발전 산업은 매우 까다롭습니다. ASTM B514 Incoloy 800H Welded Pipe는 어떤 특정 고온-, 고압-압력 응용 분야에 맞게 특별히 설계되고 검증되었습니까?

1. 발전산업은 매우 까다롭습니다. ASTM B514 Incoloy 800H Welded Pipe는 어떤 특정 고온-, 고압-압력 응용 분야에 맞게 특별히 설계되고 검증되었습니까?

ASTM B514 Incoloy 800H(UNS N08810) 용접 파이프는 이음매 없는 파이프가 필요한 크기로 제공되지 않거나 경제적으로 불가능하지만 성능이 저하될 수 없는 발전 분야의 대구경, 고압-, 고온{5}}배관 시스템용으로 설계되었습니다. 그 설계와 검증은 첨단 화력 발전소의 "발전소 균형-(BOP) 시스템을 목표로 합니다.

주요 발전 애플리케이션:

주 증기 및 고온 재가열 배관: 초임계 및 초{0}}초임계(USC) 석탄- 화력 발전소에서 증기 온도는 593도(1100도 F)를 초과할 수 있고 압력은 24MPa(3500psi)를 초과할 수 있습니다. Incoloy 800H는 이 임계 온도 범위(593-760도 / 1100-1400도 F)에서 표준 페라이트 또는 오스테나이트 강철에 비해 우수한 크리프 강도와 내산화성을 제공합니다. B514 용접 파이프를 사용하면 이 과열 증기를 보일러에서 고압 터빈으로 보내는 대구경 헤더와 매니폴드를 제작할 수 있습니다.

복합화력발전소의 HRSG(Advanced Heat Recovery Steam Generator) 배관: 가스 터빈 복합화력발전소(GTCC)의 최신 HRSG는 효율성을 높이기 위해 점점 더 높은 온도에서 작동합니다. 고압 증발기 및 과열기 섹션, 특히 가스 터빈 배기구를 향한 첫 번째(가장 뜨거운) 열의 고압 증발기 및 과열기 섹션은 높은 금속 온도와 빈번한 사이클링(시동-업 및 종료-)으로 인한 열 피로를 견딜 수 있는 기능을 위해 Incoloy 800H 용접 파이프를 사용할 수 있습니다.

증기 바이패스 및 감온기 라인: 이러한 중요한 안전 및 제어 시스템은 주 증기 조건 또는 그 근처에서 증기를 처리하며 심각한 열 충격을 받습니다. Incoloy 800H의 고온 강도와 인성은{1}}이러한 까다로운 서비스에 적합합니다.

첨단 원자력 발전 시스템: 초임계 수냉식 원자로(SCWR) 또는 고온 가스{2}}냉각식 원자로(HTGR)와 같은 일부 4세대 원자로 설계에서 Incoloy 800H는 중성자 조사 하에서의 특성도 고려되는 중간 열 교환기 및 관련 배관용 후보 재료입니다.

용접(B514)과 이음매 없는 이유: 주 증기 라인에 필요한 대구경-직경 파이프(예: NPS 24 이상)의 경우 이음매 없는 제조가 불가능하거나 비용이 엄청나게 많이 듭니다. ASTM B514는 판이나 시트로 용접된 파이프를 생산하는 방법을 규정하며, 그런 다음 용체화 어닐링 및 냉간 가공(지정된 경우)을 거쳐 이음매 없는 제품에 가까운 특성을 얻습니다. 이는 대규모의 고에너지 배관 시스템을 위한 비용 효율적이고 기술적으로 건전한 솔루션을 제공합니다.

2. ASTM B514는 "용접, 비어닐링" 부식-저항성 니켈 합금 파이프에 대한 고유한 표준입니다. Incoloy 800H 파이프에 부과되는 중요한 기계적 특성 및 치수 요구 사항은 무엇이며 ASTM B407과 같은 이음매 없는 파이프 사양과 어떻게 다릅니까?

ASTM B514,용접되고 어닐링되지 않은 니켈 및 니켈{0}}합금 파이프의 표준 사양, 어닐링된 이음매 없는 파이프 또는 용접{0}}어닐링된 파이프의 사양과 분명히 다릅니다. 고강도 응용분야를 위한 -용접 냉간 가공 파이프-에 중점을 두고 있습니다.

