Ống thép liền mạch E911/X11CrMoWVNb9-1-1（T911/P911

TÔI. Nguyên tắc chung và mô tả cơ bản của tài liệu

1.1 Mục đích và phạm vi của tài liệu

Mục đích ở đây rất đơn giản: để phục vụ như là một thực tế, hướng dẫn từ chiến hào về đặc điểm kỹ thuật, sản xuất, và ứng dụng của ống thép liền mạch E911. Đây không phải là sách giáo khoa dành cho học sinh; đó là sổ tay hướng dẫn hiện trường dành cho các kỹ sư, thanh tra viên, và các chuyên gia thu mua đã mệt mỏi với ngôn ngữ soạn sẵn.

Nó áp dụng đặc biệt cho các ống và ống liền mạch được sản xuất từ loại thép martensitic E911 (X11CrMoWVNb9-1-1), chủ yếu được sử dụng trong ngành sản xuất điện và hóa dầu. Chúng ta đang nói về các bộ phận quan trọng—đường dẫn hơi nước chính, máy hâm nóng, bộ quá nhiệt—nơi áp suất cao và sai số bằng không. Vật liệu này là đặc trưng của nhà máy điện siêu tới hạn hiện đại, và xử lý nó như thép carbon thông thường sẽ khiến bạn mất hàng triệu đô la trong thời gian ngừng hoạt động.

1.2 So sánh lớp và cơ sở tiêu chuẩn

Trong thế giới thực, danh pháp có thể là một bãi mìn. Bạn đặt mua P91, nhưng giấy chứng nhận nhà máy ghi 10Cr9Mo1VNbN. Bạn nhận được E911, và bản vẽ yêu cầu X10CrMoVNb9-1. Đó là cùng một gia đình, nhưng ma quỷ ở trong các chi tiết. Đây là bản phân tích từ cuốn sách tham khảo tai chó của tôi:

Chỉ định ASME/ASTM:T91 (Ống), P91 (Đường ống). ‘T/P’ rất quan trọng.
Một chỉ định:X11CrMoWVNb9-1-1 (Số vật liệu 1.4905). Lưu ý 'W’ (vonfram) – đó là điểm khác biệt chính mang lại cho E911 lợi thế nhiệt độ cao vượt trội so với P91 tiêu chuẩn.
Tên thường gọi khác:E911 (từ tiêu chuẩn Châu Âu), 9Cr-1Mo-V-Nb-N biến tính. Người xưa vẫn gọi nó là “9Cr đã sửa đổi.”

Các tiêu chuẩn cốt lõi mà chúng tôi tuân theo là:

ASME SA-335/SA-335M:Đây là kinh thánh cho ống thép hợp kim ferritic liền mạch cho dịch vụ nhiệt độ cao.
TRONG 10216-2:Đối tác Châu Âu dành cho ống thép liền mạch dùng cho mục đích chịu áp lực với các đặc tính nhiệt độ cao được chỉ định.

Tôi luôn giữ một bản sao của VdTÜV 511/2 trong túi của tôi nữa. Đó là tiêu chuẩn của Đức, nhưng các yêu cầu bổ sung của nó đối với thử nghiệm đứt gãy từ biến thường nghiêm ngặt hơn và cho bạn cái nhìn rõ hơn về hiệu suất lâu dài.

1.3 Định nghĩa các thuật ngữ và từ viết tắt

Trong nhà máy và tại chỗ, chúng tôi không phải lúc nào cũng sử dụng những thuật ngữ ưa thích. Đây là bản dịch thực tế:

UTS:Độ bền kéo tối đa. trong lĩnh vực này, chúng tôi chỉ gọi nó là “độ căng.” “Độ căng quay trở lại ở mức nào?”
Vâng:Sức mạnh năng suất. Đó là “điểm năng suất.” Đường nó đi qua trước khi nó không quay trở lại.
PWHT:Xử lý nhiệt sau hàn. Hay như chúng ta thường gọi, “cái nướng lớn.” Hãy hiểu sai điều này, và bạn đang hàn bơ.
d-ferit:Kẻ thù. Một giai đoạn luyện kim giết chết sự dẻo dai. Chúng ta nói về nó với giọng điệu im lặng.
Leo:chậm, sự kéo dãn đau đớn của kim loại dưới áp lực và sức nóng. Đó là lý do tại sao tất cả chúng ta ở đây.
MTR:Báo cáo thử nghiệm nhà máy. Mảnh giấy chứng tỏ bạn giỏi hoặc khiến bạn đau đầu. Không bao giờ đánh mất nó.

II. Yêu cầu công nghệ cốt lõi đối với vật liệu

2.1 Kiểm soát thành phần hóa học (phân tích luyện kim + phân tích thành phẩm)

Đây là nơi phép thuật, hoặc bi kịch, bắt đầu. Hóa học là công thức. Tôi đã thấy nhiệt lượng xuất hiện với phản ứng hóa học hoàn hảo trên giấy, nhưng sản phẩm cuối cùng dễ gãy do phần tử bị va đập hoặc phần dư mất cân bằng. Đối với E911, độ chính xác cần thiết cao hơn của bác sĩ phẫu thuật.

