ASTM A312 TP304 rør: sammensætning, tolerancer, varmebehandling og testning

Hvad ASTM A312 TP304 rørmateriale betyder

ASTM A312 er specifikationen, der dækker sømløse, svejsede og stærkt koldbearbejdede austenitiske rustfrit stålrør til høj-temperatur og generel korrosiv service. TP304 er basis 18-8 kvalitet inden for denne specifikation. Materialet er et austenitisk rustfrit stål med 18,0 % til 20,0 % krom, 8,0 % til 11,0 % nikkel og et maksimalt kulstofindhold på 0,08 %, hvilket giver en stabil austenitisk struktur ved stuetemperatur, god sejhed ned til lav temperatur og en passiv overfladefilm, der modstår en lang række korrosive medier.

TP-præfikset identificerer kvaliteten som tryk- og korrosionsrør styret af A312 i stedet for som bar-, plade- eller rørprodukt. Den samme legering er betegnet UNS S30400, grad 1.4301 i det europæiske system, og 06Cr19Ni10 i den kinesiske GB/T 14976-standard for flydende-transport af rustfrit stålrør. Fordi specifikationen sætter både kemi og mekanisk accept, bestilles A312 TP304 rør efter nominel rørstørrelse og tidsplan snarere end efter en enkelt vægtykkelse.

Krav til kemisk sammensætning

Tabel 1 viser A312-sammensætningsgrænserne for 304-familien. Varianterne eksisterer for at tjene forskellige serviceforhold i stedet for at ændre basislegeringen.

Grad	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	N
TP304	0,08 maks	2.00 max	0,045 maks	0,030 maks	0,75 maks	18.0-20.0	8.0-11.0	-
TP304L	0,035 maks	2.00 max	0,045 maks	0,030 maks	0,75 maks	18.0-20.0	8.0-13.0	-
TP304H	0.04-0.10	2.00 max	0,045 maks	0,030 maks	0,75 maks	18.0-20.0	8.0-11.0	-
TP304N	0,08 maks	2.00 max	0,045 maks	0,030 maks	0,75 maks	18.0-20.0	8.0-11.0	0.10-0.16
TP304LN	0,035 maks	2.00 max	0,045 maks	0,030 maks	0,75 maks	18.0-20.0	8.0-13.0	0.10-0.16

Alle grænser er i masseprocent med jern som balance. Den lave-kulstof TP304L-kvalitet begrænser kulstof til 0,035 % for at reducere karbidudfældning i den varme-påvirkede zone af svejsninger, TP304H hæver kulstof, så legeringen bevarer krybestyrken ved forhøjet temperatur, og nitrogen-bærende TP304NL- og nitrogenholdig styrke uden yderligere TP304NL- og TP304NL-styrke miste duktilitet.

Mekaniske egenskaber

Trækstyrke: 515 MPa minimum for TP304, TP304L og TP304H; 550 MPa minimum for TP304N og TP304LN.

Udbyttestyrke ved 0,2 % offset: 205 MPa minimum for TP304, TP304L og TP304H; 240 MPa minimum for TP304N og TP304LN.

Forlængelse i 50 mm: 35 % minimum for 304-familien, hvilket bekræfter duktiliteten af ​​den austenitiske struktur.

Hårdhed: 192 HBW maksimum, som bruges som kontrol af, at røret er korrekt opløsningsudglødet.

Massefylde: 7,93 g/cm3, med et smelteområde på ca. 1398 grader til 1454 grader.

Termisk ledningsevne: omkring 16,2 W/mK ved 100 grader og en varmeudvidelseskoefficient højere end kulstofstål.

Varmebestandighed: Tør-luftoxidationsmodstand understøtter service til omkring 800 grader, hvor skalering snarere end styrke bliver den begrænsende faktor.

Dimensioner og vægtykkelsestolerancer

A312-rør bestilles efter nominel rørstørrelse og tidsplan. Standarden dækker NPS 1/8 til NPS 30, i skemaerne 10S, 40S og 80S samt tungere vægskemaer, og det leveres som sømløst eller svejset produkt. Tabel 2 viser vægtykkelsestolerancerne for svejset rør.

