutti gli elementi
Registro del trattamento termico:Tempi, temperature, velocità di raffreddamento
Rapporti di prova meccanica:Temperatura ambiente e elevata se specificata
Registrazioni dei test idrostatici:Pressione, durata, ispettore
Tracciabilità:Catena completa dalla fusione al tubo finito
Requisiti di marcatura:
Nome/marchio del produttore
Norma (JIS G3455)
Grado (ad esempio, STPA 24)
Dimensioni (OD × spessore della parete)
Numero di calore
Simbolo del trattamento termico
Marchio dell'ispettore
Informazioni sull'ordinazione
Dati essenziali delle specifiche:
Standard e grado:JIS G3455 STPA [Numero]
Dimensioni:DE (mm) × PESO (mm) × Lunghezza (mm o m)
Trattamento termico:Specificare se diverso dallo standard
Test:Test standard più eventuali requisiti aggiuntivi
Fine della preparazione:Liscio, smussato o speciale
Certificazione:Requisiti MTC (lingua, formato)
Marcatura:Istruzioni specifiche per la marcatura