Bàn 2.1-1: Yêu cầu về thành phần hóa học đối với E911 (Cân nặng %)

Yếu tố	ASME SA-335 (P91)	TRONG 10216-2 (E911/X11CrMoWVNb9-1-1)	Tại sao nó quan trọng (Quan điểm của kỹ sư hiện trường)
Cacbon (C)	0.08 – 0.12	0.09 – 0.13	xương sống. Quá thấp, và bạn mất đi sức mạnh. Quá cao, và bạn đang hàn với một cơn đau đầu. Tôi nhắm đến phần giữa, quanh 0.10-0.11%.
Mangan (Mn)	0.30 – 0.60	0.30 – 0.60	Chất khử oxy và trợ giúp sức mạnh. Chúng tôi theo dõi chặt chẽ về Lưu huỳnh.
Phốt pho (P)	≤ 0.020	≤ 0.020	tạp chất. Chúng tôi đấu tranh để giữ nó ở mức thấp nhất có thể. 0.015% max là quy tắc không chính thức của tôi.
lưu huỳnh (S)	≤ 0.010	≤ 0.010	Tạp chất khác. Nó gây ra cảm giác nóng rát. Chúng tôi tiến hành khử lưu huỳnh một cách tích cực trong xưởng nấu chảy.
Silicon (Và)	0.20 – 0.50	0.10 – 0.50	Chất khử oxy. Giúp chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.
crom (Cr)	8.00 – 9.50	8.50 – 9.50	Ông chủ oxy hóa. Hình thành thang đo bảo vệ. Ở phía thấp, bạn mở rộng quy mô. Ở phía cao, bạn quảng cáo delta ferrite. Chúng tôi hướng tới 8.8-9.1%.
Molypden (Mo)	0.85 – 1.05	0.90 – 1.10	Chất tăng cường dung dịch rắn. Nó giống như cốt thép trong bê tông ở nhiệt độ cao.
Vanadi (V.)	0.18 – 0.25	0.18 – 0.25	Tạo thành cacbua/nitrit mịn để tăng cường lượng mưa. Chúng tôi gọi đây là “ngựa lao động.”
Niobi (Nb)	0.06 – 0.10	0.06 – 0.10	Cũng tạo thành cacbua ổn định. Tinh chỉnh cấu trúc hạt.
Nitơ (N)	0.030 – 0.070	0.040 – 0.090	Quan trọng để hình thành các carbonitride V/Nb đó. Chúng tôi quản lý chặt chẽ với V và Nb. Một lỗi phổ biến của tân binh là tắt tỷ lệ V/N.
Niken (TRONG)	≤ 0.40	0.10 – 0.40	Giúp dẻo dai, nhưng quá nhiều sẽ làm giảm nhiệt độ Ac1, PWHT phức tạp.
Nhôm (Al)	≤ 0.02	≤ 0.02	chất khử oxy. Nhưng bất kỳ Al hơn 0.02% sẽ tạo thành AlN và liên kết nitơ, cướp V và Nb. Chúng tôi sử dụng nó như một chất đánh dấu cho quá trình khử oxy kém.
vonfram (W)	Không được chỉ định	0.90 – 1.10	Chữ ký E911!Đây chính là điều mang lại lợi thế cho nó. Vonfram cung cấp thêm khả năng tăng cường dung dịch rắn và làm chậm quá trình thô của cacbua M23C6. Đó là nước sốt bí mật cho sức mạnh leo cao hơn.
boron (B)	Không được chỉ định	0.0005 – 0.0050	Sự bổ sung dấu vết, nhưng mạnh mẽ. Nó phân tách theo ranh giới hạt, tăng cường chúng và cải thiện độ dẻo của leo. Chúng tôi đo nó theo phần triệu (ppm).

Cá nhân:Tôi đang làm việc ở Hàn Quốc, nơi một nhà máy gặp phải thất bại nghiêm trọng trong cuộc thử nghiệm tác động lên P91. Họ cứ loay hoay với việc xử lý nhiệt. Tôi đã yêu cầu dữ liệu tan chảy và thấy Nitơ của họ luôn ở mức 0.025%, chỉ ở mức thấp của thông số kỹ thuật, và Vanadi của họ ở mức cao cấp 0.24%. Tỷ lệ V/N là 9.6, quá cao. Bạn cần đủ N để tạo thành tất cả các hạt VN mịn đó. Chúng tôi đã thuyết phục họ nhắm mục tiêu 0.05% N. Problem solved overnight.

2.2 Thông số kỹ thuật quy trình xử lý nhiệt

Bạn có thể có phản ứng hóa học hoàn hảo, nhưng nếu bạn làm hỏng quá trình xử lý nhiệt, bạn có một cái rất đắt tiền, chặn giấy rất nặng. Đối với thép 9Cr, việc xử lý nhiệt là một vở kịch gồm ba màn: Bình thường hóa, Dập tắt, tính khí.

Bình thường hóa (Austenit hóa):Đun nóng đến 1040°C – 1090°C (1900° F – 1995° F). Giữ tối thiểu 30 phút. Mục tiêu ở đây là hòa tan tất cả các cacbua chính và đưa mọi thứ vào dung dịch rắn. Quá thấp, và không phải tất cả V và Nb đều đi vào dung dịch, cướp đi sức lực cuối cùng của bạn. Quá cao (trên 1100°C), và bạn nhận được sự tăng trưởng hạt nhanh chóng và, bạn đã đoán được rồi, đồng bằng ferrit. Tôi đã thấy các đường ống được chuẩn hóa ở 1120°C; kích thước hạt giống như sỏi thô, và cuộc sống đáng sợ đã bị bắn.
Làm dịu đi (làm mát):Đây là “sự biến đổi” bước chân. Nó phải đủ nhanh để làm nguội toàn bộ độ dày thành xuống dưới điểm bắt đầu martensite (Bệnh đa xơ cứng) nhiệt độ trước khi ferrite hoặc bainite có thể hình thành. Đối với ống P91 thành nặng, điều này có nghĩa là việc làm đầy nước thường là bắt buộc. Làm mát không khí chỉ dành cho những bức tường mỏng. Nếu bạn làm mát quá chậm, bạn nhận được bainite, có sức mạnh leo thấp hơn. Đường ống thoát ra khỏi ống nước cứng như thể, giòn, mactenxit chưa được tôi luyện.
ủ: Đun nóng đến 730°C – 780°C (1350° F – 1435° F). Đây là nơi chúng tôi “mất lợi thế.” Chúng tôi kết tủa các cacbua V/Nb mịn đó bên trong các thanh martensite, điều đó cho chúng ta sức mạnh. Và chúng tôi tự tôi luyện martensite để cải thiện độ dẻo dai và độ dẻo. Nhiệt độ ủ là rất quan trọng. Quá thấp, và bạn dễ vỡ. Quá cao, và bạn đang tiến tới nhiệt độ tới hạn thấp hơn (Ac1), nơi bạn bắt đầu tái austenitize, hình thành tươi, martensite chưa được xử lý khi làm mát. Đó là công thức làm món giòn, cấu trúc có độ bền thấp được gọi là “quá nóng.”

