¿Qué es la tubería ASTM A335 P22?
ASTM A335 P22 es un grado de tubería de acero de aleación ferrítica sin costura con una composición nominal de 2-1/4% de cromo y 1% de molibdeno. Se produce según la especificación A335 para tuberías sin costura para servicios de alta-temperatura y se ha utilizado durante décadas en calderas, líneas de vapor y tuberías de proceso de refinería, razón por la cual a menudo se describe como el caballo de batalla de la familia del cromo-molibdeno.
El contenido de cromo proporciona resistencia a la oxidación y a los gases de combustión que contienen azufre, mientras que el contenido de molibdeno proporciona la resistencia a la fluencia necesaria para los componentes que transportan vapor o fluido de proceso caliente bajo tensión sostenida. El equilibrio entre los dos elementos le da al grado una ventana operativa amplia y bien documentada entre el acero al carbono y los grados avanzados con 9% de cromo.
Composición química y requisitos mecánicos.
La siguiente tabla resume los límites del análisis térmico y los requisitos de tracción aplicados por ASTM A335 al Grado P22.
| Artículo | Requisito |
|---|---|
| Carbón | 0.05-0.15% |
| Manganeso | 0.30-0.60% |
| Fósforo, máx. | 0.025% |
| Azufre, máx. | 0.025% |
| Silicio, máx. | 0.50% |
| Cromo | 1.90-2.60% |
| Molibdeno | 0.87-1.13% |
| Resistencia a la tracción, mín. | 415MPa |
| Límite elástico, mín. | 205 MPa |
| Formulario de producto | Acabado en caliente sin costuras. |
| Pruebas | A este grado se aplican pruebas de tracción, flexión, aplanamiento e hidrostáticas. |
Al igual que con los otros grados en la especificación, los valores en la tabla son mínimos de aceptación en lugar de permisibles por diseño. Los ingenieros de diseño toman la tensión permitida para el grado del código de equipos a presión que rige el proyecto, que tabula los valores que caen a medida que aumenta la temperatura del metal y que se basan en datos de fluencia y ruptura a largo plazo-en lugar de solo en la prueba de tracción a temperatura ambiente.
Aplicaciones en generación y procesamiento de energía
Placas y colgantes de sobrecalentador y recalentador, donde el vapor alcanza su temperatura final antes de ingresar a la turbina.
Líneas principales de vapor, líneas de recalentamiento en caliente y cabezales que recogen y redistribuyen el vapor dentro de la isla de calderas.
Tuberías de proceso de refinería, serpentines calentadores de hornos y líneas de transferencia que manejan hidrocarburos calientes.
Unidades de hidroprocesamiento y reformado, donde la presión parcial y la temperatura del hidrógeno actúan sobre la pared de la tubería.
Carcasas de intercambiadores de calor y componentes de recipientes a presión en servicio de temperatura intermedia y alta-.
Trabajos de modernización y extensión de vida en plantas existentes, donde el P22 ya es el material instalado.
En los códigos de diseño de equipos a presión, el grado permanece en las tablas tabuladas de tensión permitida hasta aproximadamente 650 grados C. Sin embargo, la selección práctica se decide tanto por la economía como por los datos: cuando las temperaturas suben por encima de aproximadamente 565 grados C, la resistencia a la fluencia cae y los diseñadores pasan cada vez más a un grado de 9% de cromo para mantener el espesor de la pared dentro de límites razonables.
Fabricación, Soldadura y Tratamiento Térmico
La soldadura requiere un procedimiento cualificado, un metal de aportación de cromo-molibdeno compatible y control del aporte de calor; La práctica de bajo-hidrógeno es obligatoria.
El precalentamiento antes de la primera pasada y el mantenimiento de una temperatura mínima entre pasadas evitan estructuras duras y sensibles a las grietas-de la zona afectada por el calor.
El tratamiento térmico posterior-a la soldadura restaura la dureza y alivia la tensión residual; El rango de temperatura, el tiempo de mantenimiento y las tasas de calentamiento y enfriamiento siguen el código de construcción.
El doblado y conformado en caliente se realizan dentro de una ventana de temperatura controlada, seguido de normalización y revenido o de un tratamiento térmico completo de pos-formado, según sea necesario.
Las uniones diferentes entre P22 y componentes austeníticos o de aleación inferior necesitan su propio procedimiento calificado porque la zona afectada por el calor-y el metal de soldadura se endurecen de manera diferente en cada lado.
Inspección e integridad-a largo plazo
Verifique los resultados del análisis térmico y de las pruebas mecánicas en el certificado de la fábrica con los rangos de especificaciones antes de enviarlo a fabricación.
Verifique las dimensiones, el espesor de la pared y la rectitud, ya que el espesor de la pared determina la presión nominal de la línea terminada.
Examine las soldaduras circunferenciales y longitudinales con los métodos no-destructivos requeridos por el código de diseño.
Para los componentes en-servicio, planifique inspecciones periódicas de soldaduras y ubicaciones de alto-esfuerzo, porque el daño por fluencia y el agrietamiento tipo IV se desarrollan lentamente y se detectan mediante replicación o técnicas ultrasónicas avanzadas en lugar de mediante inspección visual.
Registre los números de calor y los mapas de soldadura para que las reparaciones futuras puedan rastrearse hasta los registros de fabricación originales.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué es ASTM A335 P22?
Es una tubería de acero de aleación ferrítica sin costura con aproximadamente 2-1/4 % de cromo y 1 % de molibdeno, suministrada según la especificación A335 para servicio de alta temperatura.
P: ¿Por qué se describe al P22 como un grado de caballo de batalla?
Porque su resistencia a la fluencia, resistencia a la oxidación, soldabilidad y costo lo han mantenido en servicio durante décadas en calderas, líneas de vapor y unidades de refinería en todo el mundo.
P: ¿A qué temperatura se puede utilizar P22?
El grado está tabulado en los códigos de diseño de equipos a presión hasta aproximadamente 650 grados C, pero la selección práctica normalmente cambia a un grado de 9% de cromo por encima de aproximadamente 565 grados C por razones de resistencia a la fluencia.
P: ¿La tubería P22 necesita tratamiento térmico posterior-a la soldadura?
Sí. Se requiere un tratamiento térmico posterior a la soldadura para los espesores de pared y servicios cubiertos por los códigos de construcción, y es esencial para restaurar la tenacidad de la zona afectada por el calor.
P: ¿Cómo se compara el P22 con un grado de cromo del 9 %?
P22 es más barato, más fácil de soldar y adecuado hasta su límite de fluencia; Los grados con 9 % de cromo, como P91 y P92, permiten temperaturas de vapor más altas y paredes más delgadas, con mayores costos de material y fabricación.
P: ¿Qué se debe comprobar en el momento de la entrega?
Grado y número de calor, análisis térmico, resultados de tracción, dimensiones, espesor de pared y registros de pruebas hidrostáticas y no-destructivas.
