합금강 파이프에 대한 전체 가이드: ASTM A335 P5~P92

합금강관이란? 탄소강과 어떻게 다른가요?

합금강 파이프에는 탄소강이 제공할 수 있는 것 이상의 특성을 향상시키기 위해 합금 원소 - 크롬, 몰리브덴, 니켈, 바나듐 및 기타 -를 의도적으로 첨가한 것이 포함되어 있습니다. 이러한 합금 원소는 재료의 미세 구조와 성능 특성을 변화시킵니다. 크롬(Cr)은 안정적인 크롬산화층을 형성하여 내산화성 및 내식성을 향상시킵니다. 몰리브덴(Mo)은 고용 강화를 통해 고온-온도 인장 강도와 크리프 강도를 증가시킵니다. 바나듐(V)과 니오븀(Nb)은 입자 구조를 개선하고 석출 강화를 제공합니다. 이러한 요소들의 조합은 탄소강이 급격히 파손되는 온도에서 강도를 유지하고 열화에 저항하는 재료를 만듭니다.

합금강과 탄소강의 근본적인 차이점은 총 합금 함량에 있습니다. 탄소강은 일반적으로 탄소, 망간, 규소 및 통제된 불순물을 제외한 원소의 잔류량(총 1.6% 미만)만 포함합니다. 합금강은 특정 특성 목표를 달성하기 위해 의도적으로 1% 이상의 합금 원소를 추가합니다. 이러한 추가 합금 함량으로 인해 합금강 파이프는 훨씬 더 비싸지지만 - 일반적으로 탄소강 비용의 2-5배이지만 탄소강이 적합하지 않은 조건에서도 사용할 수 있습니다.

ASTM A335 표준 개요

ASTM A335는 고온용 이음매 없는 페라이트 합금 강관에 적용되는 기본 표준입니다-. 이 표준은 P5, P9, P11, P22, P91 및 P92 등급을 다루며 각각 특정 화학 및 특성 요구 사항이 있습니다. ASTM A335는 ASME 섹션 II 파트 A에서 SA-335로 참조되며 허용되는 응력 값은 모든 등급에 대해 섹션 II 파트 D에 제공됩니다. 관련 표준 ASTM A213은 동일한 합금을 다루지만 보일러 및 열 교환기 응용 분야를 위한 튜브 형태(더 작은 직경)입니다. A335의 "P" 접두사는 파이프를 나타내고 A213의 "T"는 튜브를 나타냅니다.

저합금 강관 등급

A335 P5(5% Cr, 0.5% Mo)

P5에는 4.0-6.0% 크롬과 0.45-0.65% 몰리브덴이 포함되어 있어 고온 산화 및 황화 부식에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다. 높은 크롬 함량은 최대 650도까지의 온도에서 스케일링을 방지하는 안정적인 보호 산화물을 형성합니다. P5는 FCC(유체 촉매 분해) 장치, 코커 히터 및 황 함유 환경이 존재하는 기타 고온 공정 배관과 같은 정유소 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.

A335 P9(9% Cr, 1% Mo)

P9는 크롬 함량을 8.0-10.0%, 몰리브덴 0.90-1.10%로 증가시킵니다. 이렇게 높은 크롬 수준은 P5에 비해 산화 및 부식 저항성을 더욱 향상시킵니다. P9는 정유소 수첨탈황 장치, 황 회수 플랜트 및 고온 탄화수소 서비스에 사용됩니다. 9% 크롬 함량으로 인해 가동 중단 시 폴리티온산 응력 부식 균열(PASCC)에 대한 저항성이 향상됩니다.

A335 P11(1.25% Cr, 0.5% Mo)

P11은 크롬이 1.00-1.50%, 몰리브덴이 0.44-0.65% 함유된 가장 널리 사용되는 저{1}}합금강 등급입니다. 이는 적당한 비용 프리미엄으로 탄소강에 비해 향상된 고온 강도를 제공합니다. P11은 발전소 고온재열배관, 정유공정 중온배관, 화학공장 고온라인 등에 사용됩니다. 예열 및 PWHT로 쉽게 용접이 가능합니다.

A335 P22(2.25% Cr, 1% Mo)

P22는 석유화학 및 전력 산업의 주력 제품입니다. 1.90-2.60% 크롬과 0.87-1.13% 몰리브덴을 함유하여 최대 593도의 온도에서 탁월한 크리프 강도를 제공합니다. P22는 발전소 주 증기 및 고온 재가열 배관, 정유소 수소화분해 장치 및 고압 증기 시스템에 광범위하게 사용됩니다. 강도, 내부식성 및 적당한 가격이 결합되어 더 비싼 9Cr 등급으로 이동하기 전에 많은 고온 응용 분야에서 기본 선택이 됩니다.

