فهم أنابيب الفولاذ السبائكي الملحومة وفقًا لمعيار ASTM A213

تُستخدم أنابيب وأنابيب الفولاذ السبائكي غير الملحومة، وخاصةً معيار ASTM A213، على نطاق واسع في الغلايات، والمبادلات الحرارية، وأجهزة الضغط العالي، وأجهزة التسخين الفائق، وأجهزة إعادة التسخين. بفضل صلابة أنابيب الفولاذ السبائكي غير الملحومة وخواصها الميكانيكية، فهي مناسبة لظروف درجات الحرارة والضغط العاليين. معيار ASTM A213 هو أنابيب الفولاذ السبائكي غير الملحومة من الحديد والأوستنيت، والمراجل، وأجهزة التسخين الفائق، والمبادلات الحرارية.

إلى جانب أنابيب الفولاذ السبائكي، يشمل معيار ASTM A213 أيضًا أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي تُستخدم أيضًا على نطاق واسع في الغلايات، والمبادلات الحرارية، والمكثفات.

ما هو معيار ASTM A213؟
ASTM A213 هو معيار صادر عن الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) لتنظيم متطلبات تصنيع وفحص أنابيب التدفئة السطحية، والوصلات، وأنابيب البخار في غلايات الضغط المنخفض والمتوسط (لا يتجاوز ضغط العمل عادةً 5.88 ميجا باسكال، ودرجة حرارة العمل أقل من 450 درجة مئوية). يشمل هذا المعيار بعض أنواع الفولاذ، مثل TP304H، وTP309H، وTP309HCb، وTP310H، وTP310HCb، وTP310IICbN، وTP316H، وTP321H، وTP347H، وTP347HFG (حبيبات دقيقة)، وTP348H، وهي مُحسّنة خصيصًا للاستخدام في درجات الحرارة العالية.

بالإضافة إلى ذلك، يحدد معيار ASTMA213 أيضًا حجم ونطاق سمك الأنبوب ومتطلبات الخواص الميكانيكية. ينطبق هذا المعيار على الأنابيب المستخدمة في أنابيب التدفئة السطحية، والوصلات، وأنابيب البخار في غلايات الضغط المنخفض والمتوسط.

الدرجات الشائعة وفقًا لمعيار ASTM A213

تشمل الدرجات الأكثر استخدامًا والمُنتجة وفقًا لمعيار ASTM A213 ما يلي:

Grade	Chemical Composition (%)	Mechanical Properties	Key Applications
T11	Cr 1.0-1.5, Mo 0.44-0.65	Tensile ≥415 MPa, Yield ≥170 MPa	Boiler superheaters, high-temperature piping
T22	Cr 1.9-2.6, Mo 0.87-1.13	Tensile ≥415 MPa, Yield ≥205 MPa	Subcritical steam pipelines
T91	Cr 8.0-9.5, Mo 0.85-1.05	Tensile ≥585 MPa, Yield ≥415 MPa	Supercritical boilers, nuclear reactor components

لكل درجة خصائص كيميائية وميكانيكية محددة تناسب مستويات متفاوتة من مقاومة الحرارة، وتحمل الضغط، ومقاومة التآكل.

عمليات التصنيع
معالجة المواد الخام: إعادة الصهر الكهربائي للخبث (ESR) أو نزع الكربون بالأكسجين بالتفريغ (VOD) لضمان محتوى ≤0.025% من الكبريت والفوسفور.

طرق التشكيل:
الدرفلة الساخنة: الأقطار الخارجية 21.3-635 مم، سمك الجدار 2-30 مم.

السحب البارد: دقة ±0.1 مم، خشونة السطح Ra ≤3.2 ميكرومتر.
المعالجة الحرارية: التلدين بالمحلول (١٠٥٠-١١٥٠ درجة مئوية) لتعزيز مقاومة الزحف والاستقرار البُعدي.

مجال تطبيق أنابيب الفولاذ السبائكي الملحومة ASTM A213.

صناعة الطاقة: أنابيب التسخين الفائق للوحدات فوق الحرجة/فائقة الحرج (مثل TP347HFG)، المقاومة لظروف قاسية تصل إلى ٦٠٠ درجة مئوية/٢٥ ميجا باسكال.

مجال البتروكيماويات: أنابيب مقاومة للتآكل بالكبريت في وحدات التكسير الحفزي، بعمر خدمة أطول من أنابيب الفولاذ العادية بثلاث إلى خمس مرات.

هندسة حماية البيئة: أنابيب عادم محارق النفايات، مقاومة للتآكل في بيئات تحتوي على Cl⁻ وSO₂.

معدات الطاقة النووية: أنابيب تبريد المفاعلات النووية، مطابقة لمعايير RCC-M.

التركيب الكيميائي لأنابيب الفولاذ السبائكي الملحومة ASTM A213.

Grade	C	Mn	P	S	Si	Cr	Mo	V	N	Ni	Al	Nb	W
T2	0.10-0.20	0.30-0.61	0.025 max	0.025 max	0.10-0.30	0.50-0.81	0.44-0.65
T5	0.15 max	0.30-0.60	0.025 max	0.025 max	0.50 max	4.00-6.00	0.45-0.65
T9	0.15 max	0.30-0.60	0.025 max	0.025 max	0.25-1.00	8.0-10.0	0.90-1.10
T11	0.15 max	0.30-0.60	0.025 max	0.025 max	0.50-1.00	1.00-1.50	0.44-0.65
T12	0.15 max	0.30-0.60	0.025 max	0.025 max	0.50-1.00	1.00-1.50	0.44-0.65
T22	0.05-0.15	0.30-0.60	0.025 max	0.025 max	0.50 max	1.90-2.60	0.87-1.13
T91	0.08-0.12	0.30-0.60	0.020 max	0.010 max	0.20-0.50	8.00-9.50	0.85-1.05	0.18-0.25	0.03-0.07	0.40 max	0.04 max	0.06-0.10
T92	0.07-0.13	0.30-0.60	0.020 max	0.010 max	0.50 max	8.50-9.50	0.30-0.60	.015-0.25	0.03-0.07	0.40 max	0.04 max	0.04-0.09	1.50-2.00

Mechanical Property of ASTM A213 Seamless Alloy Steel Pipes

Grade	Tensile Strength, Mpa	Yield Strength, Mpa	Elongation, %	Hardness, HB
T2	415 min	205 min	30 min	163 max
T5	415 min	205 min	30 min	163 max
T9	415 min	205 min	30 min	179 max
T11	415 min	205 min	30 min	179 max
T12	415 min	205 min	30 min	179 max
T22	415 min	205 min	30 min	163 max
T91	585 min	415 min	20 min	250 max
T92	585 min	415 min	20 min	250 max