Tubería de soldadura por arco sumergido en espiral EN 10217-1 P235GH
Este es untubería de presión de temperatura elevadaFabricado mediante soldadura por arco sumergido en espiral. Examinemos sus especificaciones técnicas de forma exhaustiva.
1. Estándar y clasificación
Estándar primario: EN 10217-2 - Tubos de acero soldados para presión a temperaturas elevadas
*Nota: P235GH se especifica principalmente en EN 10217-2, no en EN 10217-1*
Proceso de fabricación:Soldadura por arco sumergido en espiral (SSAW/HSAW)
Designación de grado: P235GH
P235:Límite elástico mínimo =235 MPaa temperatura ambiente
G:Grado de alta temperatura
H:Acero resistente a la fluencia-
2. Composición química
Composición típica para servicio a temperatura elevada:
| Elemento | Requisitos de P235GH | Propósito/Efecto |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.16–0.22% | Resistencia a temperaturas elevadas. |
| Manganeso (Mn) | 0.90–1.60% | Fortalecimiento de solución sólida. |
| Silicio (Si) | 0.10–0.35% | Desoxidación, fuerza. |
| Fósforo (P) | Menor o igual a 0,025% | Control de impurezas (fragilización) |
| Azufre (S) | Menor o igual a 0,015% | - mínimo crítico para ductilidad a alta temperatura |
| Cromo (Cr) | Menor o igual al 0,30% (opcional) | Resistencia a la oxidación |
| Molibdeno (Mo) | Menor o igual al 0,08% (opcional) | Mejora de la fuerza de fluencia |
| Aluminio (alternativo) | Mayor o igual a 0,020% | Refinamiento de grano (grano fino) |
| Nitrógeno (N) | Menor o igual a 0,012% | Previene la fragilidad por envejecimiento |
| CEV (IIW) | Menor o igual a 0,45% | control de soldabilidad |
Nota: La composición puede variar ligeramente según el fabricante; a menudo acero desgasificado al vacío.
3. Propiedades mecánicas
A temperatura ambiente (20 grados):
Límite elástico (ReH):Mayor o igual a235 MPa
Resistencia a la tracción (Rm): 360–480 MPa
Elongación (A):
t Menor o igual a 16 mm: Mayor o igual al 24%
t > 16mm: Mayor o igual al 22%
Energía de impacto (KV):
Mínimo: 27J promedio a 20 grados
Individual: Mayor o igual a 20J a 20 grados
A temperaturas elevadas:
Rango de temperatura de diseño:Arriba a400–450 grados
Resistencia de prueba (Rp0.2) Ejemplos:
100 grados: ~215 MPa
200 grados: ~195 MPa
300 grados: ~175 MPa
350 grados: ~160 MPa
400 grados: ~145 MPa
Propiedades de fluencia:Diseñado para un servicio-largo plazo a temperaturas elevadas
4. Requisitos de fabricación para SSAW
Procesamiento especial para grados GH:
Producción de acero:
Práctica de grano finoobligatorio (ASTM tamaño de grano 5 o más fino)
Desgasificación al vacíonormalmente requerido
Bajo en azufrebásico (<0.015%)
Requisitos de placa/bobina:
Normalizadocondición antes de formar
Pruebas ultrasónicas de placas (a menudo 100%)
Requisitos estrictos de calidad de la superficie
Conformado y soldadura:
Precalentamiento mínimo: 100 a 150 grados (dependiendo del grosor)
Procesos de soldadura con bajo contenido de hidrógeno.
Tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT)requerido para espesor > 15 mm
Tratamiento Térmico Final:
Alivio del estrés:580–620 grados
Enfriamiento lento: menor o igual a 100 grados/hora
Uniformidad de temperatura: ±10 grados en el horno
5. Pruebas e inspección
Ensayos Obligatorios (EN 10217-2):
Pruebas de tracción:
A temperatura ambiente
A temperatura elevada(temperatura máxima de diseño)
Frecuencia: 1 prueba por calor y espesor de pared.
Pruebas de Impacto:
temperatura ambiente(obligatorio)
Pruebas adicionales a 0 grados o -10 grados si se especifica
Muesca Charpy V-, especímenes transversales
Pruebas no-destructivas:
Pruebas 100% ultrasónicasde costura de soldadura
Pruebas radiográficasde áreas de inicio/parada (o 10% mínimo)
Tinte penetrante o partícula magnética.pruebas de reparaciones de soldadura
Prueba de durezaa través de la pieza soldada (HAZ, metal de soldadura, metal base)
Prueba hidrostática:
Presión: 1,5 × presión de diseño a temperatura ambiente
Duración: Mínimo 10 segundos
Temperatura de prueba: 5 a 40 grados
Comprobaciones dimensionales:
Tolerancias mejoradas para el servicio de alta-temperatura
Control de ovalidad: Menor o igual al 0,8% de OD
Espesor de pared: ±7,5% máximo
6. Dimensiones y tolerancias
Rango de diámetro:219 mm (8") a 3000 mm (118")
Grosor de la pared:6 mm a 50 mm
Longitud:Estándar de 6 m a 12,5 m, más largo según acuerdo
Tolerancias especiales:A menudo Clase B o acuerdo especial
Dimensiones típicas de SSAW:
| DE (mm) | Peso típico (mm) | Máx. Longitud (m) |
|---|---|---|
| 219–508 | 6–12 | 12.5 |
| 508–1016 | 8–20 | 12.5 |
| 1016–2000 | 10–30 | 12.5 |
| 2000–3000 | 12–50 | 10.0 |
7. Aplicaciones
Industrias primarias:
Generación de energía:
Tubería de vapor (saturada y sobrecalentada)
Tubos y colectores de calderas.
