SA 387 Gr. 22 Cl. 1 is een plaat van chroom{0}}molybdeenlegering, gespecificeerd door ASME SA-387 en ASTM A387, ontworpen voor bij hoge temperaturen gelaste drukvaten en ketels, en biedt een gemiddelde sterkte met 2,25% chroom en 1% molybdeen, waarvoor een warmtebehandeling zoals normaliseren en temperen vereist is. Het biedt een lagere treksterkte dan klasse 2 (60-85 ksi versus . 75-100 ksi), maar biedt goede sterkte en corrosieweerstand bij hogere temperaturen, waardoor het van cruciaal belang is voor de olie-, gas- en petrochemische industrie.
Trekvereisten voor ASME SA387 klasse 22 gelegeerde stalen platen, klasse 1 platen
| Aanduiding: | Vereiste: | Graad 22 |
| SA387 klasse 22 | Treksterkte, ksi [MPA] | 75 tot 100 [515 tot 690] |
| Opbrengststerkte, min, ksi [MPa]/(0,2% offset) | 45 [310] | |
| Verlenging in 8 inch [200 mm], min % | ... | |
| Verlenging in 50 mm [2 inch], min, % | 18 | |
| Reductie van oppervlakte, min % | 45 (gemeten op rond exemplaar) 40 (gemeten op plat exemplaar) |
Chemische vereisten voor ASME SA387-platen van gelegeerd staal van klasse 22
| Element | Chemische samenstelling (%) | |
| SA387 klasse 22 | ||
| Koolstof: | Warmteanalyse: | 0.05 - 0.15 |
| Productanalyse: | 0.04 - 0.15 | |
| Mangaan: | Warmteanalyse: | 0.30 - 0.60 |
| Productanalyse: | 0.25 - 0.66 | |
| Fosfor: | Warmteanalyse: | 0.035 |
| Productanalyse: | 0.035 | |
| Zwavel (max): | Warmteanalyse: | 0.035 |
| Productanalyse: | 0.035 | |
| Silicium: | Warmteanalyse: | Maximaal 0,50 |
| Productanalyse: | Maximaal 0,50 | |
| Chroom: | Warmteanalyse: | 2.00 - 2.50 |
| Productanalyse: | 1.88 - 2.62 | |
| Molybdeen: | Warmteanalyse: | 0.90 - 1.10 |
| Productanalyse: | 0.85 - 1.15 |
Belangrijkste toepassingen
Drukvaten:
SA 387 Gr.22 Cl 1 wordt veel gebruikt bij de fabricage van drukvaten voor het opslaan en verwerken van verschillende stoffen onder hoge temperaturen en druk. De uitstekende kruipsterkte en weerstand tegen verbrossing door tempering maken het geschikt voor schepen voor zowel algemene- als zware- serviceschepen in raffinaderijen, chemische fabrieken en energieopwekkingsinstallaties. Het vermogen van het materiaal om de structurele integriteit gedurende lange perioden bij hoge temperaturen te behouden, zorgt voor een veilige en betrouwbare werking, zelfs onder cyclische belastingsomstandigheden.
Ketels & Warmtewisselaars:
Deze kwaliteit wordt veelvuldig gebruikt in ketels, oververhitters en warmtewisselaars waar hoge-warmteoverdrachtssnelheden en langdurige blootstelling aan hoge temperaturen gebruikelijk zijn. De chroom-molybdeensamenstelling zorgt voor een goede oxidatieweerstand en stabiele mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen, waardoor een efficiënte warmteoverdracht mogelijk is en het risico op materiaaldegradatie wordt geminimaliseerd. SA 387 Gr.22 Cl 1 is bijzonder goed-geschikt voor toepassingen met stoom onder hoge-druk en hete procesvloeistoffen.
Leidingen en buizen:
In hogetemperatuurleidingsystemen wordt SA 387 Gr.22 Cl 1 gebruikt voor het transporteren van hete vloeistoffen, gassen en stoom in raffinaderijen, petrochemische fabrieken en energieopwekkingsinstallaties. De combinatie van sterkte, taaiheid en weerstand tegen thermische vermoeidheid van het materiaal maakt het ideaal voor gebruiksomstandigheden waarbij temperaturen en druk fluctueren. Het wordt vaak gespecificeerd voor kritische leidingcomponenten die betrouwbare prestaties vereisen onder extreme bedrijfsomstandigheden.
Olie- en gasindustrie:
Binnen de olie- en gassector is SA 387 Gr.22 Cl 1 een voorkeursmateriaal voor raffinaderijen, petrochemische fabrieken en offshore-platforms. Het wordt gebruikt in reactoren, afscheiders en andere druk-apparatuur die koolwaterstoffen en procesvloeistoffen bij hoge temperaturen verwerkt. Het vermogen om waterstofaantasting en corrosie bij hoge- temperaturen te weerstaan, maakt hem zeer-geschikt voor zware omstandigheden in deze industrie.
