Überblick über legierte Stahlrohre nach ASTM A335
Der Markt bietet legierte Stahlrohre nach ASTM A335 in Güten für hohe Temperaturen an. Sie kommen in verschiedenen Branchen zum Einsatz, etwa in der Energieversorgung, in Raffinerien und in der Petrochemie. Zu ihren wichtigsten Eigenschaften gehört, dass sie hohem Druck und extremen Temperaturbelastungen standhalten können. Deshalb werden diese Rohre unter rauen Bedingungen eingesetzt, die hohe Festigkeit und geringe Wärmeverluste erfordern. Es gibt Güten mit Verschleißbeständigkeit, höherer Abriebfestigkeit und Härte, die sich leichter schneiden lassen und eine längere Lebensdauer erwarten lassen, etwa P5, P9, P11, P22 und P91. Sie bieten gute Festigkeit, Wärmebeständigkeit, Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und Oxidation sowie gute Schweißeignung bei der Fertigung. Das erklärt, warum sie im Vergleich zu Molybdän-Schweißzusätzen unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen eingesetzt werden.“
Einführung in ASTM A335
ASTM A335 ist eine Norm für nahtlose ferritische legierte Stahlrohre, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet sind, etwa in Kraftwerken, Raffinerien und petrochemischen Anlagen. Die Rohre sind auf Langlebigkeit unter extremer Hitze und Druckbelastung ausgelegt. Dadurch eignen sie sich für Kessel, Überhitzer und Regeneratoren. Die Norm umfasst zahlreiche Güten mit unterschiedlicher Beständigkeit gegenüber bestimmten Einflussfaktoren. Daher ist die Leistungsfähigkeit dieser Rohre unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen hoch.Bedeutung nahtloser Rohre
Die Bedeutung nahtloser Rohre lässt sich kaum überschätzen: Sie bieten eine hohe Zugfestigkeit, Festigkeit und Stabilität, selbst bei erheblicher Hitze und hohem Druck. Da nahtlose Rohre ohne Schweißnaht gefertigt werden, entfallen typische Schwachstellen, die bei geschweißten Ausführungen auftreten können. Das ist besonders wichtig beim Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen. Diese Rohre kommen in Branchen zum Einsatz, in denen Sicherheit und Effizienz eine große Rolle spielen, beispielsweise in der Energieerzeugung, Petrochemie, Infrastruktur und im Bauwesen. Ebenso entscheidend sind die Wirtschaftlichkeit des Betriebs und die Instandhaltung. Bei extremen Betriebsbedingungen können starke Einwirkungen die Widerstandsfähigkeit von Systemen erheblich beanspruchen.
Wichtige Güten: P11, P22, P91
P11- P11 ist ein ferritischer legierter Stahl für hohe Temperaturen, der sich durch eine ausgezeichnete Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auszeichnet. Er ist eine verbreitete Stahlgüte für Energie-, Chemie- und andere Anlagen, in denen hoher Druck und hohe Temperaturen herrschen.
- Nahtlose Rohre und Förderrohre aus P22 sind für ihre Widerstandsfähigkeit und Dehnungsfähigkeit bekannt, die sie auch gegen Rissbildung beständig machen. Sie werden häufig bei hohen Temperaturen eingesetzt, etwa in Hochdruck-Dampfsystemen sowie in Kesseln und Wärmetauschern petrochemischer Anlagen.
- P91-Rohre werden eingesetzt, um Festigkeit und Wärmebeständigkeit in modernen Stromerzeugungssystemen sicherzustellen. Sie werden häufig für die Fertigung von Kesseln und modernen Dampfturbinen mit besonders hoher Leistung verwendet.
Chemische Zusammensetzung von Rohren nach ASTM A335
Chemische Eigenschaften von legiertem Stahl P11
| Element | C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo |
| Chemische Zusammensetzung | 0.05 – 0.15 | 0.30 – 0.60 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | 0.50 – 1.00 | 1.00 – 1.50 | 0.44 – 0.65 |
- Kohlenstoff (C): Der Anteil liegt üblicherweise zwischen 0,05 % und 0,15 %. Er trägt zu Härte und Festigkeit bei, ohne die Schweißeignung aufzuheben.
