Tubo de Aço Liga Sem Costura ASTM A335 P22 para Caldeira
O ASTM A335 P22 é um tubo de aço liga ferrítico de cromo-molibdênio sem costura destinado a serviço em alta temperatura. A classe P22, UNS K21590, contém aproximadamente 1,90-2,60% de cromo e 0,87-1,13% de molibdênio, proporcionando maior resistência em alta temperatura, resistência à oxidação e capacidade de serviço sob fluência em comparação com o aço carbono comum.
Para projetos de caldeiras e tubulações de pressão, os tubos P22 são comumente especificados para linhas de vapor de alta temperatura, cabeçotes de caldeira, conexões de superaquecedor e outros componentes que contêm pressão. O ASTM A335/A335M-24 abrange fabricação sem costura, química, tratamento térmico, propriedades de tração, requisitos dimensionais e requisitos de teste.
Especificação
| Item |
Especificação |
| Material |
Aço Liga Ferrítico de Cromo-Molibdênio |
| Norma |
ASTM A335/A335M |
| Classe |
P22 |
| Designação UNS |
K21590 |
| Processo de Fabricação |
Sem Costura, Laminado a Quente ou Trefilado a Frio |
| Diâmetro Externo |
Faixa típica de fornecimento: 10,3-610 mm; tamanhos específicos do projeto disponíveis mediante acordo |
| Bitola Nominal do Tubo |
Comumente NPS 1/8-24; tamanhos maiores sujeitos à capacidade de fabricação |
| Espessura da Parede |
Típica 1,5-60 mm; Schedule 10 a XXS e espessuras de parede especiais sob encomenda |
| Comprimento |
1-12 m personalizável; comprimentos aleatórios ou fixos disponíveis |
| Tolerância de Espessura da Parede |
De acordo com ASTM A335/A335M e ASTM A999/A999M; a tolerância típica de parede nominal depende do NPS e da relação t/D |
| Tolerância de Diâmetro Externo |
De acordo com ASTM A999/A999M |
| Retilinidade |
O tubo sem costura acabado deve ser razoavelmente reto; tolerâncias de projeto mais rigorosas podem ser acordadas no momento do pedido |
| Condição da Superfície |
Laminado a quente, trefilado a frio, nu, decapado, oleado ou revestido protetoramente conforme especificado |
| Acabamento da Extremidade |
Extremidade lisa ou extremidade chanfrada |
| Tratamento Térmico |
Recozimento total/isothermal, ou normalização e têmpera; temperatura mínima de têmpera de 675°C para P22 |
| Testes |
Ensaio de tração, ensaio de dureza, ensaio de achatamento/dobra conforme aplicável, exame elétrico hidrostático e/ou não destrutivo de acordo com a especificação e o pedido |
| Certificação |
Certificado de inspeção EN 10204 3.1 disponível quando especificado |
| Serviço Primário |
Tubulação de pressão para alta temperatura |
Para a Classe P22, o ASTM A335/A335M-24 permite recozimento total ou isothermal ou normalização e têmpera, com uma temperatura mínima de têmpera de 1250°F [675°C] para a rota de normalização e têmpera.
Principais Características
1. Sistema de Liga Controlado de 2,25Cr-1Mo
O P22 tem um teor de cromo especificado de 1,90-2,60% e um teor de molibdênio de 0,87-1,13%. O cromo contribui para a resistência à oxidação em temperaturas elevadas, enquanto o molibdênio melhora a resistência em alta temperatura e a resistência à deformação dependente do tempo.
A química do ASTM A335/A335M-24 para P22 também limita fósforo e enxofre a um máximo de 0,025% cada.
2. Resistência Mecânica Mínima à Temperatura Ambiente
O ASTM A335/A335M-24 coloca o P22 no grupo de propriedades de tração "todas as outras classes", exigindo:
- Resistência à tração mínima: 415 MPa
- Limite de escoamento mínimo: 205 MPa
- Alongamento longitudinal básico mínimo: 30% para condições de espécime qualificadas
- Alongamento transversal básico mínimo: 20%
A aceitação real do alongamento depende da forma do espécime e da espessura da parede de acordo com as fórmulas e tabelas da norma.