Líneas de agua de alimentación
Sistemas de derivación de turbinas
Petroquímico:
Tuberías de proceso (300–450 grados)
Líneas reformadoras
Líneas de gas agrietadas
Tubería del intercambiador de calor
Industrial:
Sistemas de aceite caliente
Tubería de fluido térmico
Calderas de calor residual
Sistemas de calefacción urbana
Refinación:
Unidades de craqueo catalítico
Unidades de hidroprocesamiento
Líneas de recalentador
Condiciones típicas de servicio:
Temperatura:-10 grados a450 grados(máximo de diseño)
Presión:Hasta 100 bar (dependiendo de la temperatura)
Servicio cíclico:Adecuado para ciclos térmicos (inicio-arranque/apagado)
Ambiente:Vapor, aceites calientes, gases de proceso.
8. Soldadura y fabricación
Requisitos críticos:
Metales de aporte:
Debe coincidir con las propiedades de temperatura elevada.
Normalmente: AWS ER70S-6, EN 440 G3Si1 o equivalentes
Electrodos especiales de bajo-hidrógeno para SMAW
Procedimientos de soldadura:
calificación WPSrequerido a temperatura ambiente Y elevada
PWHT obligatoriopara todos los espesores en servicio crítico
Temperatura entre pasadas:150-250 grados máximo
Tratamiento térmico:
Alivio del estrés: 580–620 grados
Tiempo de espera: 2 minutos por mm de espesor (mínimo 30 minutos)
Velocidad de enfriamiento: menor o igual a 100 grados/hora a 400 grados, luego enfríe con aire
Reparación de soldadura:
Estrictamente controlado
Limitaciones de duración máxima de reparación
Re{0}}tratamiento térmico requerido después de la reparación
9. Requisitos suplementarios
Comúnmente especificado para P235GH:
| Código SR | Requisito | Aplicación típica |
|---|---|---|
| SR1 | Propiedades de temperatura elevada | Obligatorio |
| SR2 | Prueba de impacto a temperatura especificada | Servicio a baja temperatura |
| SR3 | END del metal base | Aplicaciones críticas |
| SR4 | Prueba de resistencia HIC | servicio amargo |
| SR5 | Prueba de resistencia SSC | Servicio de hidrógeno |
| SR6 | Acero desgasificado al vacío | Estándar para GH |
| SR10 | Fuerza de prueba a temperatura elevada | Requisito de diseño |
| SR11 | Resistencia a la rotura por fluencia | Servicio-a largo plazo |
10. Comparación con otros grados
| Parámetro | P235GH | P265TR2 | P195GH | 16Mo3 |
|---|---|---|---|---|
| Rendimiento (TR) | 235 MPa | 265MPa | 195 MPa | 240 MPa |
| Temperatura máxima | 450 grados | 300 grados | 350 grados | 500 grados |
| Resolución de fluencia. | Bien | Limitado | Moderado | Mejor |
| Azufre máx. | 0.015% | 0.015% | 0.015% | 0.015% |
| Índice de costos | 1.2× | 1.0× | 1.1× | 1.8× |
| Uso típico | Temperatura media | General | baja temperatura | alta temperatura |
11. Consideraciones de diseño
Diseño de presión (EN 13480-3):
Estrés permitido (S):Mínimo de:
Salón/2,4 a 20 grados
Rp0,2t/1,5 a temperatura de diseño
Rm,t/2,4 a temperatura de diseño
Rdt/1,25 a temperatura de diseño (para rango de fluencia)
Consideraciones térmicas:
Coeficiente de expansión:12,5 × 10⁻⁶/grado (20–400 grados)
Conductividad térmica:48 W/m·K a 400 grados
Módulo de elasticidad:
20 grados: 210 GPa
400 grados: 175 GPa
Factor de soldadura en espiral:
Factor de diseño:Normalmente entre 0,85 y 0,95
Depende de:Extensión de END, aplicación, código de diseño.
Aplicaciones críticas:Puede requerir factor reducido
12. Recubrimiento y protección
Alta-temperatura específica:
Recubrimientos externos:
Pinturas de silicona-aluminio(resistente a 400-500 grados)
Silicatos de zinc inorgánicos(a 400 grados)
NO se recomienda galvanización en caliente- (>200 grados)
Acero resistente a la intemperiepara aplicaciones sin aislamiento
Protección interna:
A menudo sin recubrimiento por razones de proceso.
Tratamientos de pasivaciónpara medios específicos
Epoxi de alta-temperaturapara ciertos servicios
Aislamiento:
Lana mineral con revestimiento de aluminio.
Silicato de calcio para temperaturas más altas
Diseño para expansión térmica.
13. Calificaciones equivalentes
| Estándar | Grado equivalente | Notas |
|---|---|---|
| EN 10216-2 | P235GH | Equivalente sin fisuras |
| EN 10217-2 | P235GH | Estándar de tubo soldado |
| ASTM A106 | Grado B | Propiedades RT similares |
| ASTM A672 | B70 Clase 13 | Propiedades similares de alta-temperatura |
| ES 5310 | 20G | equivalente chino |
| JIS G3456 | STPT410 | equivalente japonés |
| DIN 17175 | St45.8/III | equivalente alemán |
