SA387 Grado 22 Classe 1è una piastra in acciaio legato al cromo-molibdeno coperta dallo standard ASME SA387/SA387M. È ampiamente utilizzato per componenti di recipienti a pressione e caldaie che operano a temperature e pressioni elevate in settori quali la lavorazione petrolchimica, la raffinazione, la produzione di energia e la produzione chimica. L'acciaio deriva le sue proprietà da una composizione accuratamente bilanciata di cromo e molibdeno, che insieme forniscono una buona resistenza alle alte temperature, resistenza allo scorrimento viscoso e resistenza all'attacco dell'idrogeno e alla corrosione dei solfuri. Viene solitamente fornito allo stato normalizzato e temperato per ottenere una microstruttura a grana fine che offre una pratica combinazione di tenacità e durezza. Il materiale dimostra inoltre una buona saldabilità quando vengono applicate adeguate pratiche di preriscaldamento e trattamento termico post-saldatura.
Equivalenti per piastre in acciaio legato ASME SA387 grado 22
| Che cavolo | IT | ASTM/ASME | DIN |
| 622-515B | 10CRMO910 | SA387-22-1 | 10CRMO910 |
Specifiche per piastre in acciaio legato ASME SA387 grado 22
| Designazione | Cromo nominale Contenuto (%) |
Molibdeno nominale Contenuto (%) |
| SA387 Grado 22 | 2.25% | 1.00% |
Requisiti di trazione per piastre in acciaio legato di grado 22 ASME SA387, piastre di classe 1
| Designazione: | Requisito: | Grado 22 |
| SA387 Grado 22 | Resistenza alla trazione, ksi [MPA] | da 75 a 100 [da 515 a 690] |
| Limite di snervamento, min, ksi [MPa]/(compensazione dello 0,2%) | 45 [310] | |
| Allungamento in 8 pollici [200 mm], min % | ... | |
| Allungamento in 2 pollici [50 mm], min, % | 18 | |
| Riduzione dell'area, min % | 45 (misurato su provino rotondo) 40 (misurato su provino piano) |
Requisiti chimici per piastre in acciaio legato ASME SA387 grado 22
| Elemento | Composizione chimica (%) | |
| SA387 Grado 22 | ||
| Carbonio: | Analisi del calore: | 0.05 - 0.15 |
| Analisi del prodotto: | 0.04 - 0.15 | |
| Manganese: | Analisi del calore: | 0.30 - 0.60 |
| Analisi del prodotto: | 0.25 - 0.66 | |
| Fosforo: | Analisi del calore: | 0.035 |
| Analisi del prodotto: | 0.035 | |
| Zolfo (max): | Analisi del calore: | 0.035 |
| Analisi del prodotto: | 0.035 | |
| Silicio: | Analisi del calore: | 0,50 massimo |
| Analisi del prodotto: | 0,50 massimo | |
| Cromo: | Analisi del calore: | 2.00 - 2.50 |
| Analisi del prodotto: | 1.88 - 2.62 | |
| Molibdeno: | Analisi del calore: | 0.90 - 1.10 |
| Analisi del prodotto: | 0.85 - 1.15 |
elaborazione
1. Preparazione e formatura del materiale
Taglio: viene utilizzato il taglio a fiamma con ossigeno-acetilene o il taglio al plasma. A causa della temprabilità del materiale, si consiglia il preriscaldamento (circa. 100-150 gradi) per le piastre spesse per evitare la rottura dei bordi.
Forming: Plates can be cold-formed or hot-formed. If cold forming results in significant strain (usually >3% or >5%), potrebbe essere necessario un successivo trattamento termico per ripristinare le proprietà.
2. Procedura di saldatura (fase critica)
La saldatura è la fase più critica a causa del rischio di fessurazioni indotte dall'idrogeno-e da surriscaldamento.
Preriscaldamento: è richiesto un preriscaldamento obbligatorio, in genere tra 150 gradi e 250 gradi, a seconda dello spessore e del processo di saldatura.
Metalli d'apporto: utilizza elettrodi/fili corrispondenti alla composizione 2,25Cr-1Mo, come E9018-B3 (SMAW) o ER90S-B3 (GMAW/GTAW). I materiali di consumo a basso contenuto di idrogeno sono essenziali.
Temperatura di interpass: deve essere rigorosamente controllata (tipicamente mantenuta tra 200 gradi e 300 gradi).
Trattamento termico di deidrogenazione (DHT): immediatamente dopo la saldatura, il giunto viene spesso mantenuto a 300-350 gradi per 2-4 ore per consentire all'idrogeno di fuoriuscire prima che il materiale si raffreddi.
3. Trattamento termico
SA 387 Grado 22 Classe 1 deve essere fornito in condizioni di trattamento termico- per ottenere le proprietà meccaniche richieste (resistenza alla trazione: 60-85 ksi / 415-585 MPa):
Normalizzato e temperato (N+T): lo stato di consegna standard. La temperatura minima di rinvenimento deve essere di 675 gradi (1250 gradi F).
Trattamento termico post-saldatura (PWHT): dopo la fabbricazione, l'intero componente viene sottoposto a PWHT. Per il grado 22, la temperatura di immersione tipica è di 690 gradi ± 10 gradi. Ciò riduce lo stress residuo e garantisce che la durezza della zona termicamente alterata (ZTA) rientri nei limiti (solitamente<225 HBW).
4. Ispezione e test
Prove Meccaniche: Verifica delle proprietà di trazione, snervamento e allungamento.
Esame non-distruttivo (NDE):
Test ad ultrasuoni (UT) per la qualità delle lastre interne.
Test con particelle magnetiche (MT) o test radiografici (RT) per l'integrità della saldatura.
