Ống nồi hơi bằng thép không gỉ ASTM A249 TP 316Ti

ASTM A249 TP316Ti là gì?

ASTM A249 / ASME SA249 bao gồm nồi hơi bằng thép không gỉ austenit hàn, bộ quá nhiệt, bộ trao đổi nhiệt và ống ngưng tụ. TP316Ti là phiên bản được ổn định bằng titan của TP316: việc bổ sung titan, tối thiểu gấp 5 lần hàm lượng carbon cộng với nitơ kết hợp với tối đa 0,70%, liên kết carbon thành các cacbua ổn định để crom không bị cạn kiệt ở ranh giới hạt trong quá trình hàn hoặc làm việc ở nhiệt độ cao. Kết quả là một ống hàn có khả năng chống ăn mòn giữa các hạt và không cần ủ sau khi hàn, đây là một lợi thế quan trọng trong sản xuất và kiểm tra đối với việc chế tạo nồi hơi và bộ trao đổi nhiệt. Các kích thước ống điển hình được bao phủ bởi phạm vi thông số kỹ thuật từ đường kính ngoài 6 mm đến 304,8 mm và độ dày thành 0,5 mm đến 6 mm, ở dạng hoàn thiện như ủ và ngâm hoặc ủ sáng.

Tại sao vấn đề ổn định Titan

Tiêu chuẩn 316 có thành phần hóa học cơ bản giống như 316L ngoại trừ carbon: 316L giới hạn lượng carbon ở mức tối đa 0,03% để giảm thiểu nguy cơ mẫn cảm. TP316Ti đi theo một lộ trình khác: thay vì giảm lượng carbon, nó bổ sung thêm titan, chất có ái lực với carbon mạnh hơn crom. Titan tạo thành các hạt TiC ổn định trong quá trình hàn, để lại crom ở dạng dung dịch rắn trong ma trận. Do sự ổn định này, TP316Ti có thể được sử dụng trong điều kiện hàn mà không cần xử lý nhiệt sau hàn, ngay cả ở nhiệt độ sử dụng vượt qua phạm vi nhạy cảm 425-815 độ. Điều này làm cho TP316Ti đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng hóa dầu, sản xuất điện, thực phẩm và dược phẩm, nơi các ống hàn phải duy trì khả năng chống ăn mòn.

Thành phần hóa học

Các giới hạn thành phần dưới đây là những giới hạn được yêu cầu bởi ASTM A249 đối với TP316Ti.

Yếu tố	Thành phần (wt%)
Cacbon (C)	0.08 max
Silic (Si)	0.75 max
Mangan (Mn)	2.00 max
Phốt pho (P)	0.045 max
Lưu huỳnh (S)	0.030 max
Crom (Cr)	16.0-18.0
Niken (Ni)	10.0-14.0
Molypden (Mo)	2.0-3.0
Nitơ (N)	0.10 max
Titan (Ti)	5 x (C + N) tối thiểu, tối đa 0,70

Tính chất cơ học

Các đặc tính cơ học tối thiểu ở nhiệt độ phòng theo yêu cầu của ASTM A249 đối với TP316Ti được đưa ra dưới đây.

Tài sản	Giá trị
Độ bền kéo tối thiểu (MPa)	515 (75 ksi)
Sức mạnh năng suất tối thiểu (MPa)	205 (30 ksi)
Độ giãn dài tối thiểu (%)	35
Độ cứng tối đa (HRB)	90

Giá trị độ giãn dài áp dụng cho thử nghiệm ống toàn phần và phụ thuộc vào độ dày thành ống; đặc điểm kỹ thuật cung cấp các giá trị giảm cho ống thành mỏng. Sự hiện diện của molypden cũng giúp TP316Ti có độ bền rão tốt hơn so với các loại austenit không chứa molypden ở nhiệt độ cao.

Dung sai kích thước theo tiêu chuẩn ASTM A1016/A1016M

Dung sai kích thước cho đường kính ngoài, ngoài dung sai độ dày thành, được điều chỉnh bởi ASTM A1016/A1016M. Dung sai đường kính ngoài đại diện cho ống hàn được trình bày dưới đây.