고합금 강관 등급 - P91 및 P92

A335 P91(9% Cr, 1% Mo, V, Nb)

P91은 바나듐(0.18~0.25%)과 니오븀(0.06~0.10%)을 적절히 첨가한 수정된 9Cr{10}}1Mo 강입니다. 이러한 원소는 미세한 석출물을 형성하여 크리프 강도를 획기적으로 향상시킵니다. P91은 600도에서 P22보다 약 3배 높은 크리프 파단 강도를 제공하므로 고온 배관 시스템에서 벽이 더 얇아지고 무게가 줄어듭니다. P91은 최적화된 템퍼링 마르텐사이트 미세 구조를 개발하기 위해 정밀한 열처리(1040-1080도에서 정규화한 후 730-780도에서 템퍼링)가 필요합니다.

A335 P92(9% Cr, 0.5% Mo, W, V)

P92는 P91의 진화된 버전으로 텅스텐(1.5-2.0%)이 몰리브덴을 부분적으로 대체하여 크리프 강도를 더욱 향상시킵니다. P92는 600도에서 P91보다 크리프 파단 강도가 약 15-20% 더 높으므로 초초임계 발전소의 최고 온도 구간에 적합합니다.- 그러나 P92는 용접하기가 더 까다로우며 열처리 매개변수를 더욱 엄격하게 제어해야 합니다. P92의 최대 작동 온도는 장기간 사용 시 약 620도입니다.

합금강관 용도

정유 및 석유화학 플랜트는 합금강관의 주요 소비자입니다. FCC 장치는 고온-유황 부식이 심각한 원자로 및 재생기 배관에 P5 및 P9를 사용합니다. 수소화분해 장치는 400{14}}450도 및 150-200bar에서 작동하는 반응기 유출물 배관에 P22 및 P91을 사용합니다. 코크스화 장치는 500도 이상에서 작동하는 히터 튜브 및 이송 라인에 P5 및 P9를 사용합니다. 초초임계압 발전소에서는 600~620도 및 250~300bar에서 작동하는 주 증기 배관에 P91 및 P92를 사용합니다. 자세한 전력 산업 응용 분야에 대해서는 당사를 참조하십시오.발전소 파이프 가이드.

합금강관의 열처리

모든 합금강 파이프는 지정된 기계적 특성을 개발하기 위해 열처리가 필요합니다. 저-합금 등급(P5, P9, P11, P22)은 일반적으로 900-980도에서 표준화된 후 650-750도에서 뜨임 처리됩니다. 정규화 단계는 입자 구조를 개선하는 반면, 템퍼링은 필요한 경도와 인성을 제공합니다. P91 및 P92는 보다 정밀한 제어가 필요합니다. 1040~1080도(완전히 오스테나이트화하려면 Ac3 온도 이상)에서 정규화한 다음 730~780도에서 템퍼링합니다. 재경화를 방지하려면 템퍼링 후 냉각 속도도 중요합니다. PWHT(용접후열처리)는 모든 합금강 파이프 용접에 필수이며 일반적으로 두께 25mm당 680~760도에서 1시간 동안 수행됩니다. 우리를 참조하십시오열처리 공정 가이드자세한 매개변수는 (51)을 참조하세요.

합금강의 용접 고려 사항

용접용 합금강관은 예열, 층간온도, PWHT 등에 세심한 주의가 필요합니다. P11은 150-200도의 예열이 필요하고, P22는 200-300도의 예열이 필요합니다. P91 용접은 특히 200-250도의 예열, 엄격한 층간 온도 제어(최대 300도) 및 용접 후 즉각적인 PWHT를 요구합니다. 저-수소 용접 전극의 사용과 적절한 전극 보관은 수소-로 인한 저온 균열을 방지하기 위해 모든 합금강 용접에 중요합니다. 저합금강과 고합금강 사이의 이종 금속 용접에는 두 재료를 모두 수용할 수 있는 신중한 용가재 선택과 용접 후 열처리 매개변수가 필요합니다.

국제 표준 상호-참조

ASTM A335 P11은 EN 10216-2 13CrMo4-5 (1.7335), JIS G3458 STPA23 및 GB/T 5310 15CrMoG와 동일합니다. P22는 EN 10216-2 10CrMo9-10(1.7380), JIS G3458 STPA24 및 GB/T 5310 12Cr2MoG와 동일합니다. P91은 EN 10216-2 X10CrMoVNb9-1(1.4903), JIS G3458 STPA27 및 GB/T 5310 10Cr9Mo1VNb와 동일합니다. 우리를 참조하십시오파이프 표준 비교완전한 상호 참조를 위해서는-

합금강 파이프 공급 방법

합금 강관을 주문할 때 표준 및 등급(예: ASTM A335 P91), 크기 및 일정(예: 12" SCH 80), 배송 조건(표준화 및 템퍼링) 및 기타 특별 요구 사항을 제공하십시오. 합금 강관은 화학적 분석, 기계적 특성 및 열처리 세부 사항을 보여주는 완전한 MTC와 함께 공급되어야 합니다. ManufacturerPipe는 전체 열처리 및 NDT 기능을 갖춘 P5부터 P92까지의 모든 ASTM A335 등급을 공급하며, 준비할 수 있습니다. 품질 검증을 위한 제3자-검사.