Elektriciteitscentrales:
SA 387 Gr.22 Cl 1 wordt doorgaans gespecificeerd voor toepassingen op het gebied van energieopwekking, waaronder ketels, drukvaten en warmteterugwinningssystemen. Het materiaal biedt de noodzakelijke hoge- temperatuursterkte en kruipweerstand die nodig zijn voor componenten die worden blootgesteld aan hoge- stoomdruk en hoge temperaturen. De duurzaamheid en weerstand tegen thermische belasting zorgen voor een lange levensduur en betrouwbare prestaties in zowel conventionele als geavanceerde energiecentrales.
Belangrijke processtroom
Smelten en samenstellingscontrole:
Staal wordt gesmolten met behulp van een vlamboogoven (EAF), gietoven (LF) en andere raffinageapparatuur, met strikte controle over het gehalte aan koolstof (C), silicium (Si), mangaan (Mn), fosfor (P), zwavel (S) en de belangrijkste legeringselementen chroom (Cr) en molybdeen (Mo). In het bijzonder wordt het koolstofgehalte meestal relatief laag gehouden om de lasbaarheid te verbeteren en tegelijkertijd te garanderen dat de standaard legeringssamenstelling van 2,25% Cr-1% Mo behouden blijft.
Vormen en rollen:
De stalen knuppel wordt verwarmd tot de juiste walstemperatuur en vervolgens met behulp van walserijen tot platen van de vereiste dikte gerold.
Warmtebehandeling (na heet werken):
Normaliseren: dit is een cruciale stap. De plaat wordt verwarmd tot de austenitistemperatuur en vervolgens aan de lucht-gekoeld om de microstructuur te homogeniseren, interne spanningen te verlichten en een fijn-korrelige perliet- en ferrietstructuur te verkrijgen.
Tempereren: Tempereren wordt uitgevoerd na normaliseren (of na afschrikken, indien toegepast), waarbij de hardheid en taaiheid verder worden aangepast om aan de vereiste mechanische eigenschappen te voldoen.
Inspectie en testen:
Er worden niet-destructieve tests (NDT), zoals ultrasone tests (UT) en magnetische deeltjestests (MT) uitgevoerd om er zeker van te zijn dat er geen interne defecten of oppervlaktedefecten zijn. Tests op mechanische eigenschappen, waaronder trek-, impact- en hardheidstests, evenals analyses van de chemische samenstelling, worden uitgevoerd om naleving van de ASME SA 387 Gr.22 Cl 1-norm te garanderen.
Belangrijkste kenmerken (beïnvloed door proces):
2,25% Cr-1% Mo-legering:Biedt sterkte bij hoge- temperaturen en weerstand tegen oxidatie.
Laag koolstofgehalte:Verbetert de lasbaarheid.
Normaliseren + temperen:Optimaliseert de microstructuur en zorgt voor goede mechanische eigenschappen bij hoge- temperaturen en waterstofbestendigheid (met controle van HAZ-verbrossing).
Vraag een professionele offerte aan voor SA 387 Gr.22 Cl 1 van GNEE Steel.
Wat zijn de belangrijkste legeringselementen?
De belangrijkste legeringselementen zijn chroom en molybdeen. Chroom verbetert de oxidatieweerstand en de sterkte bij hoge- temperaturen, terwijl molybdeen de kruipweerstand verbetert en zorgt voor stabiliteit bij langdurige- thermische belasting. Deze elementen werken samen om ervoor te zorgen dat het staal hoge temperaturen kan weerstaan zonder noemenswaardige degradatie. Andere elementen zoals koolstof, mangaan en silicium worden ook zorgvuldig gecontroleerd om de lasbaarheid en mechanische eigenschappen te behouden.
Welke warmtebehandeling wordt gebruikt?
SA 387 Gr.22C1 wordt doorgaans met warmte behandeld door normalisatie gevolgd door ontlaten. Normalisatie omvat het verwarmen van het staal tot een temperatuur van ongeveer 890-940 graden, het vasthouden ervan om uniformiteit te garanderen en het vervolgens afkoelen aan de lucht. Dit proces verfijnt de korrelstructuur en verbetert de taaiheid. Het temperen gebeurt op minimaal 675 graden om restspanningen te verminderen, de ductiliteit te verbeteren en de microstructuur te stabiliseren. De exacte temperaturen kunnen variëren, afhankelijk van de plaatdikte en de praktijk van de fabrikant.
Wat betekent ‘Klasse 1’?