- Chrom (Cr): Der Anteil steigt auf bis zu 1,00 % – 1,50 %. Chrom trägt außerdem zur Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bei.
- Molybdän (Mo): Der Anteil liegt im Allgemeinen zwischen 0,44 % und 0,65 %. Molybdän verbessert die Festigkeit bei hohen Temperaturen und die Wärmebeständigkeit, da es die Schmelztemperatur der zusammenhängenden Zone und des Sinterverfahrens erhöht.
- Mangan (Mn): Der relativ hohe Anteil von 0.30. bis 0,60 % wirkt sich positiv auf Zugfestigkeit und Zähigkeit aus.
- Silizium (Si): Der Anteil ist in der Regel nicht besonders hoch und beträgt meist höchstens 0,50 %. Silizium verbessert die Oxidationsbeständigkeit und verleiht dem Werkstoff temperaturabhängige mechanische Eigenschaften.
Chemische Eigenschaften von legiertem Stahl P22
| Element | C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo |
| Chemische Zusammensetzung | 0.05 – 0.15 | 0.30 – 0.60 | ≤ 0.025 | ≤ 0.025 | ≤ 0.50 | 1.90 – 2.60 | 0.87 – 1.13 |
- Dichte: Die Dichte der Stahllegierung P22 beträgt etwa 7,85 g/cm3. Dadurch ist sie auch unter unterschiedlichen Bedingungen fest genug.
- Wärmeleitfähigkeit: Dieser Werkstoff weist eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 30,5 W/m-K auf, was die Wärmeübertragung bei hohen Temperaturen erleichtert.
- Schmelzpunkt: Diese Legierung schmilzt zwischen 1370 °C und 1400 °C. Dadurch eignet sie sich für Anwendungen bei höheren Temperaturen oder Anlagen, in denen Wärme übertragen werden muss.
- Zugfestigkeit: Der Werkstoff weist eine Zugfestigkeit von etwa 415 Megapascal auf. Dadurch wird sichergestellt, dass das Produkt oder Bauteil unter hoher Belastung nicht versagt.
- Wärmeausdehnungskoeffizient: Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt 11,0 µm/m° C. Dadurch dehnt sich der Werkstoff in verschiedenen Temperaturbereichen nicht übermäßig aus und zieht sich nicht übermäßig zusammen.
Chemische Eigenschaften von legiertem Stahl P91
| Element | C | Mn | P | S | Si | Cr | Mo | V | Nr. | N | Ni | Al |
| Chemische Zusammensetzung | 0.08-0.12 | 0.30-0.60 | ≤0.020 | ≤0.010 | 0.20-0.50 | 8.00-9.50 | 0.85-1.05 | 0.18-0.25 | 0.06-0.10 | 0.030-0.070 | ≤0.40 | ≤0.020 |
- Chrom (Cr): Die Legierung enthält Cr in einem Anteil von 8‰-9‰. Dies verbessert die Bildung einer schützenden Oxidschicht.
- Molybdän (Mo): Der Anteil beträgt 0.85‰ -1.25 Massenprozent. Eine weitere Zugabe wirkt sich nachteilig auf die Zunahme des Verhältnisses von Hochtemperaturbeständigkeit zu Ausdehnung in einem festgelegten Temperaturbereich aus.
- Vanadium (V): V liegt ebenfalls interstitiell vor und ist mit 0,18–0,25 % enthalten. Es erhöht die Festigkeit und verbessert die Biegefestigkeit.
- Kohlenstoff (C): Der Anteil beträgt 0.08‰-0.12‰ und sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Härte und Festigkeit.
- Stickstoff (N): Mit bis zu 0,03 % Stickstoff lässt sich die Kriechbeständigkeit weiter verbessern.
- Weitere Elemente: Mangan (Mn), Phosphor (P), Schwefel (S) und Silizium (Si) sind in geringeren Mengen enthalten und verbessern die Zerspanbarkeit sowie die Fertigungseigenschaften des Werkstoffs.