Nominel rørstørrelse	Vægtykkelsestolerance for A312 svejset rør
NPS 1/4 til NPS 1-1/2	+0.015 in / -0,031 in
NPS 2 til NPS 4	+0.031 in / -0,031 in
NPS 5 til NPS 8	+0.093 in / -0,031 in

Udvendig diameter, vægtykkelse, længde og endeforberedelse verificeres alle mod indkøbsordren, og den tilladte variation påføres den bestilte væg, således at den minimale vægtykkelse, der anvendes ved trykberegninger, bevares.

Varmebehandling og test

Austenitisk A312-rør leveres i opløsning-udglødet tilstand: opvarmning til minimum 1040 grader efterfulgt af hurtig afkøling, så karbider forbliver i opløsning, og røret forbliver fuldt austenitisk og ikke-magnetisk. Hver længde udsættes derefter for enten en hydrostatisk tryktest eller, som et accepteret alternativ, en ikke-destruktiv elektrisk test såsom hvirvelstrøm eller ultralydsundersøgelse. Mekanisk accept er afhængig af en spændingstest, en affladningstest på svejste rør og hårdhedsmåling. Hvor røret er beregnet til vådkorrosiv drift, tilføjes en intergranulær korrosionstest til ASTM A262 praksis E og positiv materialeidentifikation af varmenummeret som supplerende krav, og kornstørrelseskontrol er specificeret for TP304H-service ved høj temperatur.

Typiske applikationer

Procesrør i kemiske anlæg, raffinaderier og petrokemiske enheder, der håndterer mildt til moderat ætsende væsker.

Mad-, mejeri- og drikkevarelinjer, der kræver en hygiejnisk, let rengøres og ikke-giftig fugtet overflade.

Farmaceutiske og bioteknologiske rørsystemer, herunder høj-renhed og ren-dampservice.

Varmevekslerrør, kondensatorrør og generelt-varmeoverførselsudstyr.

Vandbehandling, afsaltning for-forbehandling og distributionssystemer til drikkevand.

Pulp- og papirproceslinjer, udstødningsgaskanaler og lav-temperaturgasrør.

Ofte stillede spørgsmål

Q: Hvad er forskellen mellem A312 TP304 og A312 TP304L?
Begge er 18-8 austenitiske kvaliteter med 18,0% til 20,0% chrom. TP304 tillader op til 0,08% kulstof, mens TP304L begrænser kulstof til 0,035%, så svejsede samlinger modstår karbidudfældning og intergranulær korrosion. TP304L foretrækkes til svejset korrosiv service, TP304 for højere styrke ved omgivelsestemperatur.

Q: Er A312 TP304 rør magnetisk?
Korrekt opløsning-udglødet rør er i det væsentlige ikke-magnetisk. Koldbearbejdning, som forekommer under bøjning, formning eller kraftig koldtrækning, kan delvist transformere strukturen og frembringe en let magnetisk reaktion, så magnetiske aflæsninger bruges som en indikation af koldt arbejde snarere end af grad.

Q: Hvilke størrelser og tidsplaner dækker A312?
Specifikationen dækker NPS 1/8 til NPS 30, i skemaer 10S, 40S, 80S og tungere skemaer, som sømløse eller svejste rør. Vægtykkelsestolerance afhænger af den nominelle rørstørrelse, som vist i tabellen ovenfor.

Q: Hvilken trykklassificering har TP304-røret?
Der er ingen enkelt vurdering, fordi tilladt stress afhænger af temperatur og vægtykkelse. Brugeren beregner det tilladte arbejdstryk ud fra den bestilte godstykkelse minus tolerance og den tilladte spænding for designtemperaturen, hvorfor minimumsvæggen er bevaret i tolerancetabellen.

Q: Hvilken maksimal temperatur kan TP304-rør modstå?
Tør-luftskaleringsmodstand understøtter service til omkring 800 grader, men styrken falder betydeligt over omkring 550 grader. For vedvarende høj-temperaturservice under belastning er den højere-kulstof TP304H-kvalitet specificeret i stedet, fordi den bevarer krybestyrken bedre.

Q: Hvordan testes A312 TP304 rør før levering?
Hver længde er hydrostatisk testet eller undersøgt ved en accepteret ikke-destruktiv elektrisk metode, og testning omfatter spændings-, udfladnings- og hårdhedstjek. Supplerende tests såsom ASTM A262 praksis E intergranulær korrosionstestning og positiv materialeidentifikation tilføjes, når indkøbsordren specificerer dem.