ASTM A182 F5 شفة عنق اللحام من الفولاذ المقاوم للصدأ لمحطات الطاقة البتروكيماوية

ما هي شفة عنق اللحام ASTM A182 F5؟

شفة العنق الملحومة ASTM A182 F5 عبارة عن مكون أنابيب مزورة مصنوع من سبائك الصلب المصنوعة من الكروم والموليبدينوم المارتنسيتي المعينة UNS K41545. إنه ليس من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي: يحتوي الصف على 4.0-6.0% كروم و0.44-0.65% موليبدينوم، مما يوفر قوة جيدة في درجات الحرارة العالية ومقاومة معتدلة للتآكل في خدمة البخار والهيدروكربون والتآكل الخفيف. يتم لحام المحور المستدق الطويل لتصميم عنق اللحام بالأنبوب، مما يوفر وصلة قوية مانعة للتسرب مفضلة لأنظمة الأنابيب ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية في مصانع البتروكيماويات ومحطات الطاقة.

المتطلبات الكيميائية لكل ASTM A182

يوضح الجدول أدناه المتطلبات الكيميائية للصف F5 كما هو محدد في ASTM A182. القيم هي النسب المئوية القصوى ما لم يتم عرض نطاق.

درجة	أونس	C	من	P	S	سي	ني	كر	شهر
F5	K41545	0.15	0.30-0.60	0.030	0.030	0.50	0.50	4.0-6.0	0.44-0.65

متطلبات الشد والصلابة

تم تحديد الحد الأدنى لخصائص الشد في درجة حرارة الغرفة ونطاق الصلابة للمطروقات F5 في ASTM A182 على النحو التالي.

ملكية	متطلبات
قوة الشد دقيقة	70 كيلو لكل بوصة [485 ميجا باسكال]
قوة العائد دقيقة	40 كيلو لكل بوصة مربعة [275 ميجا باسكال]
استطالة في 2 بوصة أو 4D دقيقة	20%
تقليل المساحة دقيقة	35%
صلابة برينل HBW	143-217

المعالجة الحرارية

يتم تشكيل الشفاه F5 بشكل متكامل ومن ثم معالجتها بالحرارة عن طريق التلدين أو عن طريق التطبيع والتلطيف. يتم إجراء عملية الأوستنيت عند درجة حرارة لا تقل عن 1650 درجة فهرنهايت [900 درجة مئوية]، يليها تبريد الفرن للصلب، أو عن طريق التقسية عند درجة حرارة لا تقل عن 1150 درجة فهرنهايت [620 درجة مئوية] لمسار التطبيع والمزاج. يتم تشكيل التحول من المحور إلى الحافة باستخدام استدقاق بنسبة 1:3 بحيث يتم توزيع الضغط بشكل موحد عندما يتم لحام الوصلة في نظام الأنابيب.

إصلاح اللحام

عندما يُسمح بإصلاح اللحام، يتم استخدام أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين من النوع E80XX-B6، حيث قد تكون XX 15 أو 16 أو 18. تتراوح درجة الحرارة الموصى بها للتسخين المسبق والممر الداخلي بين 400-700 فهرنهايت [205-370 درجة مئوية]، ويتم إجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام عند درجة حرارة لا تقل عن 1250 فهرنهايت [675 درجة مئوية] لاستعادة الخواص الميكانيكية المطلوبة وتلطيف منطقة اللحام.

الأبعاد وفئات الضغط والتشطيب السطحي

يتم تصنيع فلنجات العنق الملحومة F5 وفقًا لـ ASME B16.5 في فئات الضغط من 150 إلى 2500 لأحجام الأنابيب الاسمية التي تصل إلى 24 بوصة، وASME B16.47 للأقطار الأكبر. أنواع المواجهة الشائعة هي الوجه المرتفع والمفاصل الحلقية. تشتمل حماية السطح القياسية على طلاء زيتي مضاد للصدأ أو السفع الرملي بدرجة Sa2.5. يتم عادةً تزويد كل شفة بشهادة اختبار المواد وفقًا لـ EN 10204 3.1 بالإضافة إلى وثائق الصلابة والتأثير، على سبيل المثال قيم Charpy V-notch التي تبلغ 27 J كحد أدنى عند -20 درجة مئوية حيث يحددها المشتري.

تطبيقات نموذجية

تُستخدم فلنجات F5 في أنابيب التكرير والبتروكيماويات، وأنظمة البخار والغلايات، وفوهات المبادلات الحرارية، وأنابيب الضغط العامة ذات درجة الحرارة العالية، حيث يوفر الكروم والموليبدينوم المعتدل مقاومة فعالة من حيث التكلفة للتدهور الناتج عن درجات الحرارة العالية وهجوم الهيدروجين.

الأسئلة المتداولة

س1: هل F5 مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ؟

A1: رقم F5 عبارة عن سبائك فولاذية من الكروم والموليبدينوم المارتنسيتية، UNS K41545، مغطاة بمعيار ASTM A182. إنه قابل للمعالجة بالحرارة ويستخدم في الخدمة ذات درجات الحرارة العالية حيث يكون الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مكلفًا بلا داع.

س 2: ما هي فئات الضغط المتوفرة لفلنجات عنق اللحام F5؟

A2: تتوفر الفلنجات في فئات الضغط ASME B16.5 من 150 إلى 2500 للأحجام التي تصل إلى 24 بوصة، وفي ASME B16.47 للأقطار الأكبر.

س 3: لماذا يُفضل تصميم عنق اللحام لخدمة الضغط العالي؟

A3: يسمح المحور المستدق باللحام التناكبي الكامل الاختراق ويوزع الضغط بسلاسة من حلقة الحافة إلى الأنبوب، مما يوفر اتصالًا مانعًا للتسرب يقاوم التعب في خدمة الضغط العالي الدوري.

س 4: ما هو معدن الحشو والتسخين المطلوب للحام F5؟

A4: يتم استخدام أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين من النوع E80XX-B6، مع تسخين أولي ودرجة حرارة بينية تبلغ 205-370 درجة مئوية ومعالجة حرارية بعد اللحام بحد أدنى 675 درجة مئوية.

س 5: ما هي المعالجة الحرارية التي يتم تطبيقها على المطروقات F5؟

A5: يتم تلدين المادة أو تطبيعها وتلطيفها، مع الأوستنيت عند درجة حرارة لا تقل عن 900 درجة مئوية والتلطيف عند درجة حرارة لا تقل عن 620 درجة مئوية.

س6: ما هي الوثائق التي يتم توفيرها عادةً مع فلنجات F5؟

A6: شهادات اختبار المواد وفقًا لـ EN 10204 3.1، نتائج اختبار الصلابة في نطاق 143-217 HBW، وبيانات اختبار التأثير، حيثما تم تحديدها، مثل Charpy V-notch 27 J كحد أدنى عند -20 درجة مئوية.