Caratteristiche dei prodotti
Resistenza alle temperature ultra-elevate e allo scorrimento viscoso (vantaggi principali)
Il vantaggio principale di ASTM A335 P91 risiede nella sua resistenza ultra-alle alte-temperature e nella resistenza allo scorrimento viscoso. Grazie alla micro-lega con vanadio (V) e niobio (Nb), insieme a una microstruttura martensitica temperata, P91 mostra una resistenza alla rottura per creep alle alte-temperature significativamente superiore rispetto al P22 e agli acciai convenzionali al cromo-molibdeno nell'intervallo di temperatura di 550-650 gradi. In condizioni operative di 600 gradi, la sollecitazione consentita di P91 è circa 1,5-2 volte quella di P22 e la sua resistenza allo scorrimento è circa 3-5 volte quella di P22. Ciò gli consente di resistere efficacemente alla lenta deformazione plastica (creep) dei materiali ad alta temperatura e pressione, garantendo la sicurezza e l'affidabilità delle tubazioni durante il servizio ad alta-temperatura a lungo termine. Con una resistenza alla trazione minima di 585 MPa e una resistenza allo snervamento minima di 415 MPa, ben superiore a quella di P22 (maggiore o uguale a 415 MPa / maggiore o uguale a 205 MPa), P91 consente una riduzione dello spessore delle pareti di circa il 40-50%, riducendo significativamente il peso proprio della tubazione, lo stress termico e il costo complessivo.
Eccellente resistenza all'ossidazione alle alte-temperature
Il contenuto di cromo del 9% nella norma ASTM A335 P91 fornisce un'eccellente resistenza all'ossidazione alle alte-temperature. In ambienti con vapore ad alta-temperatura, P91 può formare uno strato di ossido di Cr₂O₃ denso e stabile, resistendo efficacemente all'ossidazione ad alta-temperatura e all'ossidazione del vapore. Il limite superiore della temperatura di ossidazione raggiunge i 593-620 gradi, che è significativamente migliore di P22 (inferiore o uguale a 565 gradi). Questa proprietà lo rende un materiale ideale per i tubi principali del vapore nelle centrali elettriche ultra-supercritiche (temperatura del vapore maggiore o uguale a 593 gradi).
Buona lavorabilità e formabilità
ASTM A335 P91 presenta buone proprietà di lavorazione a freddo e a caldo e può subire vari processi di formatura come piegatura a caldo, piegatura a freddo e forgiatura. È da notare che poiché P91 ha struttura martensitica, la sua tendenza ad incrudirsi è maggiore rispetto a quella degli acciai ferrite/perlite (es. P22). Pertanto, si raccomanda di includere fasi di ricottura intermedie adeguate durante i processi di formatura. La sua lavorabilità è paragonabile a quella del P22, consentendo la lavorazione utilizzando metodi di lavorazione convenzionali. Si consiglia di utilizzare utensili da taglio in metallo duro.
Rigorosi requisiti in termini di prestazioni di saldatura e trattamento termico post-saldatura
ASTM A335 P91 presenta una buona saldabilità. Tuttavia, a causa della sua microstruttura martensitica e dell'elevato contenuto di cromo (9%), ha una forte tendenza a indurirsi nella zona termicamente-interessata (HAZ) della saldatura, imponendo requisiti estremamente severi sui processi di saldatura e sul trattamento termico post-saldatura (PWHT). Si consiglia che la temperatura di preriscaldamento prima della saldatura sia di 200-300 gradi. Dopo la saldatura, il PWHT deve essere eseguito riscaldando a 730-780 gradi, mantenendo la temperatura e quindi raffreddando lentamente per eliminare le tensioni residue di saldatura, ammorbidire la zona interessata dal calore e garantire la tenacità e la resistenza alle crepe del giunto saldato. I requisiti del processo di saldatura per P91 sono più rigorosi di quelli per P22 e si raccomanda che l'operazione venga eseguita da saldatori esperti.