2.3 Các chỉ số hiệu suất cơ học

Bằng chứng là ở sự kéo, sự đánh, và sự kéo dài lâu dài.

Bàn 2.3-1: Tính chất cơ học ở nhiệt độ phòng

Tài sản	ASME SA-335 P91	TRONG 10216-2 E911	Tiêu chí chấp nhận trường
Độ bền kéo (RM)	≥ 585 MPa (85 ksi)	620 – 850 MPa	Phạm vi EN chặt chẽ hơn. Tôi cảnh giác với bất cứ điều gì hơn 800 MPa ở trạng thái như đã nhận—nó có thể báo hiệu nhiệt độ chưa đủ.
Sức mạnh năng suất (Rp0,2)	≥ 415 MPa (60 ksi)	≥ 450 MPa	EN có thanh cao hơn.
Độ giãn dài (MỘT)	≥ 20% (cho toàn bộ bức tường)	≥ 19% (dọc)	Thước đo độ dẻo. Độ giãn dài thấp có nghĩa là rắc rối.
độ cứng (HBW)	≤ 250 HBW (thông số chung)	200 – 270 HBW	Đây là kiểm tra hiện trường nhanh chóng của bạn. Nếu bạn không thể thực hiện bài kiểm tra độ cứng bên dưới 250 HB (ASME) hoặc trong dải EN, dừng lại mọi thứ.
Tác động đến độ dẻo dai (CVN)	27 J tối thiểu @ RT (thường được chỉ định)	40 J trung bình @ 20°C (theo chiều dọc)	Đây là điều khó khăn nhất (ý định chơi chữ) đặc điểm để gặp. Độ dẻo dai thấp thường dẫn đến các vấn đề về xử lý nhiệt hoặc hóa học. Tôi đã thấy P91 với 200+ J, và tôi đã nhìn thấy nó với 10 J. Sự khác biệt là kiểm soát quá trình.

2.4 Chất lượng bề mặt và chất lượng bên trong

Bề mặt:Mỗi inch của đường ống phải không có vòng, vết nứt, đường nối, và những khiếm khuyết khác. Chúng tôi xác định rằng bất kỳ việc sửa chữa nào bằng cách mài đều phải làm cho độ dày thành vẫn nằm trong dung sai âm. Sửa chữa hàn trên đường ống cơ sở là một dấu hiệu nguy hiểm và thường không được phép nếu không có sự chấp thuận cụ thể. Nó cho tôi biết quá trình của họ đã vượt quá tầm kiểm soát.
Nội bộ:Chúng tôi đang tìm kiếm cán mỏng, vết nứt, và các tạp chất phi kim loại lớn. Đây là lúc NDT xuất hiện.

Iii. Thông số kích thước và trọng lượng

3.1 Các thông số kích thước và dung sai

Chúng tôi không chỉ đặt hàng tẩu; chúng tôi đặt hàng một hình học cụ thể. Dung sai của các hợp kim có giá trị cao này chặt chẽ hơn so với thép cacbon. Bạn không thể chỉ có một “danh nghĩa” lịch trình. Tất cả đều ở số thập phân.

Đường kính ngoài (CỦA):Dành cho NPS 4 trở lên, ASME B36.10 đưa ra dung sai +1/8 TRONG., -1/32 TRONG. cho hầu hết các lịch trình. Đối với ống có thành nặng, we often negotiate tighter, nói +1.6 mm / -0.8 mm.
Độ dày của tường (WT):Thông thường ±12,5% của bức tường danh nghĩa. Nhưng nếu bạn đang thiết kế một tiêu đề với một bức tường tối thiểu cụ thể cho thời gian sử dụng, bạn phải đặt hàng ở mức tối thiểu đó, không phải là danh nghĩa với dung sai âm.
Chiều dài:Thông thường một phạm vi, với dung sai cụ thể ở các đầu về độ vuông góc. Vết cắt ở đầu kém có thể làm hỏng mối hàn.

3.2 Tính trọng lượng lý thuyết

Trọng lượng lý thuyết (kg/m) = (CỦA – WT) * WT * 0.0246615 * Yếu tố mật độ.

Đối với thép, hệ số mật độ là khoảng 1. Đối với thép 9Cr, mật độ xung quanh 7.78 g/cm³, ít hơn một chút so với carbon thông thường 7.85. Vì thế, công thức chính xác để đặt hàng là:
Cân nặng (kg/m) = (CỦA – WT) * WT * 0.0246615 * (7.78/7.85)

Điều này quan trọng vì bạn phải trả cho trọng lượng lý thuyết. Nếu nhà máy chạy ống nặng trên tường (trong khả năng chịu đựng), trọng tải của bạn tăng lên, và hóa đơn của bạn cũng vậy. Tôi đã chứng kiến những cuộc đấu tranh trong việc mua sắm 2% chênh lệch trọng lượng trên đơn hàng 200 tấn.

