EN 10216-4: ท่อสเตนเลสออสเทนนิติกไม่มีรอยต่อเพื่อวัตถุประสงค์ด้านแรงดัน
ห้องน้ำในตัว 10216-4เป็นมาตรฐานเฉพาะของยุโรปสำหรับท่อสเตนเลสออสเทนนิติกและออสเทนนิติก-ไร้รอยต่อออกแบบมาสำหรับวัตถุประสงค์ของแรงดันที่อุณหภูมิต่าง ๆ รวมถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้น- แม้ว่าจะไม่ใช่ "เหล็กกล้าคาร์บอน" ในความหมายดั้งเดิม แต่ท่อสแตนเลสเหล่านี้ก็เป็นเช่นนั้นสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน-การกัดกร่อนและอุณหภูมิสูง-เฉพาะเจาะจงภายในหม้อไอน้ำและระบบโรงไฟฟ้า.
คำจำกัดความหลักและความแตกต่างที่สำคัญ
ชื่อเต็ม:"ท่อเหล็กไร้ตะเข็บสำหรับวัตถุประสงค์ด้านแรงดัน - เงื่อนไขการจัดส่งทางเทคนิค - ส่วนที่ 4: ท่อสเตนเลสออสเตนิติก"
คำชี้แจงที่สำคัญ:แม้จะมีคำถามกล่าวถึง "เหล็กกล้าคาร์บอน"EN 10216-4 ครอบคลุมเฉพาะเหล็กกล้าไร้สนิมเท่านั้น-โดยเฉพาะเกรดออสเทนนิติก (ซีรีส์ 300-) และดูเพล็กซ์ (ออสเทนนิติก-เฟอร์ริติก) เหล่านี้คือเหล็กโลหะผสมที่มีโครเมียมขั้นต่ำ 10.5%แตกต่างโดยพื้นฐานจากเหล็กกล้าคาร์บอน
ความเกี่ยวข้องของโรงงานหม้อไอน้ำ:ท่อเหล่านี้ใช้ในกรณีที่ต้องมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน หรือคุณสมบัติอุณหภูมิสูง-จำเพาะซึ่งเหล็กกล้าคาร์บอนไม่สามารถให้ได้
เกรดวัสดุสำหรับการใช้งานหม้อไอน้ำและพลังงาน
EN 10216-4 มีหลายเกรด แต่เกรดที่เกี่ยวข้องที่สุดสำหรับการใช้งานหม้อไอน้ำ/พลังงานมีดังนี้:
| เกรด EN 10216-4 | เทียบเท่า UNS/ASTM | องค์ประกอบที่สำคัญ | การประยุกต์ใช้หม้อไอน้ำหลัก | ขีดจำกัดอุณหภูมิ |
|---|---|---|---|---|
| X6CrNi18-10 (1.4301) | S30400 (304) | โครเมียม 18%, นิกเกิล 8% | บริการการกัดกร่อนปานกลาง,เครื่องทำน้ำอุ่นป้อน | 550 องศา |
| X6CrNiTi18-10 (1.4541) | S32100 (321) | โครเมียม 18%, นิกเกิล 10%, Ti- ทำให้เสถียร | ท่ออุณหภูมิสูง-, รองรับ superheater | 700 องศา |
| X6CrNiNb18-10 (1.4550) | S34700 (347) | โครเมียม 18%, ไน 10%, Nb- ทำให้เสถียร | เครื่องทำความร้อนยิ่งยวด/เครื่องทำความร้อนซ้ำในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน | 750 องศา |
| X2CrNiMo17-12-2 (1.4404) | S31603 (316L) | โครเมียม 17%, นิกเกิล 12%, 2% โม | ระบบคอนเดนเสท, คลอไรด์-ที่มีสภาพแวดล้อม | 550 องศา |
| X2CrNiMoN17-13-5 (1.4439) | S31726 (317L) | โมสูง (4-5%), น | ระบบเอฟจีดี, สภาพแวดล้อมก๊าซไอเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง | 500 องศา |
| X2CrNiMoN22-5-3 (1.4462) | S31803 (2205) | ดูเพล็กซ์: 22% โครเมียม, 5% ไน, 3% โม | ระบบการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่, ความต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเครียด | 300 องศา |
| X1CrNiMoCuN24-22-8 (1.4652) | S31254 (254 สโม) | 6% Mo, สูง N, Cu | สภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง,หม้อต้มชีวมวล/ขยะ | 400 องศา |