Eccellente stabilità organizzativa e affidabilità del servizio-a lungo termine
ASTM A335 P91 mostra una buona stabilità organizzativa durante il servizio a lungo-termine a temperature inferiori o uguali a 593 gradi. La sua composizione al 9% Cr-1% Mo-V-Nb migliora efficacemente la resistenza al creep alle alte-temperature e la resistenza all'ossidazione del materiale. La microstruttura della martensite temperata garantisce il mantenimento della stabilità organizzativa e delle proprietà meccaniche durante un servizio prolungato ad alta-temperatura. Dopo il trattamento termico di normalizzazione e rinvenimento (N+T), P91 ottiene una struttura martensite temperata uniforme e fine, garantendo stabilità organizzativa e affidabilità in condizioni di servizio ad alta temperatura.
Specifiche tecniche
Composizione chimica (ASTM A335 / ASME SA335)
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Elemento |
Requisiti standard |
Nota |
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C |
0.08 - 0.12% |
Bilanciare forza e resilienza |
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Mn |
0.30 - 0.60% |
Rafforzamento della soluzione solida, miglioramento della resistenza |
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P |
Inferiore o uguale allo 0,020% |
Elementi nocivi, rigorosamente controllati |
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S |
Inferiore o uguale allo 0,010% |
Elementi nocivi, rigorosamente controllati |
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Sì |
0.20 - 0.50% |
Disossidante, migliora la resistenza all'ossidazione-alle alte temperature |
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Cr |
8.00 - 9.50% |
Elementi principali che forniscono un'eccellente-resistenza all'ossidazione e alla corrosione alle alte temperature |
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Mo |
0.85 - 1.05% |
Elementi principali per migliorare-la resistenza alla frattura da scorrimento termico ad alta temperatura |
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V |
0.18 - 0.25% |
Gli elementi di microlega, rafforzati dalle precipitazioni, migliorano significativamente la resistenza allo scorrimento viscoso alle alte-temperature |
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N.B |
0.06 - 0.10% |
Gli elementi di microlega, l'affinamento del grano, migliorano-la resistenza alle alte temperature e la tenacità |
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N |
0.03 - 0.07% |
Rafforzamento della soluzione solida per migliorare la resistenza alle alte-temperature |
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Al |
Inferiore o uguale allo 0,02% |
Controllo rigoroso per garantire la purezza |
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Fe |
Quantità rimanente (≈ 89%) |
Elemento matrice |
Proprietà fisiche
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Prestazione |
Valore/intervallo numerico |
Condizioni di prova |
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Densità |
≈ 7,75 g/cm³ |
Temperatura ambiente (20 gradi) |
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Punto di fusione |
≈ 1360-1400 gradi |
- |
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Resistenza elettrica |
≈ 0.45 μΩ·m |
Temperatura ambiente |
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Conducibilità termica |
≈ 32 W/(m·K) |
Temperatura ambiente |
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Coefficiente di dilatazione termica (20-100 gradi) |
≈ 11.0 × 10⁻⁶ /K |
- |
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Modulo elastico (modulo di Young) |
≈ 195 GPa |
Temperatura ambiente |
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Rapporto di Poisson |
≈ 0.28 |
Temperatura ambiente |
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Magnetismo |
Ferromagnetico |
Struttura martensitica, che è magnetica |
Proprietà meccaniche (normalizzato + temperato, valori tipici, ASTM A335)
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Prestazione |
Valore tipico |
Standard di attuazione |
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Resistenza alla trazione |
Maggiore o uguale a 585 MPa |
ASTM A335 |
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Limite di snervamento (compensazione dello 0,2%) |
Maggiore o uguale a 415 MPa |
ASTM A335 |
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Allungamento (lunghezza calibro 2 pollici/50 mm) |
Maggiore o uguale al 20% |
ASTM A335 |
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Durezza |
Inferiore o uguale a 250 HB (valore tipico) |
- |
Note: The strength level of P91 is significantly higher than that of P22 (≥415 MPa / ≥205 MPa). Its core advantages lie in the ultra-high high-temperature strength and creep resistance brought about by V-Nb micro-alloying and tempered martensite microstructure, which can achieve a wall thickness reduction of approximately 40-50%. For higher temperature grades (>620 gradi), si consiglia di selezionare P92.