Iv. Quy trình sản xuất và kiểm soát

4.1 Quy trình sản xuất

Hãy bước đi trên sàn nhà. Đối với ống liền mạch loại này, phần lớn được tạo ra bằng quy trình nghiền cắm Mannesmann hoặc quy trình ép đùn nóng.

luyện thép:Nó bắt đầu trong Lò hồ quang điện (EAF) với sự kiểm soát chặt chẽ việc lựa chọn phế liệu. Sau đó nó đi đến lò nung (LF) để tinh chỉnh hóa học—thêm những V quan trọng đó, Nb, Của, B. Cuối cùng, Khử khí chân không (VD) để loại bỏ hydro và oxy. Đây là bước quan trọng nhất để đảm bảo vệ sinh.
Đúc phôi hoặc phôi:Thường đúc liên tục thành phôi tròn. Quá trình đúc phải được thực hiện dưới lớp khí trơ để ngăn chặn quá trình oxy hóa lại. Điều hòa bề mặt của phôi (mài) bắt buộc phải loại bỏ bất kỳ khuyết tật bề mặt nào có thể tạo thành các đường nối trong đường ống.
sưởi ấm & xỏ lỗ:Phôi được nung nóng từ từ và đồng đều trong lò nung quay. Sau đó, nó được xỏ vào máy xỏ khuyên Mannesmann để tạo ra một lớp vỏ rỗng.
kéo dài (Máy nghiền cắm):Phần rỗng được lăn trên thanh trục gá để đạt được độ dày thành và đường kính ngoài mong muốn.
Định cỡ & Làm thẳng:Ống được định cỡ theo kích thước cuối cùng và sau đó được làm thẳng. Đây là bước gia công nguội có thể tạo ra ứng suất dư nếu không được kiểm soát..
Xử lý nhiệt (N+Q+T):Như đã mô tả ở phần 2.2. Đường ống được bình thường hóa, dập tắt (thường có hệ thống làm nguội nước bên ngoài và bên trong), và được tôi luyện trong lò nung con lăn liên tục.
hoàn thiện & Điều tra:Cắt, sự mài giũa, thử nghiệm không phá hủy (UT, Hiện tại Eddy), kiểm tra trực quan, và kiểm tra kích thước.

4.2 Những điểm chính để kiểm soát các quy trình quan trọng

Giai thoại cá nhân: Vào cuối những năm 90, Tôi đang làm việc tại một nhà máy ở Đức, một trong những nhà máy đầu tiên sản xuất P91 vách nặng cho một dự án ở Anh. They kept failing the UT inspection on the first few pipes. Vết nứt bên trong. Người quản lý nhà máy đang bứt tóc. Chúng tôi lần theo dấu vết của nó đến nguồn nước nguội. mactenxit, gây ra vết nứt dập tắt. Giải pháp là làm chậm tốc độ làm mát một chút qua nhiệt độ Ms bằng cách điều chỉnh lưu lượng nước và sử dụng chất làm nguội polyme.. Đó là một bài học vật lý khó.

Kiểm soát dập tắt cho bức tường nặng:Đối với WT trên 40mm (1.5 inch), tốc độ làm mát là thách thức lớn nhất của bạn. Bạn cần làm nguội bên trong và bên ngoài đủ nhanh để tránh bainite. Điều này thường đòi hỏi hệ thống làm nguội bên trong và bên ngoài chuyên dụng. Chúng tôi theo dõi nhiệt độ nước làm nguội, tốc độ dòng chảy, và nhiệt độ đường ống trong quá trình làm nguội bằng nhiệt kế.
Căng thẳng thẳng:Làm thẳng lạnh sau khi ủ là cần thiết, nhưng nó truyền tải ứng suất dư. Nếu bạn duỗi thẳng quá mạnh mẽ, bạn có thể vượt quá điểm lợi nhuận cục bộ. Chúng tôi luôn đo độ thẳng, nhưng chúng tôi cũng lấy mẫu để đo ứng suất dư nếu đường ống dành cho ứng dụng quan trọng. Bạn không muốn đường ống được xử lý nhiệt hoàn hảo của mình bị cong vênh trong lần sử dụng nhiệt độ cao đầu tiên.
Kiểm soát kích thước hạt:Chúng tôi hướng tới mức phạt, kích thước hạt đồng đều (ASTM 7 hoặc tốt hơn). Điều này được kiểm soát bởi nhiệt độ và thời gian chuẩn hóa. Hạt thô có nghĩa là độ dẻo dai thấp. Chúng tôi thực hiện kiểm tra kim loại ở mọi nhiệt độ.

V.. Điều tra & Thông số chấp nhận

5.1 Phân loại danh mục kiểm tra

Hãy để tôi chia nhỏ điều này theo cách chúng tôi thực hiện tại xưởng sản xuất—ba loại sản phẩm riêng biệt: Bắt buộc, bổ sung, và vì nguyên nhân. Tôi đã thấy quá nhiều thông số kỹ thuật mua sắm mà tôi chỉ đánh dấu vào mọi ô trong danh sách. Đó không phải là kiểm soát chất lượng; đó chỉ là đốt tiền. Bạn cần biết nơi để đặt sự chú ý của bạn.