Mechanische Eigenschaften von Rohren aus P11, P22 und P91
Zugfestigkeit und Streckgrenze
Zugfestigkeit und Streckgrenze von Rohren aus P11, P22 und P91 unterscheiden sich je nach Zusammensetzung und Einsatz. Zum Beispiel: P11-Rohre:| Eigenschaft | Zugfestigkeit | Streckgrenze | Bruchdehnung | Härte | Betriebstemperaturbereich |
| Wert | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | ≤ 163 HB | -29°C ~ 593°C |
- Zugfestigkeit: Mindestens 415 MPa.
- Streckgrenze: Mindestens 205 MPa.
| Eigenschaft | Zugfestigkeit | Streckgrenze | Bruchdehnung | Härte | Betriebstemperaturbereich |
| Wert | ≥ 415 MPa | ≥ 205 MPa | ≥ 30% | ≤ 163 HB | -29°C ~ 649°C |
- Zugfestigkeit: Mindestens 415 MPa.
- Streckgrenze: Mindestens 205 MPa.
| Eigenschaft | Zugfestigkeit | Streckgrenze | Bruchdehnung | Härte | Betriebstemperaturbereich | Kerbschlagzähigkeit |
| Wert | ≥ 585 MPa | ≥ 415 MPa | ≥ 20% | ≤ 250 HB | -29°C ~ 650°C | ≥ 27 J (Raumtemperatur) |
- Zugfestigkeit: Mindestens 585 MPa.
- Streckgrenze: Mindestens 415 MPa.
Schlagfestigkeit
Die Schadensverträglichkeit von Legierungen ist bei Werkstoffen wie legierten Stahlrohren entscheidend, da solche Bauteile unterschiedlichen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind, darunter auch wechselnden und extremen Belastungen. Austenitischer Edelstahl hat sich dabei insbesondere in der Industrie als vorteilhafter Werkstoff erwiesen. Studierende, die ein stärkeres Umweltbewusstsein entwickelt haben, beschäftigen sich eingehender mit allgemeinen Maschinenbauteilen, als wären Eisen und Stahl für medizinische Anwendungen vorgesehen und mit unvermeidbaren Umweltverantwortlichkeiten verbunden. Einige Studierende wechseln in den Bauingenieurwesen-Bereich, um sich mit ästhetischen Werten zu befassen. Die meisten bleiben jedoch bei improvisierten Lösungen und folgen im Allgemeinen den gesellschaftlichen Wegen: Landwirtschaft, Bauwesen und Konstruktion usw.
Leistung bei hohen Temperaturen
Damit Rohre aus P11, P22 und P91 bei hohen Temperaturen zuverlässig funktionieren, müssen ihre mechanischen Eigenschaften auch bei erhöhter Temperatur erhalten bleiben. Diese Werkstoffe sind gezielt auf Festigkeit, Kriechbeständigkeit und Widerstand gegen Ausknicken der Wanddickenreihe ausgelegt. All dies ist für die Energie- und Chemieindustrie von entscheidender Bedeutung. Die Einhaltung von Richtlinien oder Spezifikationen wie ASTM A335 mindert das Risiko, das bei unsachgemäßer Verwendung dieser Werkstoffe mit der Zeit entsteht. Bei längerer Hitzeeinwirkung sorgen die Prüfung der Gefügeentwicklung sowie Verfahren wie Anlassen und Normalisieren für einen stabileren Werkstoffzustand und verlängern die Lebensdauer der Eigenschaften.
Häufige Anwendungen von Rohren nach ASTM A335
Einsatz in der Stromerzeugung
In der Stromerzeugung werden Werkstoffe benötigt, die fest sind, hohem Druck standhalten und gegen extreme Hitze beständig sind. Deshalb kommen diese Werkstoffe, darunter Rohre nach ASTM A335, häufig in Kesseln, Überhitzern und Wärmetauschern zum Einsatz. Entscheidend sind dabei Effizienz und Festigkeit der Werkstoffe beziehungsweise Konstruktionen. Ihre hohe Leistungsfähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit bei Temperaturschwankungen ermöglichen einen zuverlässigen Einsatz unter rauen Bedingungen, etwa in Dampfsystemen und Turbinenkomponenten.