ข้อกำหนดด้านการผลิตและการแปรรูป
กระบวนการผลิต:
ข้อความ
เหล็กอาร์คไฟฟ้า/AOD → การหล่อแบบต่อเนื่อง → การอัดขึ้นรูปร้อน / การเจาะ → การดึงเย็น → **การหลอมสารละลาย** → การดอง/การทู่ → การทดสอบ
การรักษาความร้อนที่สำคัญ:
ต้องใช้สเตนเลสออสเทนนิติกทั้งหมดใน EN 10216-4การหลอมสารละลาย:
อุณหภูมิ:1,050-1150 องศา (ขึ้นอยู่กับเกรด)
วัตถุประสงค์:ละลายคาร์ไบด์ ทำให้โครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกัน คืนความต้านทานการกัดกร่อน
คูลลิ่ง:การดับอย่างรวดเร็ว (น้ำหรืออากาศ) เพื่อป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์
การรักษาพื้นผิว:
การดอง:การกำจัดตะกรันโดยใช้ส่วนผสมของกรด (HF/HNO₃)
ทู่:การบำบัดด้วยกรดไนตริกเพื่อเพิ่มชั้นโครเมียมออกไซด์
ขัด:ทางเลือกสำหรับการใช้งานเฉพาะ
ข้อกำหนดในการทดสอบและตรวจสอบ
EN 10216-4 กำหนดการทดสอบที่ครอบคลุมสำหรับการใช้งานที่ทนต่อการกัดกร่อน:
| ประเภทการทดสอบ | ความต้องการ | ความถี่ | การอ้างอิงมาตรฐาน | วัตถุประสงค์ในการให้บริการหม้อต้มน้ำ |
|---|---|---|---|---|
| การทดสอบการกัดกร่อนตามขอบเกรน | ASTM A262 แบบฝึกหัด E (Streicher)หรือคล้ายกัน | ต่อความร้อน | ตามมาตรฐาน ISO 3651-2 | Critical - ตรวจพบอาการแพ้ |
| การทดสอบอุทกสถิต | ความดันต่อมาตรฐาน | หลอด 100% | EN 10216-4 ภาคผนวก ก | ความสมบูรณ์ของความดัน |
| การทดสอบแบบไม่ทำลาย- | กระแสเอ็ดดี้หรืออัลตราโซนิก | หลอด 100% | ซีรี่ส์ EN 10246 | การตรวจจับข้อบกพร่อง |
| การทดสอบแรงดึง | คุณสมบัติอุณหภูมิห้อง | ต่อชุด | TS EN ISO 6892-1 | การตรวจสอบทางกล |
| การทดสอบการทำให้แบน/การขยาย | ความเหนียวของปลายท่อ | ต่อชุด | EN 10216-4 วินาที 7.4 | ความเหมาะสมในการผลิต |
| การทดสอบความแข็ง | บริเนลหรือร็อคเวลล์ | ต่อชุด | ตามมาตรฐาน ISO 6506-1 | การตรวจสอบการหลอม |
| การทดสอบอุทกสถิต | หรือการทดสอบลม | 100% | ห้องน้ำในตัว 10216-4 | ความแน่นของการรั่วไหล |
| การตรวจสอบมิติ | OD ผนัง ความตรง | ต่อชุด | ห้องน้ำในตัว 10216-4 | ปรับ-การยืนยันให้เหมาะสม |
คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน
เหตุผลหลักในการระบุท่อ EN 10216-4 ในระบบหม้อไอน้ำ:
| ประเภทการกัดกร่อน | เหล็กกล้าคาร์บอนที่อ่อนแอ | EN 10216-4 ความต้านทาน | การประยุกต์ใช้หม้อไอน้ำที่เกี่ยวข้อง |
|---|---|---|---|
| ออกซิเดชัน | Forms non-protective scale >400 องศา | สร้างชั้น Cr₂O₃ ที่ป้องกันได้สูงถึง 800 องศา | รองรับ Superheater,ไม้แขวนเสื้อ |
| หลุม/รอยแยก | รุนแรงในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ | ดีเยี่ยม (โดยเฉพาะเกรดโม-อัลลอยด์) | คอนเดนเซอร์,พืชชายฝั่ง |
| การกัดกร่อนจากความเครียด | สามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมต่างๆ | ออสเตนนิติกส์อ่อนแอทนทานต่อเกรดดูเพล็กซ์ | ระบบการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ |
| คาร์บูไรเซชัน | ไม่สามารถใช้ได้ | ทนทานต่อการลดบรรยากาศได้ดี | ท่อรีฟอร์มเมอร์,การนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่ |
| ซัลไฟด์ | การโจมตีที่รุนแรง | ต้านทานได้ดี (เกรด Cr สูง) | หม้อไอน้ำชีวมวล/ขยะ |
เปรียบเทียบกับมาตรฐานท่ออื่นๆ
| พารามิเตอร์ | ห้องน้ำในตัว 10216-4 | ห้องน้ำในตัว 10216-2 | ห้องน้ำในตัว 10217-7 |
|---|---|---|---|
| ประเภทวัสดุ | สเตนเลสออสเทนนิติก/ดูเพล็กซ์ | เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ- | เหล็กกล้าไร้สนิมเชื่อม |
| ข้อได้เปรียบหลัก | ความต้านทานการกัดกร่อน/ออกซิเดชัน | ความแข็งแรงของอุณหภูมิสูง | ค่าใช้จ่ายสำหรับการใช้งานสแตนเลส |
| อุณหภูมิสูงสุด | 750 องศา(ขีดจำกัดการเกิดออกซิเดชัน) | 650 องศา(ขีดจำกัดความแข็งแกร่ง) | 700 องศา |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ยอดเยี่ยม | แย่ถึงปานกลาง | ยอดเยี่ยม |
| ปัจจัยด้านต้นทุน | เหล็กกล้าคาร์บอน 5-15x | เหล็กกล้าคาร์บอน 1.5-3x | เหล็กกล้าคาร์บอน 3-8x |
| การขยายตัวทางความร้อน | สูง (องศา 17 μm/m ) | ปานกลาง (องศา 13 μm/m ) | สูง (องศา 17 μm/m ) |
การใช้งานระบบหม้อไอน้ำเฉพาะ
1. สูง-ส่วนอุณหภูมิสูง:
Superheater/Reheater รองรับและไม้แขวนเสื้อ:ที่อุณหภูมิเกิน 600 องศา
แท่งแขวนหม้อไอน้ำ:ในสภาพแวดล้อมก๊าซไอเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
หลอดเขม่าแลนซ์:ทนต่อการกัดกร่อน-การกัดกร่อน
2. การกัดกร่อน-ส่วนที่ยื่นออกมา:
ระบบคอนเดนเสท/น้ำป้อน:ในพืชที่มีการระบายความร้อนด้วยน้ำเค็มหรือมีคลอไรด์สูง
ระบบกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันของก๊าซไอเสีย (FGD):เกรดดูเพล็กซ์สำหรับเครื่องฟอก
หม้อต้มนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่:สำหรับก๊าซในกระบวนการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
3. การใช้งานพิเศษ:
ชีวมวล/ของเสีย-สู่-หม้อต้มพลังงาน:สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์/ด่างสูง
หม้อต้มเหล้าดำ:ในอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ
หม้อต้มนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่:สภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง
ตัวอย่างข้อกำหนดที่สมบูรณ์
สำหรับท่อรองรับฮีตเตอร์ซุปเปอร์ฮีตเตอร์ในโรงงานขยะ-ถึง-:
TH 10216-4 - X6CrNiTi18-10 (1.4541) - 60.3 x 5.0 - +AT - SMLS - ทดสอบ IGC
ข้อกำหนดเพิ่มเติม:
การหลอมสารละลาย:นาที 1100 องศา ดับน้ำแล้ว
การทดสอบไอจีซี:ASTM A262 Practice E การยอมรับต่อตารางที่ 6
NDT:UT 100% ตามมาตรฐาน EN 10246-10
การตกแต่งพื้นผิว:ดองและพาสซีฟ
การทดสอบพลังน้ำ:150 บาร์ (ทดสอบอากาศหากระบุ)
การรับรอง:EN 10204 3.1 พร้อมการตรวจสอบย้อนกลับแบบเต็ม
การทำเครื่องหมาย:เกรดความร้อนเบอร์มาตรฐาน
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ
1. การจัดการการขยายตัวทางความร้อน:
สเตนเลสออสเทนนิติกจะขยายตัวอีกประมาณ 30%กว่าเหล็กกล้าคาร์บอน:
ข้อความ
ความแตกต่างในการขยายตัว=( _สแตนเลส - _คาร์บอน) × ΔT × ความยาว
โดยที่ _สแตนเลส data 17×10⁻⁶/ องศา , _คาร์บอน eta 13×10⁻⁶/ องศา
2. ค่าความเครียดที่อนุญาต:
ต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนอย่างเห็นได้ชัดที่อุณหภูมิสูงแต่ยังคงรักษาไว้ได้ดีกว่า:
| อุณหภูมิ | P265GH (เมกะปาสคาล) | 304H (เมปาสคาล) | 347H (เมกะปาสคาล) |
|---|---|---|---|
| 20 องศา | 265 | 115 | 115 |
| 400 องศา | 143 | 97 | 97 |
| 600 องศา | ไม่อนุญาต | 73 | 78 |
| 700 องศา | ไม่อนุญาต | 48 | 56 |
3. ข้อควรพิจารณาในการคืบคลาน:
ออสเตนนิติกส์ก็มีกลไกการคืบคลานที่แตกต่างกันกว่าเฟอร์ริติก
การแตกหักระยะยาว-อาจเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิ 450-900 องศา
การก่อตัวของเฟสซิกมาในบางเกรดก็ลดความเหนียวลง
ข้อกำหนดด้านการผลิตและการเชื่อม
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:
กระบวนการเชื่อม:TIG ที่ต้องการ, MIG ยอมรับได้
โลหะตัวเติม:อัลลอยด์เกิน- (Cr/Ni สูงกว่าโลหะฐาน)
การควบคุมอินพุตความร้อน:เพื่อลดอาการแพ้
โพสต์-การทำความสะอาดการเชื่อม:จำเป็นต่อการฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อน
ปัญหาทั่วไป:
อาการแพ้:การตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่ 425-850 องศา
การบิดเบือน:เนื่องจากมีการขยายตัวทางความร้อนสูง
เนื้อหาเฟอร์ไรต์:การควบคุมที่สำคัญต่อการต้านทานการแตกร้าว
การวิเคราะห์ต้นทุนและการพิจารณาวงจรชีวิต
ต้นทุนเริ่มต้นเทียบกับต้นทุนวงจรชีวิต:
| องค์ประกอบต้นทุน | เหล็กกล้าคาร์บอน | EN 10216-4 สแตนเลส |
|---|---|---|
| ต้นทุนวัสดุ | ฐาน (1x) | สูงกว่า 5-15 เท่า |
| ต้นทุนการผลิต | ฐาน | สูงกว่า 1.5-2 เท่า |
| ค่าบำรุงรักษา | สูง (การกัดกร่อน) | ต่ำมาก |
| ค่าทดแทน | ทุกๆ 5-10 ปี | 25+ ปีแห่งชีวิต |
| ต้นทุนการหยุดทำงาน | สำคัญ | น้อยที่สุด |
เหตุผลทางเศรษฐกิจ:สแตนเลสมีความชอบธรรมเมื่อ:
การกัดกร่อนจะต้องมีการเปลี่ยน<5 years
ต้นทุนการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนมีสูง
ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย/สิ่งแวดล้อมที่มีการรั่วไหล
มาตรฐานอุตสาหกรรมและการปฏิบัติตามรหัส
ท่อ EN 10216-4 ต้องเป็นไปตาม:
คำสั่งเกี่ยวกับอุปกรณ์แรงดัน (PED):หมวดที่ 1-IV
รหัสหม้อไอน้ำและภาชนะรับแรงดัน ASME:ส่วนที่ 1, 8
ห้องน้ำในตัว 12952:หม้อต้มน้ำ-แบบท่อ
NACE MR0175/ISO 15156:สำหรับบริการเปรี้ยว
กฎระเบียบขององค์การอาหารและยา:สำหรับการใช้งานด้านอาหาร/ยา
เกรดเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
1. ออสเตนนิติกส์ขั้นสูง:
ซานิโคร 28 (1.4563):สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์รุนแรง
ล้อแม็ก 625 (2.4856):ฐานนิกเกิล- ทนต่อการกัดกร่อนได้สูง