Incoloy 800H에 대한 ASTM B514의 중요 요구 사항:

조건: 파이프는 "-용접된 상태"로 공급됩니다. 용접 및 모재는 최종 성형 및 용접 작업 후에 용체화 어닐링되지 않습니다. 이것이 주요 차별화 요소입니다.

냉간 가공 요건: 필요한 강도를 달성하기 위해 파이프는 용접 후 용접부와 모재의 냉간 압하(냉간 가공)를 거칩니다. 표준에서는 벽 두께의 10%에 대한 최소 냉간 감소를 지정합니다. 이러한 냉간 가공은 항복 강도와 인장 강도를 크게 증가시킵니다.

기계적 성질(B514당 Incoloy 800H의 경우):

인장 강도: 655MPa(95ksi) 이상

항복 강도(0.2% 오프셋): 310MPa(45ksi) 이상

이러한 값은 어닐링된 조건보다 실질적으로 높습니다(예: B407에서 어닐링된 800H 항복 강도는 일반적으로 ~207MPa/30ksi입니다). 용접된 -냉간 가공 상태의 높은 강도가 B514 파이프를 선택하는 주된 이유입니다.

원활한 사양 ASTM B407과의 비교:

Crucial Engineering Note: The high yield strength of B514 pipe is beneficial for handling, fabrication, and supporting the pipe during construction before it goes into hot service. Once in service at high temperature (e.g., >600도), 냉간 가공된 구조는{1}}열적으로 회복됩니다. 따라서 고온-크리프에 대한 설계는 B514 테스트 보고서의 실온 항복 강도가 아닌 어닐링된 재료 특성(예: ASME 섹션 II, SA-376의 파트 D 또는 이와 유사한 것)을 기반으로 해야 합니다.

3. 발전소 건설에서 종방향 용접 이음매는 품질 보증의 핵심입니다. ASTM B514는 Incoloy 800H 용접 파이프의 무결성을 보장하기 위해 어떤 특정 용접 형상, 공정 및 비파괴 검사(NDE) 요구사항을 요구합니까?

파이프가 고에너지 시스템에 사용된다는 점을 고려하면{0}}종방향 용접 이음새의 무결성이 가장 중요합니다. ASTM B514는 용접부터 검사까지 엄격한 제어를 시행합니다.

용접 형상 및 공정:

용접 공정: 세로 솔기는 일반적으로 일관성을 보장하는 자동 용접 공정을 사용하여 만들어집니다. 일반적인 프로세스는 다음과 같습니다.

루트 패스용 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)은 종종 다음과 같은 작업을 수행합니다.

충전 및 캡 통과를 위한 가스 금속 아크 용접(GMAW) 또는 서브머지드 아크 용접(SAW). SAW의 사용은 두꺼운-벽으로 둘러싸인 발전소 파이프에 일반적입니다.

용가재: 사양의 기계적 특성 요구 사항을 충족하는 용접 금속 생산에 적합한 구성이어야 합니다. Incoloy 800H의 경우 이는 일반적으로 일치하는 니켈{2}}크롬-철 필러(예: ERNiFeCr-1)입니다.

용접 보강: 표준에서는 용접 보강(내부 및 외부 모두)을 허용하지만 원활한 전환을 보장하고 NDE를 용이하게 하기 위해 높이를 제한합니다. 용접에는 균열, 융합 부족, 과도한 언더컷이 없어야 합니다.

ASTM B514에 따른 필수 비파괴 검사(NDE)-:

이 사양에서는 세로 용접 이음새에 대한 100% 비파괴 검사를 요구합니다. 허용되는 방법과 해당 순서는 엄격하게 정의됩니다.

방사선 사진 검사(RT): 이는 일차적이고 필수 검사 방법입니다.

표준: ASTM E94(방사선 사진 검사 지침) 및 ASTM E142(방사선 사진 테스트 품질 관리 방법)에 따라 수행됩니다.

허용 기준: 결함은 ASTM E390에 대해 평가됩니다.강철 융합 용접에 대한 참조 방사선 사진. 이 높은-무결성 애플리케이션의 경우 승인 수준은 일반적으로 매우 엄격합니다(예: 카테고리 B, 클래스 2 또는 구매자가 지정한 대로 더 엄격함).

보충 와전류 검사: B514에서는 방사선 촬영 외에도 와전류 방법으로 용접 영역을 검사하도록 요구합니다.