Anwendungen in der petrochemischen Industrie
Rohre nach ASTM A335 werden in verschiedenen Bereichen der petrochemischen Industrie häufig eingesetzt. Grund dafür sind ihre hohen mechanischen Eigenschaften und ihre Fähigkeit, besonders anspruchsvollen Betriebsbedingungen standzuhalten. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:- Rohrleitungssysteme werden in Chemie- und Petrochemieanlagen zunehmend anstelle des Transports in Tankcontainern eingesetzt.
- Auslegung von Ableitungssystemen in der Nähe von Prozessanlagen, einschließlich Destillationskolonnen und katalytischen Crackern.
- Ausrüstung für Destillationskolonnen und katalytische Cracker, insbesondere Rohrleitungen, darunter Wärmetauscher und Prozessrohre für den Transport korrosiver und reaktiver Stoffe.
- Anwendungen in Gasaufbereitungsanlagen unter kryogenen Bedingungen und bei hohen Temperaturen erfordern typischerweise möglichst niedrige praktische Metalltemperaturen sowie erhöhte Temperaturen.
- Reaktoreinheiten, Kolonnen mit Füllkörpern und anderen Packungen, Rührwerke sowie Ausrüstung zur Inertisierung von Behältern und Kolonnen.
- Der Transport von Flüssigkeiten in engen Ringspalten wird durch vorhandene Staubquellen beeinträchtigt.
Bedeutung im Öl- und Gassektor
Hochentwickelte Werkstoffe spielen in der Öl- und Gasindustrie eine wichtige Rolle, da sie die Betriebseffizienz, Sicherheit und Langlebigkeit von Konstruktionen unter rauen Bedingungen unterstützen. Sie werden für den Bau von Rohrleitungen, Lagertanks und Verarbeitungsanlagen benötigt, die hohem Druck, hohen Temperaturen und korrosiven Medien ausgesetzt sind. Dadurch können regelmäßige Instandhaltungsarbeiten und Notfallreparaturen reduziert werden; zugleich steigt die Betriebssicherheit und die Kosten im Betrieb sinken. Branchen, die diese Technologie einsetzen, können Sicherheits-, Gesundheits- und Umweltfragen angehen, ohne zwangsläufig die Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen.
Vorteile von Rohren nach ASTM A335 P11, P22 und P91
Haltbarkeit und Lebensdauer
Rohre nach ASTM A335 P11, P22 und P91 zeichnen sich durch ihre hohe Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und hohem Druck aus. Diese Rohre werden aus Chrom-Molybdän-Stahl gefertigt, der ihre mechanischen Eigenschaften verbessert und ihre Einsatzdauer verlängert. Anspruchsvolle Umgebungsbedingungen beeinträchtigen den Stahl nicht wesentlich; dort kommen diese Werkstoffe in der Energieversorgung, Petrochemie und Raffinerie bei der Verarbeitung von Flüssigkeiten zum Einsatz. Dank dieser Eigenschaften müssen diese Katalysatorleitungen deutlich seltener ersetzt werden. Dadurch sinken die Betriebskosten und die langfristige Kosteneffizienz steigt.
Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und hohen Druck
- Eigenschaften bei Temperaturwechseln: Die Stahlgüten sind so ausgelegt, dass sie wechselnden Temperaturen standhalten, ohne ihre mechanischen Eigenschaften zu verlieren. Dadurch bieten sie auch dann ausreichende Leistung, wenn sie in industriellen Prozessen über längere Zeit rasch wechselnden Temperaturen ausgesetzt sind.
- Korrosionsverhalten: Chrom-Molybdän-Stahl wird vor allem bei hohen Temperaturen und erhöhtem Druck eingesetzt. Er oxidiert und korrodiert nicht so leicht und ermöglicht einen langlebigen Betrieb in salzhaltiger Umgebung.