Prestazioni ad alta-temperatura
ASTM A335 P91 mantiene un elevato livello di resistenza a temperature elevate ed è adatto per condizioni di servizio a lungo termine-ad alta-temperatura fino a Inferiore o uguale a 593 gradi:
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Temperatura |
Resistenza alla trazione (MPa, circa) |
Tasso di mantenimento delle prestazioni |
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Temperatura ambiente (20 gradi) |
Maggiore o uguale a 585 |
100% |
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400 gradi |
≈ 520 |
Maggiore o uguale all'89% |
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500 gradi |
≈ 480 |
Maggiore o uguale all'82% |
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593 gradi |
≈ 400 |
Maggiore o uguale al 68% |
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620 gradi |
≈ 350 |
Maggiore o uguale al 60% |
Stabilità termica e stabilità microstrutturale a lungo-termine
ASTM A335 P91 mostra una buona stabilità microstrutturale durante il servizio a lungo-termine a temperature inferiori o uguali a 593 gradi. La microlega V-Nb e la microstruttura della martensite rinvenuta migliorano efficacemente la resistenza allo scorrimento viscoso alle alte-temperature e la resistenza all'ossidazione. Tuttavia, la stabilità microstrutturale diminuisce e la resistenza allo scorrimento diminuisce in modo significativo se utilizzato a lungo-termine sopra i 620 gradi; pertanto, non è consigliato per il servizio a lungo-termine superiore a 620 gradi. Per gradi a temperature più elevate, si consiglia P92.
Sistema di trattamento termico
Le prestazioni finali di ASTM A335 P91 dipendono fortemente dal regime di trattamento termico, con specifiche comuni come segue:
1. Trattamento normalizzante (normalizzante)
Riscaldare a 1040-1065 gradi, mantenere per un tempo sufficiente (circa 1 ora per pollice di spessore della parete), quindi raffreddare all'aria o con ventola. Ciò si traduce in una struttura martensitica uniforme e fine, che la prepara al successivo rinvenimento.
2. Trattamento di rinvenimento(Tempra)
Riscaldare a 730-780 gradi, mantenere per un tempo sufficiente, quindi raffreddare all'aria. Ciò elimina le tensioni indotte dalla normalizzazione, ottiene la microstruttura della martensite rinvenuta, ottimizza la tenacità e la plasticità e raggiunge le proprietà di servizio finali.
3. Ricottura completa (opzionale)
Riscaldare a 850-900 gradi, mantenere la temperatura, quindi raffreddare in forno fino a circa 650 gradi, seguito dal raffreddamento ad aria a temperatura ambiente. Viene utilizzato per eliminare le sollecitazioni dovute alla lavorazione a freddo o migliorare la formabilità durante la lavorazione a freddo.
Attenzione:
La temperatura del trattamento termico di P91 (normalizzazione 1040-1065 gradi) è molto superiore a quella di P22 (900-960 gradi) e deve essere rigorosamente controllata.
Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) deve essere eseguito dopo la saldatura. Implica il riscaldamento a 730-780 gradi, il mantenimento della temperatura e quindi il raffreddamento lento per eliminare le tensioni residue della saldatura e ammorbidire la zona interessata dal calore.
I requisiti del processo di saldatura per P91 sono più severi di quelli per P22. Si consiglia di controllare rigorosamente l'apporto termico di saldatura e la temperatura di preriscaldamento (200-300 gradi).
La temperatura e il tempo del trattamento termico devono essere rigorosamente controllati per evitare l'ingrossamento del grano o fluttuazioni delle prestazioni.
Supporti applicabili
Vapore ad alta-temperatura
Condotte principali del vapore di centrali elettriche ultra-supercritiche/supercritiche (inferiori o uguali a 593 gradi), collettori di caldaie, tubi del surriscaldatore, tubi del postriscaldatore
Gas di processo ad alta-temperatura e alta-pressione
Condotte ad alta-temperatura e alta-pressione per apparecchiature chimiche come la sintesi dell'ammoniaca, la produzione di metanolo e fertilizzanti chimici
Centrale nucleare
Tubi per scambiatori di calore per isole nucleari, tubi per generatori di vapore
Acqua calda
Rete di riscaldamento, impianto di riscaldamento
Olio diatermico e vettori termici
Condotte per sistemi di scambio termico chimico
Nota: ASTM A335 P91 non è adatto per mezzi fortemente corrosivi come acidi ossidanti forti e cloruri ad alta-temperatura e ad alta-concentrazione. Il suo limite superiore per la resistenza all'ossidazione è di circa 593-620 gradi; P92 è consigliato quando questa temperatura viene superata. P91 ha requisiti elevati per i processi di saldatura e si consiglia di farlo utilizzare da saldatori esperti.
