Szczegółowy opis produktu
Zastosowanie i zgodność
Kołnierze ASTM A182 F321H WNRF i BLRF są przeznaczone do połączeń wymienników ciepła typu płaszczowo-rurowego, płyt grzewczych wymienników ciepła, wysokotemperaturowych naczyń ciśnieniowych i rurociągów parowych, gdzie temperatura pracy mieści się w zakresie lub powyżej zakresu precypitacji węglików chromu od 427°C do 816°C (800°F do 1500°F). W piecach rafineryjnych i rurociągach wylotowych reformera, kołnierze F321H łączą rury i kolektory pracujące w sposób ciągły powyżej 537°C (1000°F), gdzie standardowe kołnierze 304/304L lub 316/316L uległyby uczuleniu na granicach ziaren i korozji międzykrystalicznej. W połączeniach kanałów i płaszczy wymienników ciepła, kołnierz WNRF zapewnia przejście spawane doczołowo z rury do kołnierza, umożliwiając pełną radiograficzną kontrolę połączenia granicy ciśnieniowej. W zastosowaniach uszczelniających i izolacyjnych, kołnierz BLRF zamyka króćce, włazy i otwory rewizyjne na płaszczu lub kanale wymiennika ciepła, nie tworząc ścieżki przepływu.
Rozwiązany problem
Kołnierz F321H rozwiązuje problem uczulenia i degradacji wytrzymałości w wysokich temperaturach, które ograniczają stosowanie standardowych kołnierzy ze stali nierdzewnej austenitycznej. Gdy gatunki niestabilizowane, takie jak 304 lub 316, są wystawione na działanie temperatur w zakresie od 427°C do 816°C podczas spawania, formowania na gorąco lub eksploatacji, węgliki chromu precypitują na granicach ziaren, zubożając sąsiednią matrycę w chrom i czyniąc ją podatną na korozję międzykrystaliczną.
F321H zawiera tytan w stosunku co najmniej czterokrotnie większym niż zawartość węgla plus azot (Ti ≥ 4 * (C + N)), który preferencyjnie łączy się z węglem, tworząc węgliki tytanu, utrzymując chrom w roztworze stałym i zachowując odporność na korozję międzykrystaliczną w zakresie uczulenia i poza nim. Kontrolowany zakres zawartości węgla od 0,04% do 0,10% w F321H, wyższy niż maksymalna zawartość 0,08% w F321, zapewnia wytrzymałość na pełzanie wymaganą do długotrwałej pracy powyżej 537°C (1000°F), gdzie gatunek o niższej zawartości węgla odkształcałby się pod stałym obciążeniem. W konfiguracji BLRF, konstrukcja zaślepiona eliminuje otwór przelotowy, umożliwiając kołnierzowi uszczelnienie otworu naczynia bez wprowadzania potencjalnej ścieżki wycieku przez granicę ciśnieniową.
Specyfikacja materiałowa – ASTM A182 F321H
ASTM A182 F321H to austenityczna stal nierdzewna stabilizowana tytanem, przeznaczona do odkuwek. Oznaczenie „H” wskazuje na kontrolowaną wyższą zawartość węgla dla wytrzymałości w podwyższonych temperaturach, odróżniając go od standardowego gatunku F321 (UNS S32100). F321H jest oznaczony jako UNS S32109 i EN 1.4878.
Skład chemiczny (wg ASTM A182 / ASME SA182 F321H)
| Pierwiastek | Wymaganie (%) |
|---|---|
| Węgiel (C) | 0,04 – 0,10 |
| Mangan (Mn) | Maks. 2,00 |
| Fosfor (P) | Maks. 0,045 |
| Siarka (S) | Maks. 0,030 |
| Krzem (Si) | Maks. 1,00 |
| Chrom (Cr) | 17,0 – 19,0 |
| Nikiel (Ni) | 9,0 – 12,0 |
| Tytan (Ti) | Min. 4 * (C + N), maks. 0,70 |
| Żelazo (Fe) | Reszta |
Właściwości mechaniczne (wg ASTM A182 / ASME SA182 F321H, wyżarzony roztworowo)
| Właściwość | Wymaganie (min.) |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | 515 MPa (75 ksi) |
| Granica plastyczności (offset 0,2%) | 205 MPa (30 ksi) |
| Wydłużenie na 50 mm | 40% |
| Twardość, Rockwell B | Maks. 95 HRB |
| Twardość, Brinell | Maks. 217 HBW |
Obróbka cieplna
Odkuwki F321H są dostarczane w stanie wyżarzonym roztworowo. Wyżarzanie roztworowe przeprowadza się w temperaturze wystarczającej do rozpuszczenia węglików tytanu i wszelkich węglików chromu, które mogły się utworzyć, po czym następuje szybkie chłodzenie w celu utrzymania węgla i tytanu w roztworze. Obróbka ta przywraca odporność matrycy na korozję i zapewnia jednorodną strukturę austenityczną wymaganą do pracy w wysokich temperaturach i późniejszego spawania. Stabilizacja tytanem zapewnia, że stop nie polega wyłącznie na szybkim chłodzeniu, aby zapobiec uczuleniu: nawet po powolnym chłodzeniu przez zakres 427–816°C, tytan preferencyjnie tworzy węgliki, pozostawiając chrom dostępny do tworzenia warstwy pasywnej.