- Streckgrenze: Die verstärkte Legierung hilft den Rohren, auch bei hohen Temperaturen Druck standzuhalten. Dadurch sinkt das Risiko einer Verformung oder eines Versagens während des Betriebs.
Kosteneffizienz und Leistungsfähigkeit
Rohre aus legiertem Chrom-Molybdän-Stahl sind angesichts ihrer langen Lebensdauer und des geringen Instandhaltungsbedarfs eine effiziente Investition. Ihr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht senkt den Bedarf an Ausgangsmaterialien, da dünnwandigere Rohre ohne Festigkeitsverlust gefertigt werden können. Dadurch wird weniger Stahl benötigt. Zudem bauen sie sich nicht so schnell ab, wie es beim Reinigen von Teilen mit Rost, getrocknetem Schlamm oder anderen Fremdstoffen häufig der Fall ist. Diese Vorteile erklären, warum sich viele Verantwortliche trotz der hohen Anschaffungskosten für Rohre aus legiertem Chrom-Molybdän-Stahl in Prozessanlagen entscheiden: Die Werkstoffe bieten eine bessere Leistung unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen.
Vergleich mit anderen legierten Stahlrohren
Unterschiede zwischen ASTM A335 und ASTM A213
Kurz gesagt umfasst ASTM A335 nahtlose ferritische legierte Stahlrohre für den Einsatz bei hohen Temperaturen und hohem Druck. ASTM A213 gilt dagegen für nahtlose ferritische und austenitische legierte Stahlrohre für Kessel, Überhitzer und Wärmetauscher. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zusammen:|
Parameter |
ASTM A335 |
ASTM A213 |
|---|---|---|
|
Form |
Rohr |
Förderrohr |
|
Werkstoff |
Ferritische Legierung |
Ferritisch/austenitisch |
|
Anwendungen |
Hohe Temperatur, hoher Druck |
Kessel, Wärmetauscher |
|
Temperaturbereich |
Hoch |
Hoch |
|
Korrosion |
Mäßig |
Hoch |
|
Wanddicke |
Nenn-/Mindestmaß |
Dünn |
|
Werkstoffgüten |
P1, P5, P91 |
T5, T9, T91 |
|
Verwendung |
Kraftwerke |
Wärmeübertragung |
Vergleich mit Edelstahlrohren
Beim Vergleich von Edelstahlrohren mit ferritisch/austenitischem Stahl sowie ferritischen Rohren zeigen sich mehrere Unterschiede: Korrosionsbeständigkeit- Im Vergleich zu Rohren aus ferritischen Legierungen können Edelstahlrohre Korrosion wirksamer entgegenwirken. Das liegt an ihrer Auslegung, die sie für den Einsatz unter rauen chemischen Bedingungen und in Meeresumgebungen geeignet macht.
- Edelstahlrohrleitungen halten hohen und niedrigen Temperaturen stand, während ferritische Legierungsrohrleitungen üblicherweise bei hohen Temperaturen betrieben werden.
- Edelstahlrohre zeichnen sich durch vergleichsweise hohe Chrom- und Nickelanteile aus. Dadurch erreichen sie eine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, die ferritische Legierungen nicht bieten.
- Die Anwendungsbereiche unterscheiden sich: Edelstahlrohre kommen häufig in der Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie zum Einsatz, während ferritische Rohre meist für Rohrleitungen bei hohen Temperaturen und hohen Spannungen vorgesehen sind, beispielsweise in Kraftwerken.
- Vor allem wegen der Materialkosten und der Qualität sind gewöhnliche Edelstahlrohre tendenziell teurer als ferritische und ferritisch/austenitische Stahlrohre.
- Edelstähle sind zwar fest und duktil, doch bei Rohren aus ferritischen Legierungen sind Festigkeit und Duktilität besonders wichtig, vor allem bei Anwendungen mit Zugbelastung.
- Bei der spanenden Bearbeitung oder beim Schweißen sind Edelstahlrohre aufgrund der niedrigen Temperatur schwierig zu handhaben. Ferritische Legierungsrohre lassen sich dagegen bei Anwendungen mit hohen Temperaturen leichter fertigen.