3. Tratamento Térmico Controlado para Serviço em Alta Temperatura
O P22 não é fornecido meramente como aço Cr-Mo não tratado. O ASTM A335/A335M estabelece rotas de tratamento térmico definidas para obter a microestrutura e as propriedades mecânicas exigidas.
Para P22 normalizado e temperado, a têmpera é realizada a não menos de 675°C.
4. Construção de Tubo de Pressão Sem Costura
O ASTM A335 cobre especificamente tubos de aço liga ferrítico sem costura. A ausência de uma solda de produção longitudinal torna o P22 adequado para projetos de tubulação de pressão onde a construção sem costura é especificada para serviço em alta temperatura.
5. Adequado para Fabricação Posterior
O ASTM A335 afirma que os tubos cobertos pela especificação são destinados a serem adequados para dobragem, flangeamento, operações de conformação semelhantes e soldagem por fusão, sujeitos a procedimentos de fabricação e tratamento térmico apropriados.
Nossas Vantagens
1. Controle de Rastreabilidade de Material e Mistura de Classes
Uma grande preocupação de aquisição com tubos Cr-Mo é a identificação incorreta da classe. P11, P22, P5 e P9 podem parecer externamente semelhantes, mas têm conteúdos de cromo e molibdênio substancialmente diferentes.
Para pedidos de P22, o material pode ser controlado por número de lote durante toda a produção e fornecido com documentação de inspeção mostrando:
- Designação ASTM A335/A335M
- Classe P22
- UNS K21590
- Número do lote
- Análise química
- Resultados do ensaio de tração
- Condição de tratamento térmico
- Status hidrostático/NDE quando aplicável
A verificação PMI também pode ser especificada para projetos que exigem confirmação positiva da identidade da liga Cr-Mo.
2. Controle Dimensional Baseado nas Regras Corretas de Tolerância de Tubo
Compradores profissionais frequentemente se concentram na espessura mínima de parede restante em vez de apenas na espessura de parede nominal.
O ASTM A335/A335M refere-se aos requisitos dimensionais aplicáveis a tubos de aço liga, enquanto o ASTM A999/A999M fornece variações permissíveis detalhadas na espessura da parede. Para tubos de parede nominal, exemplos incluem:
| Faixa de Tubo |
Acima da Parede Nominal |
Abaixo da Parede Nominal |
| NPS 1/8-2 1/2, todas as relações t/D |
+20,0% |
-12,5% |
| NPS 3-18, t/D ≤ 5% |
+22,5% |
-12,5% |
| NPS 3-18, t/D > 5% |
+15,0% |
-12,5% |
| NPS 20 e maiores, sem costura, t/D ≤ 5% |
+22,5% |
-12,5% |
| NPS 20 e maiores, sem costura, t/D > 5% |
+15,0% |
-12,5% |
Isso é particularmente importante quando os tubos serão subsequentemente usinados, dobrados ou preparados para soldagem em serviço sob pressão.
3. Testes Podem Ser Adaptados aos Requisitos de Inspeção de Tubulação de Pressão
Outra questão comum de aquisição é assumir que todos os tubos A335 recebem exatamente a mesma combinação de testes hidrostáticos e NDE.
O ASTM A335/A335M-24 diferencia os testes de acordo com as dimensões do tubo e os requisitos do comprador. Por exemplo, certos tubos de grande diâmetro e parede mais fina estão sujeitos a teste hidrostático, enquanto outros tamanhos estão sujeitos a exame elétrico não destrutivo, a menos que especificado de outra forma. O comprador também pode especificar combinações de testes adicionais onde exigido pelo projeto.
Para tubulações de caldeira críticas, a especificação de compra deve, portanto, declarar claramente o teste hidrostático exigido, ultrassom ou outro NDE permitido, certificado de inspeção, PMI e quaisquer requisitos suplementares específicos do projeto.