Đường kính ngoài (mm)	Dung sai (mm)
Dưới 25,40	+/- 0.10
25,40 đến 38,1	+/- 0.15
38,1 đến 50,8	+/- 0.20
50,8 đến 63,5	+/- 0.25
63,5 đến 76,2	+/- 0.30
76,2 đến 101,6	+/- 0.38
101,6 đến 190,5	+ 0.38 / - 0.64
190,5 đến 228,6	+ 0.38 / - 1.14

Dung sai độ dày thành được đưa ra trong phần thân chính của ASTM A249 và thay đổi theo kích thước ống; việc xác minh được thực hiện trên ống thành phẩm sau tất cả các hoạt động tạo hình và xử lý nhiệt.

Ứng dụng

Ống hàn TP316Ti được chỉ định cho ống nồi hơi và bộ quá nhiệt, bộ làm nóng nước cấp, bộ trao đổi nhiệt và bó ngưng tụ, cũng như các dây chuyền xử lý trong ngành hóa dầu, sản xuất điện, chế biến thực phẩm và dược phẩm. Dạng hàn mang lại lợi thế về mặt kinh tế và kích thước so với ống liền mạch cho các đoạn thẳng dài, trong khi chất ổn định bằng titan duy trì khả năng chống ăn mòn trong vùng hàn, cho phép sử dụng ống mà không cần ủ sau hàn. Khi dịch vụ yêu cầu, các ống được trang bị phương pháp xử lý nhiệt, kiểm tra không phá hủy và kiểm tra thủy tĩnh hoặc không khí theo yêu cầu của ASTM A249.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa 316 và 316Ti là gì?

Lớp 316 là thép không gỉ austenit chứa molypden; 316L là phiên bản có hàm lượng carbon thấp (tối đa 0,03% carbon). 316Ti là phiên bản được ổn định bằng titan, bổ sung titan ở mức tối thiểu 5 x (C + N) lên tới 0,70% để carbon được liên kết dưới dạng cacbua ổn định. Điều này mang lại cho 316Ti khả năng chống ăn mòn giữa các hạt trong điều kiện hàn mà không cần ủ sau hàn.

Tại sao titan được thêm vào thép ống nồi hơi?

Titan có ái lực với cacbon mạnh hơn crom nên nó tạo thành các cacbua TiC ổn định trong quá trình hàn và làm việc ở nhiệt độ cao. Điều này ngăn chặn sự suy giảm crom ở các ranh giới hạt, nếu không sẽ gây ra sự ăn mòn giữa các hạt và làm ống bị hỏng sớm.

TP316Ti hàn có cần ủ sau hàn không?

Không. Bởi vì sự ổn định của titan ngăn chặn sự kết tủa cacbua crom, nên ống hàn vẫn giữ được khả năng chống ăn mòn mà không cần ủ sau hàn. Đây là một trong những lý do chính TP316Ti được chỉ định cho nồi hơi hàn và ống trao đổi nhiệt.

Tiêu chuẩn nào bao gồm dung sai kích thước?

ASTM A1016/A1016M, thông số kỹ thuật chung cho nồi hơi và ống siêu nhiệt bằng thép hợp kim ferit, austenit và song công, bao gồm dung sai kích thước được tham chiếu bởi ASTM A249.

Ống hàn TP316Ti có những kích cỡ nào?

Phạm vi cung cấp điển hình là đường kính ngoài từ 6 mm đến 304,8 mm với độ dày thành 0,5 mm đến 6 mm, ở dạng hoàn thiện được ủ và ngâm hoặc ủ sáng. Phạm vi chính xác phụ thuộc vào công suất của máy nghiền và các yêu cầu của ASTM A249.

A249 dành cho ống liền mạch hay ống hàn?

ASTM A249 bao gồm nồi hơi bằng thép austenit hàn, bộ quá nhiệt, bộ trao đổi nhiệt và ống ngưng tụ. Bản sao liền mạch cho cùng một dịch vụ được bao phủ bởi tiêu chuẩn ASTM A213, trong đó loại ổn định bằng titan cũng được chỉ định là TP316Ti.