Analyse der Güten P5 und P9
Güte P5- Zusammensetzung: Rohre der Güte P5 bestehen hauptsächlich aus Chrom und Molybdän. Diese Elemente machen sie beständig gegenüber hohen Temperaturen und schützen sie wirksam vor Oxidation und Korrosion.
- Anwendungen: Sie werden häufig in der Öl- und Gasindustrie, Petrochemie, Metallbearbeitung und Stromerzeugung eingesetzt, insbesondere bei Hochdruckanwendungen.
- Wärmeverhalten: Ihre Eigenschaften verändern sich durch Hitze kaum. Sie eignen sich für den üblichen Einsatz in Systemen mit hohen Betriebstemperaturen.
- Mechanische Eigenschaften: Bei hohen Temperaturen bietet sie ausreichenden Widerstand gegen Ausdehnung und Kriechen.
- Schweißeignung: Aufgrund der zuvor erwähnten unterschiedlichen Zusammensetzung sind bestimmte Vorwärmtemperaturen und Wärmebehandlungen nach dem Schweißen erforderlich.
- Zusammensetzung: Wie bei P5 zählen Chrom, Molybdän und Stahl zu den wichtigsten Legierungsbestandteilen. Hier sind die Chrom- und Molybdängehalte höher, was die Beständigkeit gegen Korrosion und Oxidation verbessert.
- Anwendungen: Ideal für Anwendungen, die Beständigkeit in stark korrosiven Umgebungen erfordern, etwa bei sauren Bedingungen in Kesseln und alkalischen Bedingungen in Wärmetauschern von Anlagen.
- Wärmeverhalten: Im Vergleich zur Güte P5 bietet sie eine höhere Wärmefestigkeit und ist für extreme Betriebsbedingungen ausgelegt.
- Mechanische Eigenschaften: Zu den mechanischen Eigenschaften gehören die Beständigkeit gegenüber hohen Spannungen sowie Duktilität, Festigkeit und Verschleißbeständigkeit.
- Schweißeignung: Aufgrund des hohen Legierungsanteils weist sie weniger günstige Schweißeigenschaften auf. Beim Schweißen sind daher anspruchsvolle Fertigungstechniken erforderlich.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
F: Was versteht man unter Rohren nach ASTM A335 P11, P22 und P91?
A: Rohre nach ASTM A335 P11, P22 und P91 sind spezielle nahtlose ferritische legierte Stahlrohre für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Dank ihrer hohen Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Beständigkeit gegen Spannungskorrosion kommen sie häufig in der Energieversorgung und Petrochemie zum Einsatz.F: Wie wirken sich die Anteile von P91 bei Anwendungen mit höheren Temperaturen aus?
A: Güte P91 ist ebenfalls ein Legierungsstahlrohr für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Insbesondere enthält es höhere Chrom- und Molybdänanteile, die seine Eigenfestigkeit und Lebensdauer erhöhen, und eignet sich damit für Anlagen und andere Anwendungen, bei denen hohe Spannungen auftreten.F: Werden mehr Varianten der A-335-Legierungen als nahtlose Rohre hergestellt als in anderen Ausführungen?
A: Ein A 335-Hochtemperaturrohr ist zerstörungsfrei und hat keinen Radius, wodurch eine gleichmäßige und verbesserte Druck- und Temperaturbeständigkeit des Rohrsystems gewährleistet wird. Außerdem können A 335-Rohre nahtlos hergestellt werden; dabei werden sie ohne Verbindung einzelner Komponenten gefertigt, anders als geschweißte Rohre, die aufgrund von Spannungen leichter brechen können.F: Wissen Sie, warum nahtlose Legierungsstahlrohre aus P91 so stark nachgefragt werden?
A: Nahtlose Legierungsstahlrohre aus P91 werden häufig bei hohen Temperaturen eingesetzt, etwa in Kraftwerken, Raffinerien und der chemischen Prozessindustrie. Dank ihrer Zusammensetzung halten sie extremen Temperaturen stand, ohne ihre Form zu verlieren.F: Wie viele Installationsverfahren gibt es für Rohrwerkstoffe nach ASTM A335?