โลหะผสม 800H (1.4958):สำหรับความแรงของอุณหภูมิสูง-
2. ดูเพล็กซ์สแตนเลส:
2304 (1.4362):ดูเพล็กซ์แบบ Lean คุ้มค่า-
2507 (1.4410):ซูเปอร์ดูเพล็กซ์มีความแข็งแรงสูง
ซีรอน 100 (1.4501):ไฮเปอร์ดูเพล็กซ์ ทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นพิเศษ
กลยุทธ์การป้องกันความล้มเหลว
โหมดความล้มเหลวทั่วไป:
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น:ในคลอไรด์ + ความเค้นดึง
การแตกตัวของเฟสซิกมา:การสัมผัสในระยะยาว- 600-900 องศา
อาการแพ้:การรักษาความร้อน/การเชื่อมที่ไม่เหมาะสม
คืบคลานเมื่อยล้า:การทำงานที่อุณหภูมิสูงแบบวนรอบ-
การป้องกัน:
การเลือกใช้วัสดุ:เกรดที่ถูกต้องสำหรับสภาพแวดล้อม
ออกแบบ:หลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียด
การควบคุมการผลิต:ขั้นตอนการเชื่อมที่ถูกต้อง
การตรวจสอบ:NDE ปกติระหว่างการให้บริการ
ด้านสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน
อายุการใช้งานยาวนานขึ้น:ลดการใช้วัสดุ
ความสามารถในการรีไซเคิล:สแตนเลสรีไซเคิลได้ 100%
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน:พื้นผิวที่สะอาดช่วยรักษาการถ่ายเทความร้อน
การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก:เปลี่ยนน้อยลง=รอยเท้าคาร์บอนลดลง
บทสรุป
EN 10216-4 "ท่อหม้อต้มเหล็กกล้าคาร์บอน"จริงๆ แล้วคือเรียกชื่อผิด-ปกมาตรฐานท่อสเตนเลสออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์ไร้รอยต่อ- เหล่านี้คือวัสดุพิเศษใช้ในการใช้งานหม้อไอน้ำและโรงไฟฟ้าโดยที่:
ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง (FGD, ระบบคอนเดนเสท)
ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง- is needed (>600 องศา)
สภาพแวดล้อมทางเคมีพิเศษมีอยู่ (ชีวมวล ของเสีย การนำสารเคมีกลับมาใช้ใหม่)
หลักเกณฑ์การคัดเลือก:
สำหรับวงจรไอน้ำ/น้ำหลัก:ใช้เหล็กกล้าคาร์บอน/โลหะผสม EN 10216-2
สำหรับระบบเสริมที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อน-:พิจารณาสแตนเลส EN 10216-4
For superheater supports >600 องศา :ระบุเกรดเสถียร (321H, 347H)
สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์:เลือกเกรดโลหะผสม Mo- (316, ดูเพล็กซ์)
หมายเหตุทางเศรษฐกิจ:แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นจะสูง แต่ต้นทุนวงจรชีวิต-ตามมาตรฐาน EN 10216-4 ท่อในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมักจะต่ำกว่าการเปลี่ยนส่วนประกอบเหล็กกล้าคาร์บอนซ้ำๆ สิ่งสำคัญคือการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมตามเงื่อนไขการปฏิบัติงานเฉพาะและการวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์ที่ครอบคลุม
EN 10216-4 แสดงถึงปลายท่อแรงดันระดับพรีเมี่ยมสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง โดยนำเสนอโซลูชั่นที่เหล็กกล้าคาร์บอนแบบดั้งเดิมอาจเสียหายก่อนเวลาอันควร