목적: 이는 주로 방사선 촬영으로 쉽게 해결되지 않을 수 있는 표면 및 표면 근처의{0}}결함(예: 균열 또는 이음새)을 감지하는 것입니다.

절차: 제조업체와 구매자가 합의한 세부 절차에 따라 수행됩니다.

대체/추가 NDE: 구매자는 다음과 같은 추가 요구 사항을 지정할 수 있습니다.

액체 침투 테스트(PT): ASTM E165에 따라 용접 캡과 루트에서 표면-파괴 결함을 찾습니다.

초음파 테스트(UT): ASTM E273(종방향 용접 파이프 및 튜브의 초음파 테스트 실습) 또는 ASTM E317(펄스- 에코 초음파 테스트 시스템의 성능 특성 평가 실습)에 따라 파이프 표면에 평행한 평면 결함(예: 융합 부족)을 더 잘 감지하도록 지정할 수 있습니다.

문서화: 방사선 사진 및 평가 보고서를 포함한 모든 NDE 결과 기록은 각 파이프 길이에 대한 재료 인증 패키지의 중요한 부분을 구성합니다.

4. 발전소의 고온 서비스의 경우 -냉간 성능은 어떻게 작동합니까?-용접된 ASTM B514 파이프는 서비스 중에 발전하며 시스템 설계, 지원 및 열 순환에 대한 필수 고려 사항은 무엇입니까?

서비스 중 냉간 가공된 Incoloy 800H의 야금학적 진화를 이해하는 것은 안전하고 신뢰할 수 있는 시스템 설계의 기본입니다. 그 동작은 정적이지 않습니다.

서비스 중 성능 진화:

Thermal Recovery and Recrystallization: When B514 pipe (in the cold-worked, as-welded condition) is placed into high-temperature service (>600도/1112도 F), 냉간 가공되고 변형된 미세 구조는-열역학적으로 불안정합니다.

재료는 시간이 지남에 따라 회복, 재결정화 및 입자 성장을 겪게 됩니다. 이 공정은 냉간 가공으로 인한 내부 응력을 완화하고 전위 밀도를 감소시킵니다.

결과: 실온- 항복 강도와 인장 강도가 감소하여 결국 용체화 어닐링된 재료의 특성에 가까워집니다.- 연성이 증가합니다.

설계에 대한 의미: 이러한 연화는 B514 테스트 보고서의 초기 높은 항복 강도가 장기-, 고온-온도 설계에 사용될 수 없음을 의미합니다. 설계 엔지니어는 ASME 보일러 및 압력 용기 코드, 섹션 II, 파트 D(예: 사양 SA-376 또는 이와 동등한 사양)에 나열된 어닐링된 Incoloy 800H에 대해 허용 가능한 응력 값(S{4}}값)을 사용해야 합니다. 이러한 S-값은 어닐링된 거친 입자 재료의 크리프-파단 및 인장 강도에서 파생됩니다.

필수 시스템 설계 및 운영 고려 사항:

지지대 설계: 파이프 지지대, 행거 및 앵커는 두 가지 단계를 고려하여 설계해야 합니다.

구조/저온 조건: 파이프는 높은 항복 강도를 가지며 처짐이 덜 나타날 수 있습니다.

뜨거운 작동 조건: 파이프가 부드러워졌습니다. 지지대는 더 낮은 어닐링 탄성 계수와 강도 특성을 지닌 파이프, 단열재 및 내용물의 무게를 지탱할 수 있도록 설계되어야 합니다. 적절한 스프링 행거는 변위를 관리하는 데 중요합니다.

열 순환 및 피로: ​​발전소, 특히 부하 추종 또는 복합-주기 의무에 사용되는 발전소는 빈번한 열 순환을 겪습니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

응력 완화: 온도 유지 기간 동안 제한된 시스템의 응력은 크리프 때문에 완화되어 지지대의 하중 분산에 영향을 미칠 수 있습니다.

열피로: 팽창/수축으로 인한 순환 응력을 주의 깊게 분석해야 합니다. 파이프의 최종 재결정된 입자 구조는 열 피로 수명에 영향을 미칩니다.

용접 절차 자격(WPQ): 모든 현장 용접(파이프 섹션을 연결하는 맞대기 용접)은 냉간 가공된 재료가 아닌 어닐링된 재료에 대해 자격을 갖춘 절차를 사용하여 수행되어야 합니다-. 절차에서는 용접 후 열처리 후 용접 및 HAZ가 어닐링된 모재와 동일한 특성을 달성함을 입증해야 합니다.

