Descripción general
Estándar: ASTM A335 / A335M- Especificación estándar para tuberías de acero-de aleación ferrítica sin costura para servicio de alta-temperatura.
Calificación: P91(Nota: la designación común es P91, no P911. "P911" puede ser un error tipográfico o una variante muy específica. La siguiente información es para el estándar y ampliamente utilizado.A335 P91). Si necesita específicamente un grado "P911", es probable que sea un estándar propietario o diferente, y debe confirmar la especificación exacta con su proveedor.
Nombre común:Tubería de Cromo-Molibdeno (debido a su contenido en Cromo y Molibdeno). P91 es una versión avanzada de los grados anteriores P9 y P22.
Característica clave:Excelentefuerza de fluenciay resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas.
Composición química (para norma A335 P91)
La composición es crucial para lograr las propiedades deseadas de alta-temperatura.
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.08 - 0.12 |
| Manganeso (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fósforo (P) | 0,025 máx. |
| Azufre (S) | 0,025 máx. |
| Silicio (Si) | 0.20 - 0.50 |
| Cromo (Cr) | 8.00 - 9.50 |
| Molibdeno (Mo) | 0.85 - 1.05 |
| Vanadio (V) | 0.18 - 0.25 |
| Niobio (Nb) | 0.06 - 0.10 |
| Níquel (Ni) | 0,40 máx. |
| Aluminio (Al) | 0,04 máx. |
| Nitrógeno (N) | 0.03 - 0.07 |
Por qué es importante esta composición:
Cromo (Cr):Proporciona resistencia a la oxidación y corrosión a altas temperaturas.
Molibdeno (Mo):Aumenta la fuerza y la resistencia a la fluencia.
Vanadio (V) y Niobio (Nb):Forme carburos y nitruros estables que proporcionan un importante refuerzo por precipitación, lo cual es clave para la resistencia superior a la fluencia del P91.
Propiedades mecánicas
La tubería P91 siempre se suministra en elNormalizado y templadocondición tratada térmicamente-.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 585 MPa (85 000 psi) mín. |
| Fuerza de producción | 415 MPa (60.000 psi) mín. |
| Alargamiento | 20% mínimo |
Características clave y ventajas
Resistencia a altas-temperaturas:Su principal ventaja es excepcional.resistencia a la rotura por fluenciaa temperaturas que normalmente oscilan entre 565 grados y 625 grados (1050 grados F a 1160 grados F). Esto permite diseñar sistemas de tuberías con paredes más delgadas-y más livianas-que pueden soportar la misma presión que tuberías más gruesas fabricadas con materiales de menor-calidad.
Buena resistencia a la oxidación:El alto contenido de cromo protege el acero de la incrustación y la oxidación en ambientes de vapor.
Resistencia a la fatiga térmica:Funciona bien en condiciones cíclicas de calentamiento y enfriamiento.
Costo-Efectividad:Si bien es más caro que el acero al carbono (como el A106 B), es más económico que los aceros de mayor-aleación como el P92 o los aceros inoxidables para su rango de temperatura específico, lo que ofrece un excelente equilibrio entre rendimiento y costo.
Aplicaciones comunes
La tubería A335 P91 se utiliza exclusivamente en plantas industriales y de generación de energía de alta-temperatura y alta-presión:
Líneas principales de vaporen plantas de energía supercríticas y ultra-supercríticas.
Líneas de recalentamiento en calienteen calderas de centrales eléctricas.
Tuberías colectoras de alta-temperatura.
Otros sistemas críticos de tuberías de alta-temperaturaen industrias petroquímicas y de procesos.
Consideraciones importantes para soldadura y fabricación
Trabajar con P91 es significativamente más complejo que con acero al carbono y requiere procedimientos estrictos:
Precalentamiento:Obligatorio para evitar grietas. El precalentamiento típico es de 200 grados - 250 grados (400 grados F - 500 grados F).
Entrada de calor controlada:Debe manejarse con cuidado para evitar la fragilidad.
Post-Tratamiento térmico de soldadura (PWHT): ABSOLUTAMENTE CRÍTICO.Las soldaduras P91 deben someterse a un tratamiento térmico de templado específico inmediatamente después de la soldadura (normalmente manteniéndolas a 760 grados/1400 grados F) para:
Transforme la frágil estructura martensítica formada durante la soldadura en una martensita templada y resistente.
Aliviar tensiones residuales.
Lograr las propiedades mecánicas requeridas en la zona de soldadura.
Metal de aportación a juego:La soldadura debe realizarse con metales de aportación que coincidan con la composición de P91 (por ejemplo, ER90S-B9 para TIG, E9015-B9 para electrodo revestido).
Resumen
ASTM A335 P91es una tubería de acero de aleación sin costura de primera calidad diseñada para el servicio de alta-temperatura más exigente en calderas eléctricas y recipientes a presión. Su resistencia superior permite un diseño de planta más eficiente, pero exige un manejo experto, especialmente durante la soldadura y el tratamiento térmico.
Nota importante:Si su requisito establece específicamente"P911"y no "P91", verifique el estándar exacto y la composición química con su proveedor de materiales, ya que puede referirse a un grado diferente o patentado.
