SA 249不锈钢

ASME SA 249焊接奥氏体钢锅炉、过热器、热交换器和冷凝器管的标准规范。

化学性质

• 碳:n / a
• 锰:n / a
• 钾:n / a
• 硫:n / a
• 硅:n / a
• 镍:n / a
• 铬:n / a
• 钼:n / a

机械性能

• 抗拉强度:
  • ksi: n / a
  • MPa: n / a
• 产量:
  • ksi: n / a
  • MPa: n / a
• 伸长率2英寸。或50mm, min. %: n/a
• Max。洛氏硬度B: n/a

ASTM A249规范涵盖了由奥氏体钢制成的名义壁厚焊接管和重度冷加工焊接管。

更具体地说，ASTM A249规范适用于以下用途:

• 锅炉
• 过热器
• 热交换器
• 冷凝器管

材料完成后，应:

• 按要求的溶液温度和淬火方法热处理。
• 符合规定的拉伸和硬度性能，如抗拉强度、屈服强度、延伸率和洛氏硬度值。
• 进行拉力试验、压扁试验、法兰试验、反弯试验、硬度试验、水压或无损电气试验等力学试验。

生产质量ASTM A249和ASME SA 249压力管

生产质量ASTM A249和ASME SA249压力管需要的不仅仅是应用模具的产品。

它需要一个制造工艺和质量体系，不仅要提供优良的焊缝，还要通过适当的冷加工(锻造)和热处理(退火)工艺来调节焊缝，使其接近母材的结构和性能。只有这样，管具有适当的耐腐蚀性，温度稳定性，以及最苛刻的应用所需的机械性能。

只有熔焊工艺应用于生产高质量的不锈钢，双工和镍合金压力管，将用于苛刻或关键的应用。

过程:仔细观察

熔合过程产生熔化的金属水坑，浸湿了钢的两个边缘，并允许凝固形成一个单一的焊件。气体钨极电弧焊(GTAW)，通常被称为钨极惰性气体焊(TIG)，是最常用的工艺。等离子弧焊(PAW)也被使用，通常缩写为等离子焊。

另一种不太常见的工艺是激光束焊接(LBW)，它利用光能产生熔池并形成焊件。GTAW焊和等离子焊是常见的焊接方法中最宽容的，最容易产生优质的焊缝。

图1是激光焊接316L管的显微照片。管子没有锻造或退火。注意与母材相比，焊缝的铸态结构。

激光焊接产生的相对较小的焊接水坑使其难以实现稳健的制造过程。带钢成形工艺和焊缝配置必须非常精确，这通常需要带钢边缘的准备。

冷加工(锻造)焊缝面积是ASTM和ASME焊接压力管规范所要求的。该管必须在内部以及外部锻造，以达到正确的性能。

焊缝是具有树枝状组织的铸件，应再结晶成母材的等轴晶粒组织。

充分的冷加工和适当的退火是完成再结晶过程所必需的。退火通常在管轧机和氢气氛中完成，这减少了焊接的表面氧化膜和热着色。结果是一个溶液退火，再结晶的焊缝和一个干净的管，形成一个自然发生的被动表面氧化膜，一旦它离开退火器，并暴露在大气中的氧气。

脱机氢气氛光亮退火机可用于需要特殊退火循环的合金或规格。

图2显示显微照片的一个适当的焊接，锻造，和退火管部分。请注意，焊缝的晶体结构与母材的晶体结构非常接近。

质量控制

管材的质量控制检查和测试应该是广泛的，可以分为无损测试、机械测试或腐蚀测试。美国机械工程师协会(ASME)和美国材料试验协会(ASTM)压力管规格要求对生产的每一长度的油管进行静水压测试或无损电气测试。

无损和机械检测“，”在提交人所在的公司进行的无损涡流试验中，检查了管是否有缺陷，并在发现缺陷的地方用喷墨标记。可检测的缺陷可能根源于原材料问题，如层压或带材中的其他缺陷，或制造过程中的问题，如焊接渗透或完整性或锻造。所有磨机操作人员都应经过涡流无损检测技术ASNT SNTC1A一级或更高水平的培训和认证。

在工厂进行在线尺寸检查，以确保符合ASTM, ASME，公司或客户的要求，包括管外径(OD)的尺寸公差，壁厚和长度。使用的设备从卷尺到激光千分尺不等。

ASTM和ASME压力管规范要求在指定的间隔对随机管样进行破坏性测试——例如，每1500英尺(450米)一次——每个生产批次。这些必需的机械操作试验包括压扁(无缝管的耀斑试验)、法兰和反向弯曲试验(见图3)。这些测试是在纵向方向焊缝的样品上进行的。有责任心的供应商也可以在焊缝横向方向上进行这些测试，作为额外的保证。

此外，还需要进行室温拉伸和硬度试验，以评估管的材料性能，并确保符合压力容器的设计标准。

腐蚀测试。客户可能要求进行腐蚀测试，以评估晶间耐蚀性，发现使用中的敏化敏感性，测量相对于基材/母材的焊缝衰变特性，或确定特定环境中特定或一般腐蚀攻击的敏感性。

重要的是要记住，每种类型的腐蚀测试都是为了给出某种合金或合金家族对特定应用环境的适用性的指示，而特定的测试可能不适用于特定的合金或应用。因此，制造商和生产商在规定腐蚀测试要求时应谨慎。

例如，ASTM A249-S7焊接衰变测试被广泛认为是可靠的腐蚀测试，但实际上，测试中使用的酸只适用于不到1%的实际操作环境。其他测试，如ASTM A262实践A & E，可能更适用于测试一般腐蚀。

图4是在激光焊接304L管上进行的焊接衰变试验(ASTM A249-S7)的扫描电子显微镜图像。注意焊缝受到的攻击比母材少，导致焊缝衰变率为0.84。该比率是焊缝厚度变化量除以基材厚度变化量。在本例中，焊缝在测试过程中受到的冲击小于母材。

原材料规格是实现高质量焊接管的重要因素。带材的物理性质，以及它的化学性质，都被严格规定和控制，以确保高质量的管。例如，已知少量添加硫可以改善焊接性，但过量添加硫可能会损害产品的延展性和成形性。

总之，制造高质量的压力管要从指定的原材料开始。它还需要良好的熔合型焊缝，焊接区域的冷加工，热处理，当然，还有成型和精加工过程的紧密尺寸控制。最后但并非最不重要的是，测试方法必须是一流的，以确保高质量的产品。