Bir Boruyu Alaşımlı Çelik Boru Yapan Nedir?
Alaşımlı çelik boru, oluşturulma şekline göre değil, yapıldığı malzemeye göre sınıflandırılır. Karbon çeliğine krom, molibden, nikel veya vanadyum gibi elementlerin kasıtlı miktarlarda eklenmesi, mukavemeti, sürünme direnci, tokluğu veya korozyon direnci, sade karbon çeliğinden oldukça farklı bir malzeme üretir ve bundan yapılan boru, ana malzemenin adını alır.
Bu nedenle dikişsiz bir borudan farkı diktir. Dikişsiz bir boru, uzunlamasına kaynak olmadan şekillendirme yolunu tanımlar ve alaşımlı boru kimyayı tanımlar. Alaşımlı çelik boru genellikle dikişsiz olarak tedarik edilir ve ayrıca çap ve et kalınlığının bu rotayı daha ekonomik hale getirdiği düz dikiş kaynaklı ve spiral kaynaklı boru olarak da tedarik edilir. İki sınıflandırma farklı sorulara yanıt verir ve bir satınalma siparişi yazıldığında karıştırılmamalıdır.
Alaşım Elementleri Neden Eklenir?
| Öğe | Çelik üzerindeki etkisi | Eklemenin tipik nedeni |
|---|---|---|
| Krom | Sertleşebilirliği, oksidasyon direncini ve yüksek sıcaklık dayanımını artırır | Yüksek sıcaklıkta enerji santrali ve rafineri boruları |
| Molibden | Sürünme mukavemetini ve hidrojen saldırısına karşı direnci artırır | Buhar ve hidrojen servisinde krom molibden kaliteleri |
| Nikel | Düşük sıcaklıkta tokluğu ve sertleşebilirliği artırır | Kriyojenik ve düşük sıcaklık boruları |
| Vanadyum ve niyobyum | Tahıl inceltme ve yağış güçlendirme | Modern yüksek mukavemetli sürünmeye dirençli kaliteler |
| Manganez ve silikon | Deoksidasyon ve katı çözelti güçlendirme | Standart sınırlar dahilinde her alaşımlı boru kalitesi |
Başlıca Alaşımlı Boru Aileleri ve Standartları
ASTM A335'e uygun krom molibden boru, yüzde 1,25 krom kalitesi, yüzde 2,25 krom kalitesi ve yüzde 9 krom martensitik kalitesi dahil olmak üzere yüksek sıcaklıkta servis için kullanılan ferritik alaşım kalitelerini kapsar. Avrupa eşdeğer ailesi EN 10216-2'de belirtilmiştir.
ASTM A333'e uygun düşük sıcaklık borusu, düşük servis sıcaklığında darbe dayanıklılığını koruyacak şekilde alaşımlıdır ve sıvılaştırılmış gaz ve soğuk iklim borularında yaygın olarak kullanılır.
ASTM A213'e göre kazan, kızdırıcı ve ısı eşanjörü borusu, küçük çaplı boru formundaki aynı geniş alaşım ailelerini kapsar.
GB/T 5310 ve GB 6479'a göre Çin ulusal standart boru, yüksek basınçlı kazan borusunu ve yüksek basınçlı kimyasal gübre borusunu kapsar ve yurt içi ve ihracat projeleri için yaygın olarak belirtilir.
Klorür veya asidik hizmet için korozyona dayanıklı alaşım ve çift yönlü boru, gerekli alaşım içeriği düşük alaşım kalitelerinin kapsamının dışına çıktığında seçilir.
Bir Bakışta Standart Sınıflar
Aşağıdaki değerler ilgili ASTM ürün spesifikasyonunda boru gövdesi için belirtilen minimum mekanik özelliklerdir. Bunlar standart için minimum kabul değerleridir, tipik ölçülen sonuçlar değildir.
| Seviye | Nominal bileşim | Minimum çekme mukavemeti (MPa) | Minimum akma dayanımı (MPa) | Tipik hizmet |
|---|---|---|---|---|
| A335 P11 | Yüzde 1,25 krom, yüzde 0,5 molibden | 415 | 205 | Orta sıcaklıkta buhar ve proses boruları |
| A335 P22 | Yüzde 2,25 krom, yüzde 1 molibden | 415 | 205 | Yüksek sıcaklıkta buhar ve hidrojen servisi |
| A335 P91 | Yüzde 9 krom, yüzde 1 molibden, vanadyum ve niyobyum | 585 | 415 | Modern enerji santrallerinde ana buhar ve yeniden ısıtma hatları |
| A333 6. Sınıf | Nikel alaşımlı karbon çeliği | 415 | 240 | Düşük sıcaklık ve kriyojenik servis |
Alaşımlı Borunun Kullanıldığı Yerler
Yüksek basınçlı alaşımlı boru, kızdırıcı ve yeniden ısıtıcı borularının ve ana buhar hatlarının, karbon çeliğinin sürüneceği sıcaklık aralığının üzerinde çalıştığı enerji üretiminde temel bir malzemedir. Rafinerilerde ve petrokimya tesislerinde hidrojen açısından zengin ve yüksek sıcaklıktaki proses akışlarını taşır ve kimyasal gübre tesislerinde sentez gazı ve amonyak devrelerini yönetir. Düşük sıcaklık dereceleri sıvılaştırılmış doğal gaz, hava ayırma ve soğuk iklim boru hatlarına hizmet eder. Bu görevlerin her birinde seçim etkeni, yalnızca ton başına fiyat değil, sıcaklık, basınç ve ortamın kimyasının birleşimidir.