Requisiti speciali: per il servizio con idrogeno ad alta-pressione (API 934), potrebbero essere necessari test di raffreddamento graduale per valutare la suscettibilità del materiale all'infragilimento da rinvenimento.
Applicazioni chiave
Raffinazione di petrolio e gas:
Ampiamente utilizzato negli idrocracker, nei reattori e nei separatori che funzionano con idrogeno ad alta-pressione e temperature elevate.
Industria petrolchimica:
Si trovano in recipienti di stoccaggio, sistemi di tubazioni e scambiatori di calore che devono resistere al gas acido (contenente H2S) e ai mezzi chimici corrosivi.
Generazione di energia:
Fondamentale per la costruzione di caldaie industriali, surriscaldatori e collettori di vapore nelle centrali termiche e nucleari, dove i componenti sono soggetti a cicli termici continui.
Elaborazione chimica:
Utilizzato in condotte ad alta-temperatura, colonne di distillazione e convertitori che richiedono stabilità strutturale eccezionale.
Principali vantaggi
L'inclusione del 2,25% di cromo e dell'1% di molibdeno offre numerosi vantaggi in termini di prestazioni rispetto agli acciai al carbonio standard:
Eccezionale resistenza alle alte-temperature: il contenuto di molibdeno garantisce un'elevata resistenza alla trazione e allo scorrimento viscoso a temperature fino a 600 gradi (1112 gradi F), prevenendo la deformazione sotto stress termico a lungo-termine.
Resistenza superiore alla corrosione e all'ossidazione: livelli più elevati di cromo proteggono dal degrado ambientale, dalle incrostazioni e da rischi specifici come la solforazione e il cracking indotto dall'idrogeno-in servizio acido.
Elevata duttilità e formabilità (specifica della Classe 1): la Classe 1 è caratterizzata specificamente dalla sua duttilità migliorata e dalla minore resistenza rispetto alla Classe 2, rendendo più facile la formatura, la saldatura e la lavorazione per progetti strutturali complessi.
Stabilità termica: mantiene l'integrità meccanica e la stabilità dimensionale anche durante carichi di temperatura variabili, il che è essenziale per prevenire il degrado della superficie.
Efficacia in termini di costi-: sebbene inizialmente più costoso dell'acciaio al carbonio, la sua maggiore durata e i ridotti requisiti di manutenzione garantiscono risparmi significativi a lungo-termine in applicazioni industriali critiche.
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SA387 Grado 22 Classe 1 può essere lavorato facilmente?
Ha una buona lavorabilità con strumenti e parametri adeguati. Utilizza utensili in acciaio ad alta-rapidità o carburo e mantieni un fluido da taglio adeguato per ridurre il calore e l'usura degli utensili.
Qual è il modulo di elasticità di SA387 Grado 22 Classe 1?
Il suo modulo di elasticità è di circa 200 GPa (29 × 10⁶ psi) a temperatura ambiente, un parametro chiave per l'analisi strutturale e la progettazione della capacità di carico-.
Qual è il coefficiente di Poisson di SA387 Grado 22 Classe 1?
Il rapporto di Poisson è circa 0,3 a temperatura ambiente. Questo valore descrive la risposta alla deformazione laterale alla sollecitazione assiale, essenziale per l'analisi degli elementi finiti e la modellazione strutturale.
SA387 Grado 22 Classe 1 può essere utilizzato nel servizio con idrogeno?
Sì, con un adeguato PWHT, resiste all'infragilimento da idrogeno. È adatto per ambienti contenenti idrogeno-nelle raffinerie, a condizione che la temperatura e la pressione di esercizio siano controllate.
Qual è la differenza tra SA387 Grado 22 e Grado 11?
Il grado 22 ha un contenuto di molibdeno più elevato (0,87-1,13% contro 0,45-0,65% per il grado 11), offrendo una migliore resistenza alle alte temperature e resistenza al creep per condizioni di servizio più impegnative.
SA387 Grado 22 Classe 1 è adatto ai tubi delle caldaie?
Viene utilizzato principalmente per piastre di caldaie e recipienti a pressione. Per i tubi, sono preferiti gradi corrispondenti come SA213 T22 (equivalente al grado 22), poiché sono progettati per applicazioni tubolari.
Qual è il requisito di energia d'impatto Charpy per SA387 Grado 22 Classe 1?
Per la Classe 1, l'energia minima di impatto Charpy V-notch è 27 J (20 ft-lb) a 0 gradi. Ciò garantisce una robustezza sufficiente per sopportare carichi dinamici durante il funzionamento.
È possibile rivestire SA387 Grado 22 Classe 1 con strati anti-corrosione?
Sì, è possibile applicare rivestimenti epossidici, zincati o cromati per migliorare la resistenza alla corrosione in ambienti difficili. Un'adeguata preparazione della superficie prima del rivestimento garantisce adesione e durata.
Qual è la resistenza allo scorrimento viscoso di SA387 Grado 22 Classe 1 a 500 gradi?
A 500 gradi, la sua resistenza allo scorrimento viscoso per 100.000-ore è di circa 60 MPa. Ciò indica la sua capacità di resistere alla deformazione permanente sotto carichi ad alta temperatura-a lungo termine.
Quali sono le condizioni di consegna delle piastre SA387 Grado 22 Classe 1?
Di solito viene consegnato in condizioni normalizzate e temperate (N&T). Questo trattamento termico garantisce proprietà meccaniche e microstruttura costanti per le applicazioni nei recipienti a pressione.
Quali sono i requisiti di conservazione per le piastre SA387 Grado 22 Classe 1?
Conservare in un'area asciutta e ben-ventilata per prevenire la ruggine. Mantenere le piastre sollevate da terra, ricoperte con materiali impermeabili ed evitare il contatto con sostanze corrosive.