Bàn 5.1-1: Inspection Category Matrix

Mục kiểm tra	Phương pháp/Tiêu chuẩn	Tính thường xuyên	Mức độ chấp nhận	Ghi chú hiện trường
loại A: Bắt buộc (Mỗi Nhiệt/Lô)
Phân tích hóa học (muôi)	ASTM E415 / ISO 14284	1 mỗi nhiệt	Bàn 2.1-1	Đây là dấu vân tay của bạn. Giữ nó.
Phân tích hóa học (Sản phẩm)	ASTM E415 / ISO 14284	1 mỗi 200 đường ống	Bàn 2.1-1	Kiểm tra sự phân biệt. Tôi đã thấy sự phân cách trung tâm tiêu diệt sự dẻo dai.
Kiểm tra độ bền kéo @ RT	ASTM E8 / ISO 6892-1	2 mỗi nhiệt/lô	Bàn 2.3-1	Nếu sản lượng quá cao, nghi ngờ thiếu chín chắn.
Kiểm tra độ cứng	ASTM E10 / ISO 6506-1	2 ống mỗi lô	180-250 HBW (phạm vi của tôi)	Kiểm tra hiện trường nhanh chóng của bạn. Tôi từ chối bất cứ điều gì hơn 260 HBW tại chỗ.
Kiểm tra độ phẳng	ASTM A370 / ISO 8492	2 mỗi nhiệt/lô	Không có vết nứt	Đơn giản nhưng cho bạn biết đường ống có giòn hay không.
Kiểm tra thủy tĩnh	ASTM A999 / ISO 10332	100%	Không rò rỉ	Tiêu chuẩn. Nhưng đối với bức tường nặng, chúng tôi thường từ bỏ điều này và dựa vào UT.
Kiểm tra siêu âm	ASTM E213 / ISO 10893-10	100%	Chất lượng lớp U3	Bắt cán màng bên trong. không thể thương lượng.
Kiểm tra kích thước	Caliper, Micromet	100%	ASME B36.10	Độ dày của tường là nơi các nhà máy cố gắng gian lận. Xem dung sai âm.
Kiểm tra trực quan	Mắt không trợ giúp	100%	Không có vòng, vết nứt, đường nối	Nếu bạn nhìn thấy mối hàn sửa chữa trên ống đế, dừng lại. Từ chối nó.
Loại B: bổ sung (Khi được chỉ định)
Tác động đến độ dẻo dai (CVN)	ASTM E23 / ISO 148-1	3 mẫu vật mỗi bộ	≥ 40J trung bình @ 20°C	Đây là nơi xử lý nhiệt tốt chứng tỏ bản thân.
Độ bền kéo nhiệt độ cao	ASTM E21 / ISO 6892-2	1 mỗi nhiệt	Theo đường cong thiết kế	Đối với dữ liệu thiết kế. Chúng tôi vẽ biểu đồ dựa trên ứng suất cho phép của ASME.
Thử nghiệm đứt gãy leo	ASTM E139 / ISO 204	1 mỗi nhiệt (hiếm)	≥ 100.000h cuộc sống	Tiêu chuẩn vàng. Phải mất một năm mới có kết quả.
Luyện kim	ASTM E3, E407 / ISO 4967	1 mỗi nhiệt	Kích thước hạt ≥ ASTM 7	Tôi muốn xem martensite được tôi luyện, không có δ-ferit.
Độ sạch vi mô	ASTM E45 / ISO 4967	1 mỗi nhiệt	Dòng mỏng ≤ 2.0	Sự bao gồm giết chết cuộc sống của leo. Giai đoạn.
Loại C: Vì Nguyên Nhân (Khắc phục sự cố)
Đo ứng suất dư	XRD hoặc khoan lỗ	Khi cần thiết	≤ 80 MPa	Nếu đường ống bị cong vênh trong quá trình gia công, kiểm tra cái này.
Phân tích hydro	LECO / Phản ứng tổng hợp khí trơ	Khi cần thiết	≤ 2 ppm	Đối với dịch vụ chua hoặc tường nặng.
Phân tích SEM/EDS	Fractography	Khi cần thiết	N/a	Khi có thứ gì đó bị hỏng và bạn cần biết tại sao.

5.2 Các đường cong quan trọng: Dữ liệu thực sự cho bạn biết điều gì

Tôi không chỉ nhìn vào những con số trên một trang. Tôi vẽ chúng. Mỗi lần. Một điểm dữ liệu có thể nói dối, nhưng một đường cong—một đường cong kể cho bạn câu chuyện. Đây là ba đường cong tôi dán trên tường văn phòng của mình.

5.2.1 Đường cong chuyển tiếp tác động (Chuyển đổi từ dẻo sang giòn)

Đây là điều đầu tiên tôi yêu cầu khi độ cứng là mối quan tâm. Đối với thép martensitic như E911, DBTT (Nhiệt độ chuyển tiếp dẻo sang giòn) nên ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phòng. Nếu không, xử lý nhiệt của bạn sai, hoặc kích thước hạt của bạn quá thô.

chữ

NĂNG LƯỢNG TÁC ĐỘNG CHARPY (J) vs. NHIỆT ĐỘ (°C)
=====================================================================================
300 |
    |                                                   *
    |                                              *    *    *   Hoàn toàn dẻo
200 |                                         *              Vùng đất (Kệ trên)
    |                                    *
    |                               *                      (Mục tiêu: >100J @ RT)
100 |                         *
    |                    *                                   * = Xử lý nhiệt tốt
    |               *                                        o = Xử lý nhiệt kém
 50 |          *                                       (DBTT quá cao!)
    |     *  ồ
    |  ồ
  0 |__o____o___o___o___o___o___o___o___o___o___o___o___o___o___o___o___
    -80  -60  -40  -20    0    20   40   60   80   100  120  140  160
                          Nhiệt độ (°C)
===============================================================================
Legend:
    * - E911 được xử lý nhiệt đúng cách (DBTT ~ -40°C, Kệ trên ~220J)
    ồ - Xử lý nhiệt không đúng cách (DBTT ~ +20°C, Kệ trên ~80J)
    
Quan sát quan trọng: 
    Đường cong 'o' hiển thị DBTT ở +20°C. Ở nhiệt độ phòng, this material 
    is still in the transition zone. Một buổi sáng lạnh lẽo, hoặc một vết khía nhẹ,
    và nó gãy xương. Tôi đã từ chối toàn bộ sức nóng ở Texas vào năm 2003 vì điều này.