ASTM A335 P91 è adatto per condizioni di temperatura ultra-alta e alta-pressione comprese tra 550 e 593 gradi. È uno dei materiali preferiti per le centrali elettriche ultra-supercritiche e i progetti di energia nucleare, consigliato per l'uso nelle seguenti aree:
Campi di applicazione
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Generazione di energia da combustibili fossili (applicazione principale)
● Tubazioni principali del vapore per centrali elettriche ultra-supercritiche/supercritiche (inferiore o uguale a 593 gradi)
● Corpo della caldaia, corpo del surriscaldatore
● Tubi del riscaldatore ad alta-temperatura, tubi del surriscaldatore ad alta-temperatura
● Sistema di tubazioni del vapore ad alta-temperatura -
Generazione di energia nucleare (applicazione principale)
● Tubi per scambiatori di calore di centrali nucleari
● Tubazioni del generatore di vapore dell'isola nucleare
● Condotte di processo ad alta-temperatura e alta-pressione nelle centrali nucleari -
Petrolchimico
● Condotte ad alta-temperatura e alta-pressione per unità di idrotrattamento/idrocracking nelle raffinerie
● Tubazioni di processo dell'unità di reforming catalitico
● Condotte ad alta-temperatura nelle unità di cracking dell'etilene -
Industria chimica e dei fertilizzanti
● Tubazioni di processo ad alta-temperatura per impianti di sintesi dell'ammoniaca
● Gasdotti di riformato dell'impianto di metanolo
● Tubazioni ad alta-temperatura e alta-pressione nelle fabbriche di fertilizzanti -
Raccordi per tubi ad alta-temperatura e alta-pressione
● Gomiti, raccordi a T e riduttori per alte-temperature
● Raccordi per tubi forgiati, flange
Consegna e personalizzazione
Offriamo soluzioni di catena di fornitura flessibili e affidabili per assicurarvi di ricevere tubi in acciaio legato ASTM A335 P91 che soddisfano perfettamente i requisiti del vostro progetto.
Forme materiali personalizzabili
Supportiamo la produzione di varie forme base e speciali secondo disegni o specifiche.
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Modulo |
 Tubo in acciaio senza saldatura
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 Tubo a pareti spesse-di grande diametro-
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 Tubo in acciaio legato
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Gamma convenzionale |
Diametro esterno: 10.3 - 1067 mm; Spessore della parete: 1 - 150 mm |
Diametro esterno: 219 - 1067 mm; Spessore della parete: 20 - 150 mm |
Diametro esterno: 10.3 - 610 mm; Spessore della parete: 1 - 50 mm |
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Capacità di personalizzazione |
Tubi senza saldatura-laminati a caldo/trafilati a freddo-, taglio a lunghezza fissa-, lavorazione smussata, filettature delle estremità dei tubi, condizioni speciali di trattamento termico (normalizzazione + rinvenimento/ricottura) |
Espansione a caldo, taglio a-lunghezza fissa, lavorazione a smusso, condizioni speciali di trattamento termico |
Tubi di precisione-trafilati a freddo, taglio-a lunghezza fissa, trattamento superficiale speciale |
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Domande frequenti
D: Quali sono i principali vantaggi di ASTM A335 P91?
D: Qual è la differenza tra ASTM A335 P91 e P22? Come scegliere tra loro?
D: Quali sono le differenze tra ASTM A335 P91 e P92? Come scegliere tra loro?
D: Qual è la temperatura massima di servizio per ASTM A335 P91?
D: Quali sono le prestazioni di saldatura di ASTM A335 P91?
D: Qual è la resistenza alla corrosione di ASTM A335 P91?
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