"Klasse 1" geeft aan dat de staalplaat een hoger niveau van ultrasone testen (UT) moet ondergaan in vergelijking met Klasse 2. Deze strengere inspectie zorgt ervoor dat het materiaal minder interne defecten heeft, zoals lamineringen, insluitsels of holtes. Het doel is om een betrouwbaarder materiaal te bieden voor kritische drukvattoepassingen waarbij structurele integriteit essentieel is. Platen die niet voldoen aan de Klasse 1-normen kunnen worden geherclassificeerd als Klasse 2 als ze voldoen aan de lagere inspectie-eisen.
Hoe wordt het gelast?
SA 387 Gr.22 Cl 1 kan worden gelast met behulp van gebruikelijke processen zoals SMAW (stick), GMAW (MIG), FCAW en SAW. De keuze van het vulmetaal is belangrijk en gaat meestal gepaard met het matchen van Cr-Mo-composities, zoals E8018-B2 of ER80S-B2. Een goede voorverwarming en warmtebehandeling na het lassen (PWHT) zijn essentieel om koudescheuren te voorkomen en goede mechanische eigenschappen in de door hitte beïnvloede zone (HAZ) te garanderen.
Waarom is voorverwarmen nodig bij het lassen?
Voorverwarmen is nodig om de afkoelsnelheid van de las en de HAZ te verminderen, wat de vorming van harde, broze microstructuren helpt voorkomen die tot scheuren kunnen leiden. Het helpt ook om vocht uit het gewrichtsgebied te verwijderen, waardoor de waterstofopname wordt verminderd. Typische voorverwarmingstemperaturen variëren van 150–250 graden, afhankelijk van de plaatdikte en het lasproces. Dikkere platen vereisen doorgaans hogere voorverwarmingstemperaturen.
Welke NDT wordt op deze platen uitgevoerd?
SA 387 Gr.22 Cl 1-platen ondergaan strenge niet-destructieve tests. De primaire vereiste is ultrasoon testen (UT) om de interne stevigheid te garanderen, zoals gespecificeerd voor Klasse 1. Aanvullende inspecties kunnen bestaan uit visuele inspectie (VI) voor oppervlaktekwaliteit, magnetische deeltjestesten (MT) voor oppervlaktescheuren in ferromagnetische materialen, en vloeistofpenetranttesten (PT) voor het detecteren van oppervlaktediscontinuïteiten. Voor sommige toepassingen zijn mogelijk ook radiografische tests (RT) vereist, afhankelijk van het ontwerp en de klantspecificaties.
Wat is het verschil tussen SA 387 Gr.22 Klasse 1 en Klasse 2?
Het belangrijkste verschil is het niveau van ultrasone inspectie. Klasse 1 vereist strengere UT om minder interne defecten zoals lamineringen of insluitsels te garanderen. Klasse 2 kent mildere inspectiecriteria. Klasse 1 wordt doorgaans gekozen voor kritische drukvatcomponenten waarbij hoge betrouwbaarheid essentieel is, terwijl Klasse 2 in minder kritische gebieden kan worden gebruikt.
Hoe verhoudt SA 387 Gr.22 Cl 1 zich tot koolstofstalen platen?
In tegenstelling tot standaard koolstofstaalsoorten bevat SA 387 Gr.22 Cl 1 chroom en molybdeen, waardoor de sterkte bij hoge- temperaturen, de kruipweerstand en de weerstand tegen verbrossing door de temperatuur aanzienlijk worden verbeterd. Koolstofstaal wordt zachter en verliest sterkte bij hogere temperaturen, waardoor ze ongeschikt zijn voor veel drukvat- en keteltoepassingen waar Gr.22 uitblinkt.
Wat is het verschil tussen SA 387 Gr.22 Cl 1 en SA 516 Gr.70?
SA 516 Gr.70 is een koolstofstaal dat is ontworpen voor drukvaten bij lage{2}} tot- matige temperaturen, terwijl SA 387 Gr.22 Cl 1 een Cr-Mo-gelegeerd staal is voor toepassingen bij hoge- temperaturen. SA 516 Gr.70 biedt een goede taaiheid bij lagere temperaturen, maar mist de kruipsterkte en oxidatieweerstand van Gr.22. Gr.22 wordt gebruikt in raffinaderijen en energiecentrales, terwijl SA 516 Gr.70 veel voorkomt in opslagtanks en lage-vaten.
Hoe verhoudt SA 387 Gr.22 Cl 1 zich tot SA 387 Gr.22 Cl 2?
Beide kwaliteiten hebben dezelfde chemische samenstelling, maar klasse 1 vereist strengere ultrasone tests voor interne deugdelijkheid. Klasse 2 laat iets meer interne discontinuïteiten toe. Klasse 1 heeft de voorkeur voor kritische toepassingen waarbij falen ernstige gevolgen kan hebben, terwijl Klasse 2 wordt gebruikt wanneer lagere inspectieniveaus acceptabel zijn.