Những gì tôi tìm kiếm:

Năng lượng kệ trên: nên > 100J, tốt nhất là > 150J. Kệ trên thấp có nghĩa là thép bẩn hoặc tính khí sai trái.
DBTT: Nên dưới -20°C, lý tưởng nhất là -40°C hoặc thấp hơn. Nếu nhiệt độ gần 0°C, bạn đang sống nguy hiểm.
Chiều rộng chuyển tiếp: Một sắc nét, chuyển đổi dốc cho thấy cấu trúc vi mô đồng nhất. Quá trình chuyển đổi kéo dài cho thấy kích thước hạt hỗn hợp.

Câu chuyện cá nhân: 2005, một công việc ở Alabama. Đầu cắm P91 không vượt qua thử nghiệm va đập ở 15J ở nhiệt độ phòng. Giấy chứng nhận nhà máy cho biết “đáp ứng thông số kỹ thuật.” Tôi đã yêu cầu đường cong chuyển tiếp đầy đủ. Họ đã không chạy một. Chúng tôi đã chạy nó. DBTT was at +30°C! Vật liệu hoàn toàn giòn ở nhiệt độ vận hành. thủ phạm? Nhiệt độ chuẩn hóa quá thấp—cacbua sơ cấp chưa hòa tan, vì vậy ma trận gầy và ranh giới hạt yếu. Chúng tôi đã phải bình thường hóa lại toàn bộ. Làm họ tốn sáu tuần.

5.2.2 Đường cong vỡ Creep (Thông số Larson-Miller)

Đây là lời nói thật cho vật liệu nhiệt độ cao. Bạn không thể chờ đợi 100,000 giờ cho kết quả kiểm tra, vì vậy chúng tôi sử dụng Tham số Larson-Miller (LMP) ngoại suy.

Công thức:

chữ

LMP = T (C + đăng nhập t) x 10^-3

Where:
    T = Nhiệt độ (Kelvin)
    t = Thời gian vỡ (giờ)
    C = Hằng số vật liệu (tiêu biểu 20-22 đối với thép 9Cr)

Đối với E911, với sự bổ sung vonfram của nó, đường cong LMP dịch chuyển sang phải so với P91 tiêu chuẩn. Điều đó có nghĩa là căng thẳng cao hơn cho cùng một cuộc sống, hoặc cuộc sống lâu hơn cho cùng một căng thẳng.

chữ

NHẤN MẠNH (MPa) vs. THAM SỐ LARSON-MILLER (C=20)
=====================================================================================
200 |
    |   E911 (với vonfram)
180 |      * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
    |         *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *
160 |            *                                         P91 (Tiêu chuẩn)
    |               *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *
140 |                  *
    |                     *
120 |                        *
    |                           *
100 |                              *
    |                                 *
 80 |                                    *
    |                                       *
 60 |                                          *
    |                                             *
 40 |                                                *
    |                                                   *
 20 |                                                      *
    |                                                         *
  0 +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
    18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30
                      Thông số Larson-Miller (x10^-3)
===============================================================================
Operating Point Example:
    600°C (873K), 100,000 hours
    LMP = 873 x (20 + nhật ký 100,000) x 10^-3
    log 100,000 = 5
    LMP = 873 x (25) x 10^-3 = 21.825 x 10^-3
    
    At LMP = 21.8:
        Ứng suất cho phép P91 ≈ 65 MPa
        E911 allowable stress ≈ 82 MPa
    
    That's a 26% sự cải tiến. Vấn đề vonfram.

Đường cong cho tôi biết điều gì:

Ban nhạc phân tán: Tôi không chỉ muốn dòng trung bình. Tôi muốn xem từng điểm dữ liệu. Phân tán rộng có nghĩa là kiểm soát quá trình kém.
phép ngoại suy: Chúng tôi dự kiến từ thử nghiệm 10.000 giờ đến tuổi thọ 100.000 giờ. Nếu đường cong không trơn tru và hoạt động tốt, Tôi không tin vào phép ngoại suy.
các “Đầu gối”: Một số vật liệu cho thấy sự thay đổi độ dốc trong thời gian dài. Đó là nơi vi cấu trúc bị thoái hóa. Vonfram của E911 làm chậm đầu gối đó.

Câu chuyện cá nhân: 2010, một công ty điện lực ở Anh đang tái xác nhận tiêu chuẩn của các đầu cắm bộ quá nhiệt của họ để kéo dài tuổi thọ. P91 gốc, 150,000 giờ dịch vụ. Họ lấy mẫu để kiểm tra độ leo. Các điểm dữ liệu rơi xuống dưới đường cong thiết kế ban đầu. Cấu trúc vi mô cho thấy các cacbua M23C6 bị thô hóa nặng – chúng giống như những viên sỏi thay vì cát mịn. Họ đã phải hạ xếp hạng đơn vị. Nếu đó là E911, với cacbua được ổn định bằng vonfram, có lẽ họ đã có được một cái khác 50,000 giờ. Đó là sự khác biệt giữa chi phí vốn và chi phí hoạt động.