Konstrukcja i wymiary kołnierzy – WNRF i BLRF wg ASME B16.5
Kołnierz WNRF (Weld Neck Raised Face) posiada długi stożkowy trzpień, który stopniowo przechodzi od grubości ścianki rury do pierścienia kołnierza. Geometria ta zmniejsza koncentrację naprężeń na połączeniu z płaszczem lub kanałem i pozwala na pełną radiograficzną kontrolę połączenia spawanego doczołowo między rurą a kołnierzem, co czyni WNRF preferowanym wyborem dla króćców wymienników ciepła, połączeń płaszczy wysokociśnieniowych i pracy cyklicznej, gdzie żywotność zmęczeniowa zależy od minimalizacji karbów naprężeń. Otwór jest dopasowany do określonego harmonogramu rur, dzięki czemu przejście wewnętrzne jest płaskie. Kołnierz BLRF (Blind Raised Face) to lity dysk bez otworu, używany do zamykania króćców, włazów i otworów rewizyjnych na płaszczu, kanale lub płycie grzewczej wymiennika ciepła. Podniesiona powierzchnia styku zapewnia zdefiniowaną powierzchnię uszczelniającą; konstrukcja zaślepiona eliminuje otwór przelotowy jako potencjalną ścieżkę wycieku.
Wymiary zgodne z ASME B16.5 dla NPS od 1/2" do 24". Wysokość podniesionej powierzchni styku wynosi 1,5 mm do klasy 300 i 6,4 mm od klasy 400 wzwyż; tolerancja średnicy RF wynosi ±0,8 mm dla podniesionej powierzchni styku 1,6 mm i ±0,5 mm dla podniesionej powierzchni styku 6,4 mm. Średnica zewnętrzna kołnierza, grubość, średnica okręgu śrub, średnica otworu na śruby i liczba śrub są zgodne z tabelami ASME B16.5 dla każdego rozmiaru i klasy. Rozmiary do 48" i klasy powyżej zakresu B16.5 są dostępne zgodnie z ASME B16.47 na życzenie.
Zakres rozmiarów i klasy ciśnieniowe
Kołnierze WNRF i BLRF są dostępne w rozmiarach od NPS 1/2" do 24" zgodnie z ASME B16.5, a większe rozmiary zgodnie z ASME B16.47. Klasy ciśnieniowe obejmują 150, 300, 400, 600, 900, 1500 i 2500. Opcje powierzchni styku obejmują podniesioną powierzchnię styku (RF), płaską powierzchnię styku (FF) i połączenie typu pierścieniowego (RTJ). Dostępne są niestandardowe dopasowanie otworu, specjalne powierzchnie styku i niestandardowe wiercenia zgodnie z zatwierdzonymi rysunkami.
Proces produkcji
Sekwencja produkcji kołnierzy F321H obejmuje wybór i weryfikację wlewków, kucie na gorąco lub walcowanie do kształtu zbliżonego do ostatecznego, wyżarzanie roztworowe, obróbkę mechaniczną podniesionej powierzchni styku, okręgu śrub, otworu (dla WNRF) i fazy spawania, po czym następuje końcowa kontrola wymiarowa, znakowanie i ochrona powierzchni. Obróbka cieplna jest przeprowadzana przed obróbką mechaniczną, aby uniknąć deformacji i zapewnić, że dostarczona twardość i właściwości mechaniczne odzwierciedlają stan wyżarzony roztworowo.
Testowanie i kontrola jakości
Każda partia jest poddawana analizie składu chemicznego w celu weryfikacji zawartości węgla, chromu, niklu i tytanu; badaniom wytrzymałościowym na rozciąganie w celu określenia wytrzymałości na rozciąganie, granicy plastyczności i wydłużenia; badaniom twardości w celu potwierdzenia maksymalnej wartości 95 HRB / 217 HBW; oraz identyfikacji materiału (PMI) w celu weryfikacji gatunku. Nieniszczące badania obejmują badanie ultradźwiękowe (UT) pod kątem integralności wewnętrznej odkuwek WNRF, badanie magnetyczno-proszkowe (MT) lub badanie penetracyjne (PT) na powierzchniach obrobionych mechanicznie oraz badanie radiograficzne fazy spawania, jeśli jest to określone. Kontrola wymiarowa weryfikuje średnicę zewnętrzną kołnierza, grubość, okrąg śrub, rozmiar i liczbę otworów na śruby, średnicę i wysokość podniesionej powierzchni styku, otwór (WNRF) i geometrię fazy spawania zgodnie z ASME B16.5. Testy hydrostatyczne są przeprowadzane, jeśli są określone w zamówieniu.
Dokumentacja
Każda przesyłka jest dostarczana z certyfikatami badania młynowego (EN 10204 typ 3.1 lub 3.2), zapisami z obróbki cieplnej (wykresy wyżarzania roztworowego), raportami z badań mechanicznych, raportami z badań twardości, raportami z badań NDT (UT, MT/PT, PMI), raportami z kontroli wymiarowej i zapisami z identyfikowalności materiału.
Aby uzyskać szybką wycenę kołnierza ASTM A182 F321H WNRF lub BLRF, prosimy o podanie następujących informacji:
Ilość (liczba sztuk) i typ kołnierza (WNRF lub BLRF)
Nominalny rozmiar rury (NPS) i klasa ciśnieniowa
Typ powierzchni styku (RF, FF lub RTJ)
Dopasowanie otworu do harmonogramu rur (dla WNRF)
Specjalne wymagania wymiarowe (jeśli istnieją)
Wymaganie NACE (jeśli dotyczy)
Wymagany termin dostawy