A: Um den Nutzen dieser Spezifikation zu beurteilen, ist es wichtig, sich mit den spezifischen Verfahren zur Anwendung der chemischen Anforderungen und mechanischen Eigenschaften fertiger nahtloser ferritischer Legierungsrohre für den Einsatz bei hohen Temperaturen vertraut zu machen.F: Können Rohre aus A335 P9 bei hohen Temperaturen eingesetzt werden?
A: Rohre aus A335 P9 können bei hohen Temperaturen eingesetzt werden und kommen häufig in der Energieerzeugung zum Einsatz. Ihre Beständigkeit gegen thermisches Kriechen ist in diesem Bereich ausreichend. Zudem lassen sie sich biegen und daher in unterschiedlichen Rohrleitungskonfigurationen verwenden.F: Welche Vorteile bietet Chrom-Molybdän-Rohr für industrielle Systeme?
A: Chrom-Molybdän-Legierungen und insbesondere Chrom-Molybdän-Rohre, also Rohre der Güten nach ASTM A335, weisen eine höhere Beständigkeit gegen Temperatur, Oxidation, Verschleiß und Korrosion auf. Diese Eigenschaften sind für Hochtemperaturkraftwerke und Prozessindustrien von großer Bedeutung.F: Welche Rohrleitungsformstücke passen auf Rohre nach ASTM A335?
A: Für Rohrleitungen nach ASTM A335 können diese Winkelstücke verwendet werden. Wer aber hat entschieden, sie aus Chrom-Molybdän-Legierungen wie 4150 CrMo-Stahl herzustellen? Verbindungsstücke befinden sich zwischen Rohren, wo sie den Durchfluss unterbrechen und eine Änderung des Rohrleitungsabschnitts ermöglichen.F: Welche Faktoren sind bei der Auswahl von Rohrabmessungen für Konstruktionen nach ASTM A335 zu berücksichtigen?
A: Die Größe der für Bauteile nach ASTM A335 verwendeten Rohre hängt von mehreren Parametern ab, darunter der erforderliche Durchfluss, der Betriebsdruck des Systems, die Temperatur und die Anwendung. Eine sorgfältige Auswahl der Abmessungen ist wichtig, um die Effizienz und den zweckmäßigen Einsatz von A335-Rohren insbesondere bei hohen Temperaturen zu gewährleisten.F: Wie wird der Mindestwert der Dicke für Rohre nach ASTM A335 angegeben?
A: Die zulässige Mindestwanddicke von Rohren nach ASTM a335 richtet sich nach den Druck- und Temperaturbedingungen im Betrieb sowie den Vorgaben der ASTM-Norm. Dadurch werden die Rohre vor mechanischen Schäden durch Betriebslasten geschützt.Quellenangaben
1. Untersuchung der Schäden und mechanischen Eigenschaften eines bei Dampfleitungen eingesetzten Hochtemperaturrohrs aus ASTM A335 P11 nach langer Einsatzdauer (Li et al., 2025)- Veröffentlichungsdatum: 24. April 2025
- Autoren: Xiaowei Li et al.
- Methodik: Diese Arbeit untersucht die Verbesserung der Schadensbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften von Rohrleitungswerkstoffen nach Einführung des Einsatzes von ASTM A335 P11. Im Abstract allein werden keine bestimmten Methoden beschrieben.
- Wichtigste Ergebnisse: Wie auch die Methoden werden die Ergebnisse nicht erörtert.
- Veröffentlicht: 2025
- Autoren: Emerson André Pinto Bento et al.
- Durchgeführte Studie: Diese Untersuchung befasste sich mit dem Einfluss verschiedener Temperaturen bei der Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) auf das mechanische Verhalten und die Mikrostruktur von Stahl nach ASTM A335 Gr P91. Tageslicht ist für seine mechanischen Eigenschaften bekannt; mechanische Prüfungen wurden bei Raumtemperatur und 600 °C durchgeführt und untersucht. Außerdem wurden zwei PWHT-Bedingungen kreativ verglichen. Darüber hinaus wurden mikrostrukturelle Veränderungen visuell analysiert.