Seçim, Isıl İşlem ve Kaynak Rehberi
Kaliteyi, ürün özelliklerini ve ısıl işlem durumunu birlikte belirtin. Krom molibden boru normalde normalize edilmiş ve temperlenmiş olarak veya daha yüksek krom dereceleri için tamamen temperlenmiş martensitik durumda sağlanır ve sertifikanın gerçek ısıl işlem döngüsünü göstermesi gerekir çünkü farklı şekilde ısıl işlem görmüş aynı dereceli aynı sürünme performansını sağlayamaz.
Alaşımlı boruların kaynağı, karbon çeliğinin kaynağından daha zahmetlidir. Ön ısıtma ve pasolar arası sıcaklık kontrol edilmeli, düşük hidrojenli sarf malzemeleri zorunludur ve sert ısıdan etkilenen bölgeyi temperlemek için genellikle kaynak sonrası ısıl işlem gerekir. Yüzde 9'luk krom kaliteleri için termal döngü kritiktir ve normalde, tamamlanan bağlantı üzerinde sertlik kontrolleri ile nitelikli bir kaynak prosedürü spesifikasyonu tarafından belirlenir. Alıcılar, belge paketinin bir parçası olarak kaynak prosedürünü, sarf malzemesi sertifikasını ve kaynak sonrası ısıl işlem kayıtlarını talep etmelidir.
Yaygın Tuzaklar
Alaşım ve dikişsizin eşanlamlı olarak ele alınması, yüksek sıcaklıktaki bir görev için yanlış malzemenin sipariş edilmesine yol açar.
Sürünme özelliklerini doğrulanamaz hale getiren, ısıl işlem durumunu değil, sınıfı belirten bir sertifikanın kabul edilmesi.
Yüksek sıcaklık davranışındaki farkı göz ardı eden, benzer çekme mukavemeti temelinde daha düşük bir krom sınıfının değiştirilmesi.
Sınırlara kadar tasarım yaparken minimum belirtilen özellikler ile teslim edilen tipik değerler arasındaki farkın göz ardı edilmesi.
İmalattan önce kaynak sonrası ısıl işlemin planlanmaması, dolayısıyla fırın kapasitesinin proje kısıtlaması haline gelmesi.
SSS
S: Alaşımlı çelik boru her zaman dikişsiz midir?
Hayır. İki açıklama farklı sorulara yanıt veriyor. Alaşım, malzemenin kimyasını ifade ederken dikişsiz, şekillendirme yolunu ifade eder ve alaşımlı boru, çapa, duvar kalınlığına ve spesifikasyona bağlı olarak hem dikişsiz hem de kaynaklı olarak tedarik edilir.
S: Krom molibden boru ile karbon çelik boru arasındaki fark nedir?
Krom molibden kaliteleri, sürünme mukavemetini ve yüksek sıcaklık stabilitesini artıran kasıtlı krom ve molibden ilaveleri içerir, böylece sade karbon çeliğinin yük altında yavaşça deforme olacağı sıcaklıklarda hizmet verebilirler.
S: Alaşımlı borularda kaynak sonrası ısıl işleme neden ihtiyaç duyulur?
Kaynak, ısıdan etkilenen sert ve kırılgan bir bölge oluşturur. Bu bölgenin kaynak sonrası ısıl işlemle temperlenmesi, tokluğu geri kazandırır ve yüksek sıcaklık veya basınçta güvenli hizmet için gerekli olan artık gerilimi azaltır.
S: Daha düşük ve daha yüksek krom kalitesi arasında nasıl seçim yapabilirim?
Seçim, tasarım sıcaklığına, iç basınca, ortamın kimyasına ve gerekli tasarım ömrüne göre yapılır. Daha yüksek krom kaliteleri daha pahalıdır ancak daha ince duvarlara veya daha yüksek sıcaklıklara izin verir, dolayısıyla karşılaştırma toplam kurulum maliyeti ve ömrü üzerinden yapılır.
S: Alaşımlı borular geri dönüştürülebilir mi?
Evet. Çelik boru tamamen geri dönüştürülebilir ve alaşım içeriği hurda değeri olarak geri kazanılır; bu da uzun ömürlü kurulumlarda yüksek basınçlı alaşımlı boru kullanımına ilişkin kaynak verimliliği argümanını destekler.
S: Alaşımlı boru teslimatında hangi belgeler bulunmalıdır?
Isı numarasını, kimyasal analizi, çekme ve akma sonuçlarını, ısıl işlem durumunu ve geçerli standardı gösteren bir değirmen test sertifikası ile birlikte siparişin gerektirdiği darbe testi veya sertlik araştırması gibi ek test kayıtları.