5.2.3 Chuyển đổi làm mát liên tục (CCT) Đường cong

Đây không phải là thứ bạn thử nghiệm trên sản phẩm cuối cùng. Đây là thứ mà nhà máy lẽ ra phải sử dụng để thiết kế quy trình tôi. Nhưng khi tôi xử lý một lô lỗi, tôi yêu cầu nó.

chữ

NHIỆT ĐỘ (°C) vs. THỜI GIAN (giây) - CCT Diagram for E911
===============================================================================
1100 |
     |   Vùng Austenit
1000 |   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
     |
 900 |                       Đường cong làm mát tới hạn
     |                      /
 850 +--------------------/--+-----------------------------------
     |  Bắt đầu Ferrite   /    |
 800 |                /      |     Bắt đầu Bainite
     |               /       |        /
 750 |              /        |       /
     |             /         |      /
 700 |            /          |     /
     |           /           |    /
 650 |          /            |   /
     |         /             |  /
 600 |        /              | /
     |       /               |/
 550 |      /                +-----------------------------------
     |     /                /  Bắt đầu Martensite (Cô ~ 400°C)
 500 |    /                /
     |   /                /
 450 |  /                /
     | /                /
 400 |/________________/________________________________________
     |                 |
     |  Làm mát nhanh Làm mát chậm
     |  (Làm nguội nước)  (Không khí mát mẻ)
     |  100% Cấu trúc hỗn hợp Martensite
     |                  (Bainite + Mactenxit)
     |
  0 +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
     1   2   5   10  20  50  100 200 500 1k  2k  5k  10k
                       Time (giây, quy mô log)
===============================================================================
Critical Observations:
    - Để tránh sự hình thành ferit, phải mất thời gian làm mát từ 850°C xuống 500°C < 120S
    - Đối với ống tường nặng (>40mm), điều này đòi hỏi nội bộ + làm nguội nước bên ngoài
    - Nếu bạn nhận được bainite, bạn thua 15-20% sức mạnh leo

Quy tắc ngón tay cái của tôi: Cứ mỗi 10 mm độ dày của tường, bạn cần khoảng 3-4 giây điều khiển tốc độ làm mát qua mũi đường cong. Ống vách 50mm cần được làm nguội từ trạng thái austenitizing xuống dưới 500°C ở nhiệt độ dưới 20 giây. Thật là hung hăng. Đó là lý do tại sao P91/E911 vách nặng là sản phẩm đặc biệt.

5.3 Quy tắc chấp nhận & Phán quyết

Các tiêu chuẩn cho bạn biết phải làm gì khi thử nghiệm thất bại. Kinh nghiệm cho bạn biết nó có ý nghĩa gì.

Bàn 5.3-1: Cây quyết định chế độ lỗi

Kiểm tra thất bại	Hành động ngay lập tức	Nguyên nhân có thể	Quyết định lĩnh vực của tôi
Độ bền kéo – UTS/YS thấp	Kiểm tra lại 2 mẫu bổ sung	Underaustenitized (nhiệt độ bình thường hóa thấp); quá nóng nảy	Nếu kiểm tra lại thành công, chấp nhận. Nếu thất bại, từ chối nhiệt.
Độ bền kéo – UTS/YS cao	Kiểm tra độ cứng	thiếu kiên nhẫn; Nhiệt độ ủ thấp	Nếu độ cứng > 280 HBW, từ chối. Có thể nóng nảy lại nếu bị phát hiện sớm.
Sự va chạm – Thấp (<27J)	Kiểm tra lại 3 mẫu vật	Hạt thô; d-ferit; Al/N cao	Nếu trung bình của lần kiểm tra lại < 40J, từ chối. Điều này là không thể thương lượng đối với tôi.
Chỉ định UT	Khu vực làm lại bằng cách mài; tái UT	Bao gồm; cán màng; Nứt	Nếu độ sâu < 5% WT, Sửa chữa. Nếu như >5% WT hoặc crack, cắt bỏ hoặc từ chối.
độ cứng – Cao	Kiểm tra hồ sơ ủ	Độ lệch lò; Tính khí không đúng	Có thể ôn lại MỘT LẦN. Nếu vẫn cao, từ chối.
độ cứng – Thấp	Kiểm tra vi cấu trúc	quá nóng nảy; Mixed structure	Thường từ chối. Độ cứng thấp có nghĩa là độ bền leo thấp.
Làm phẳng – Nứt	Luyện kim trên vết nứt	sự ôm ấp; Dây buộc bao gồm	Tự động từ chối. Ống này giòn.

các “Bình tĩnh lại một lần” Luật lệ:
Tôi cho phép một người bình tĩnh trở lại. Thế thôi. Đây là lý do tại sao:

Lần ôn luyện lại đầu tiên có thể khắc phục được tình trạng chưa được tôi luyện
Nhiệt độ lại lần thứ hai có nguy cơ tăng nhiệt quá mức hoặc thậm chí đạt nhiệt độ Ac1
Nhiều phương pháp xử lý nhiệt làm thô cấu trúc hạt

Tôi có một nhà máy ở Ý cố gắng ủ lại một mẻ ba lần. Độ cứng cuối cùng đã giảm xuống, nhưng kích thước hạt đã tăng lên từ tiêu chuẩn ASTM 8 theo tiêu chuẩn ASTM 4. Cuộc sống leo núi đã bị bắn. Chúng tôi đã từ chối 80 tấn.

các 5% Quy tắc nghiền nát:
Đối với khuyết tật bề mặt, chúng tôi cho phép mài, Nhưng:

Phải trộn đều (không có vết khía nhọn)
Độ dày thành sau khi mài vẫn phải đạt mức tối thiểu quy định (không chỉ là dung sai trừ đi danh nghĩa)
Khu vực phải được MPI hoặc UT kiểm tra lại
Không mài ở 150mm cuối cùng của đầu ống (khu vực hàn)

Nếu họ nghiền nát bức tường tối thiểu, cái ống đó là phế liệu. Tôi không quan tâm nếu đó chỉ là một chỗ. Một điểm mỏng trong điều kiện leo là một lỗi đang chờ xảy ra.