Padrões de Execução
O ASTM A335 P22 deve ser encomendado principalmente de acordo com o ASTM A335/A335M quando o projeto requer especificamente P22. Outras normas internacionais listadas abaixo devem ser tratadas como alternativas de engenharia em vez de substituições automáticas um para um.
| Sistema de Norma |
Norma Relevante Típica / Família de Material |
Descrição |
| ASTM / ASME |
ASTM A335/A335M P22 / ASME SA-335 P22 |
Tubo de aço liga ferrítico sem costura para serviço em alta temperatura |
| EN |
EN 10216-2, classes como 10CrMo9-10 |
Tubos de aço sem costura para fins de pressão com propriedades especificadas em temperatura elevada |
| GOST |
GOST 550 / especificações aplicáveis de aço resistente ao calor Cr-Mo |
Tubo/tubo de aço liga sem costura para serviço em temperatura elevada, dependendo da especificação do projeto |
| JIS |
JIS G3458, série STPA |
Tubos de aço liga para serviço em temperatura elevada |
| GB |
GB/T 5310, classes de caldeira Cr-Mo como 12Cr2MoG |
Tubos e tubos de aço sem costura para caldeiras de alta pressão |
Aplicação
Tubo de Vapor Principal em uma Caldeira de Utilidade
Uma aplicação específica para tubos sem costura ASTM A335 P22 é o tubo principal de vapor de alta temperatura que conecta o sistema da caldeira com equipamentos de vapor a jusante.
Neste serviço, o tubo transporta vapor pressurizado em temperatura elevada por longos períodos de operação. A composição Cr-Mo e o tratamento térmico controlado do P22 o tornam adequado para este tipo de serviço de tubulação de pressão em alta temperatura, desde que o tamanho do tubo, a tensão de projeto, o procedimento de soldagem, o tratamento térmico pós-soldagem e a temperatura de serviço sejam determinados pelo código de projeto de caldeira ou tubulação aplicável.
Composição Química
A composição química abaixo é baseada nos requisitos do ASTM A335/A335M-24 para cinco classes de Cr-Mo comumente especificadas.
| Classe |
UNS |
C, % |
Mn, % |
P, % Máx. |
S, % Máx. |
Si, % |
Cr, % |
Mo, % |
| P5 |
K41545 |
0,15 máx. |
0,30-0,60 |
0,025 |
0,025 |
0,50 máx. |
4,00-6,00 |
0,45-0,65 |
| P9 |
K90941 |
0,15 máx. |
0,30-0,60 |
0,025 |
0,025 |
0,25-1,00 |
8,00-10,00 |
0,90-1,10 |
| P11 |
K11597 |
0,05-0,15 |
0,30-0,60 |
0,025 |
0,025 |
0,50-1,00 |
1,00-1,50 |
0,44-0,65 |
| P22 |
K21590 |
0,05-0,15 |
0,30-0,60 |
0,025 |
0,025 |
0,50 máx. |
1,90-2,60 |
0,87-1,13 |
| P91 Tipo 1 / Tipo 2 |
K91560 |
0,08-0,12 |
0,30-0,60 |
0,020 |
0,010 |
0,20-0,50 |
8,00-9,50 |
0,85-1,05 |
Propriedades Mecânicas
A tabela a seguir resume os requisitos mínimos de tração à temperatura ambiente do ASTM A335/A335M-24. Os valores de alongamento dependem da classe, geometria do espécime, orientação e espessura real do espécime; os valores mostrados abaixo identificam a categoria básica mínima de alongamento aplicável em vez de substituir o cálculo completo de alongamento do ASTM.
| Classe |
Resistência à Tração, Mín. |
Limite de Escoamento, Mín. |
Alongamento Longitudinal Básico* |
Alongamento Transversal Básico* |
| P5 |
415 MPa |
205 MPa |
30% |
20% |
| P9 |
415 MPa |
205 MPa |
30% |
20% |
| P11 |
415 MPa |
205 MPa |
30% |
20% |
| P22 |
415 MPa |
205 MPa |
30% |
20% |
| P91 Tipo 1 / Tipo 2 |
585 MPa |
415 MPa |
20% |
Conforme especificado pelo requisito de espécime ASTM aplicável |
Perguntas Frequentes
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