시스템 수압 테스트: 시스템 수압 테스트는 실온에서 수행됩니다. 테스트 압력은 저온, 허용 응력을 기준으로 합니다. B514 파이프의 높은 초기 항복 강도는 이 테스트 중에 편안한 안전 여유를 제공하지만 냉간 가공 재료로 만들어지지 않은 다른 시스템 구성 요소(플랜지, 밸브)에 과도한 응력이 가해지지 않도록 압력을 계속 제어해야 합니다-.

5. ASTM B514 Incoloy 800H 파이프에 대한 전체 재료 인증 및 마킹 요구 사항은 무엇이며, 이 문서는 발전소 건설을 위한 ASME 보일러 코드 요구 사항(예: SA-376)과 어떻게 통합됩니까?

규정-규제 발전소 건설의 경우 자재 추적성 및 인증이 법적으로 의무화되어 있습니다. ASTM B514는 제품 사양을 제공하고 ASME는 설계 및 구성 규칙을 제공합니다.

ASTM B514 인증 및 표시:

밀 테스트 인증서(MTC): 제조업체는 다음을 포함하는 인증서를 제공해야 합니다.

지정된 모든 원소에 대한 열(용융) 화학 분석.

완성된 파이프에 대해 필요한 모든 기계적 테스트(인장, 평탄화) 결과입니다.

적용된 최소 냉기 ​​감소에 대한 설명입니다.

결과 요약과 함께 표준(RT + 와전류)에 따라 용접을 검사했다는 설명입니다.

파이프 치수 및 길이.

사양 지정(ASTM B514, UNS N08810).

히트 번호 및 제조업체 식별 정보입니다.

영구 표시: 파이프의 각 길이에는 다음을 사용하여 스텐실 또는 스탬프를 찍어야 합니다.

제조업체의 이름 또는 상표입니다.

사양(B514).

등급(800H) 또는 UNS 번호(N08810).

히트 수.

크기(NPS 및 일정 또는 벽 두께).

이 표시를 통해 공급망 전체와 건설 현장에 대한 물리적 추적이 가능해졌습니다.

ASME 보일러 및 압력 용기 코드와 통합:

ASME 코드에 따라 건설된 발전소의 경우 ASTM 재료 사양은 일반적으로 ASME에서 "SA" 접두어를 사용하여 채택합니다.

ASME 사양: SA-376은 ASME 지정입니다.고온-중앙-역 서비스용 무봉제 오스테나이트 강관. SA-376은 주로 이음매 없는 파이프에 적용되지만 표 1에는 UNS N08810(800H)을 포함한 다양한 등급에 대한 기계적 및 화학적 요구 사항이 나열되어 있습니다. 결정적으로 SA-376은 어닐링된 상태에서 파이프를 덮습니다.

조정: ASTM B514(용접, 비어닐링, 냉간 가공)에 따라 제조된 파이프는 다음 조건을 충족하는 경우 ASME 코드 섹션 I 전력 보일러 시스템에 사용할 수 있습니다.

B514로 주문 및 인증되었습니다.

그 화학 성분은 UNS N08810에 대한 SA-376의 요구 사항을 충족합니다.

고온-허용 응력 값은 SA-376/800H에 대한 ASME 섹션 II, 파트 D(어닐링 특성)에서 가져옵니다.

모든 용접(밀 세로 솔기 및 필드 둘레 솔기 모두)은 ASME 섹션 IX에 따라 수행됩니다.

제작자/설치자는 SA-376/800H 특성을 요구하는 설계 사양에 대한 재료의 준수를 보여주는 문서를 제공합니다.

B514 파이프에 대한 공인 재료 테스트 보고서(CMTR)는 보일러 또는 압력 용기에 대한 데이터 보고서의 핵심 부분이 되며 모든 재료가 코드의 의도를 충족함을 입증합니다. 파이프에 표시를 하면 AI(공인 검사관)가 서류와 대조하여 재료를 확인할 수 있습니다. 이 통합 시스템은 B514 파이프와 같은 용접 제품도 최종 건설 시설의 이음매 없는 파이프와 동일한{4}}서비스 표준 적합성을 유지하도록 보장합니다.