5.4 Kiểm soát quy trình thống kê (SPC) trong sự chấp nhận

Đây là điều mà các tiêu chuẩn không cho bạn biết, nhưng tôi làm điều đó ở mọi dự án lớn. Tôi không chỉ chấp nhận những giá trị cá nhân; Tôi nhìn vào sự phân phối.

chữ

PHÂN PHỐI ĐỘ CỨNG - ỐNG E911 (Mục tiêu: 220 HBW)
===============================================================================
Frequency
  ^
  |
20 |                    Phân phối bình thường
  |                   (Kiểm soát quy trình tốt)
15 |                  ***********
  |                 ***************
10 |                *****************
  |                ******************
 5 |               ********************
  |               ********************
 0 +---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*--->
    180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
                            độ cứng (HBW)
===============================================================================
Overlay:
    Kiểm soát quy trình kém:
    ....................**....******....******....**.....
    (Phân phối lưỡng kim - vi cấu trúc hỗn hợp!)

Tiêu chí chấp nhận của tôi:
    - Nghĩa là: 210-240 HBW
    - Độ lệch chuẩn: < 15 HBW
    - Không có bài đọc riêng lẻ > 260 HBW hoặc < 180 HBW
    - Phân phối phải đơn phương thức và đối xứng

Nếu tôi thấy phân phối hai chiều (hai đỉnh), nó cho tôi biết quá trình xử lý nhiệt không đồng đều. Có lẽ nhiệt độ lò thay đổi, hoặc quá trình làm nguội không đồng đều. Ngay cả khi tất cả các giá trị riêng lẻ đều “trong thông số kỹ thuật,” Tôi sẽ từ chối rất nhiều. Tại sao? Bởi vì trong dịch vụ, các điểm mềm sẽ bò nhanh hơn, và những điểm cứng có thể giòn. Đó là sự không phù hợp chờ đợi để thất bại.

Vi. Ghi nhãn, Đóng gói và vận chuyển

6.1 Tiêu chuẩn ghi nhãn sản phẩm

Mỗi đường ống đều được in khuôn. Đó là hộ chiếu của nó.

Đánh dấu tiêu chuẩn:Tên nhà sản xuất, Đặc điểm kỹ thuật ASTM/EN (SA-335 P91 / TRONG 10216-2 1.4905), Kích cỡ (NPS hoặc OD x WT), Số nhiệt, Số mảnh.
các “Ritchie” Luật lệ:Tôi luôn xác định rằng việc đánh dấu phải ở mức độ căng thẳng thấp, mực hoặc sơn không cứng. Không bao giờ, bao giờ, everuse tem thép để xác định P91/T91. Những dấu vết đó là những điểm tăng ứng suất và là vị trí có thể bắt đầu vết nứt. Tôi đã thấy nó xảy ra. Một con tem nguội trên thép martensitic cường độ cao chỉ gây rắc rối. Tôi đã nhiều lần tranh cãi với quản đốc sân bãi về vấn đề này.

6.2 Đóng gói và bảo vệ

Bảo vệ cuối:Mỗi đầu ống đều có nắp bằng nhựa hoặc thép chịu lực. Các góc xiên được gia công và phải được bảo vệ khỏi hư hỏng do va chạm. Góc xiên bị móp là mối hàn bắt đầu không tốt.
Gói:Ống được bó bằng dây đai thép có góc bảo vệ. Chúng tôi sử dụng vật chèn lót bằng gỗ giữa các lớp để tránh trầy xước và giữ ẩm.
Kho:Giữ chúng khỏi mặt đất. Trên đường trượt, dưới vỏ bọc, trong môi trường khô ráo. Nước đọng trên đường ống nhiều tháng có thể dẫn đến ăn mòn rỗ, đó là một sự khởi đầu tốt.

VII. Hướng dẫn đặc biệt và yêu cầu tùy chỉnh

Đây là nơi chúng tôi tách các đơn hàng tiêu chuẩn khỏi các đơn hàng quan trọng.

Nướng bằng hydro:Đối với đường ống có thành dày dành cho dịch vụ chua hoặc môi trường H2 quan trọng, chúng tôi có thể chỉ định quá trình nung hydro sau sản xuất ở nhiệt độ thấp (ví dụ, 300°C) để đảm bảo lượng hydro dư thừa từ quá trình sản xuất thép đã được khuếch tán ra ngoài. Điều này ngăn cản hiện tượng nứt do hydro gây ra (HIC).
Kiểm soát phần tử dấu vết:Đối với các ứng dụng siêu tới hạn, chúng ta có thể áp đặt các giới hạn bổ sung đối với các nguyên tố vi lượng như Sn, BẰNG, sb, Và với (các “kẻ lang thang” yếu tố) xuống dưới 0.01% mỗi. Những thứ này có thể phân tách theo ranh giới hạt và làm giòn thép qua nhiều thập kỷ sử dụng.
PWHT mô phỏng:Thường, người mua sẽ muốn thực hiện các thử nghiệm cơ học trên vật liệu đã được xử lý nhiệt sau hàn mô phỏng (ví dụ, 760°C cho 4-8 giờ). Điều này khẳng định các đặc tính của kim loại cơ bản sẽ không bị suy giảm do quá trình hàn và xử lý nhiệt tại hiện trường..