- Wichtigste Ergebnisse: Die Mikrostruktur zeigte Trends, die durch verbliebenen Bainit sowie die Abgrenzung der Bereiche HAZ und EFZ gekennzeichnet waren. Die Zugfestigkeit in der Mitte nahm mit steigender Endtemperatur ab. Gleichzeitig zeigten Dehnung und Temperatur in den Bereichen Grundwerkstoff, HAZ und EFZ unterschiedliche Verläufe. Die Prüfungen der Schadensbeständigkeit zeigten Risswachstumsmuster und Veränderungen der Energieaufnahme in verschiedenen Zonen. Bei 600 °C nahm die Zähigkeit im Grundwerkstoff und in der HAZ ab; in der EFZ wurde dagegen eine Verbesserung festgestellt, was auf UD-Mechanismen unter den genannten Temperaturbedingungen hindeutet.
- Veröffentlichungsdatum: 31.01.2023
- Autoren: Aswin Aswin, Ahmad Hasnan
- Methodik:Zur Untersuchung des Problems verwendeten die Autoren die Software CAESAR II. Damit berechneten sie die Spannungen in einem Rohrleitungssystem aus Werkstoff ASTM A335-P11 bei einem Auslegungsdruck von fünfundsechzig bar und einer Temperatur von 480 Grad Celsius. Die Studie untersuchte und verglich den Einfluss verschiedener Rohrhalterungen auf die Spannungen im Rohrleitungssystem.
- Wichtigste Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigten, dass die Spannungswerte maßgeblich von der Art der Rohrhalterungen abhingen. Die höchste Spannung trat bei einer Belastung durch Ausdehnung auf. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass das ausgelegte Rohrleitungssystem eine höhere Sicherheitsmarge aufweist, da die höchste Spannung unter der zulässigen Spannung lag (93,6 % der zulässigen Spannung).
- Veröffentlichungsdatum: 13.12.2022
- Autoren: A. Bui et al.
- Methodik: Die vorliegende Studie untersucht Veränderungen der Leistungsfähigkeit von Überhitzerstahl der Güte P22 (ASTM A335) hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften bei einer konstanten Belastung von 9,68 MPa und verschiedenen Temperaturen im Bereich von 500–700 °C. Die Proben wurden insbesondere 24 Stunden, 48 Stunden und 72 Stunden zyklisch erhitzt. Die Ergebnisse wurden mithilfe von Zugversuchen und Aufnahmen mit einem Rasterelektronenmikroskop ausgewertet.
- Wichtigste Ergebnisse: Es wurde beobachtet, dass die mechanischen Eigenschaften des Stahls mit zunehmender Temperatur und Einsatzdauer abnahmen. Der Rückgang des Kohlenstoffgehalts im Bereich der Körner wurde durch Legierung und Diffusion verursacht und wiederum auf die Verringerung des Karbidvolumens zurückgeführt. Außerdem wurde den Karbiden eine Konzentration an den Korngrenzen und ihr Verbleib in Dreifachbereichen bei höheren Temperaturen und längerer Dauer zugeschrieben. Die meisten Körner und die Kristallgröße blieben nahezu unverändert; der Karbidgehalt war jedoch an den Phasengrenzen hoch und verringerte sich in drei Zyklen, wodurch die Zahl der Karbide in der Stahlmatrix sank und die mechanische Festigkeit abnahm.
- Veröffentlichungsdatum: 01.04.2020
- Autoren: A. Bui et al.
- Methodik: In dieser Studie wurden Veränderungen der mechanischen Eigenschaften von Stahl der Güte 11 (ASTM A335 P11) unter konstanter Belastung bei Raumtemperatur untersucht. Die Proben wurden über unterschiedliche Zeiträume (2160 und 4320 Stunden) verschiedenen Spannungen (6,45–9,68–12,9 MPa) ausgesetzt. Zur Untersuchung der Mikrostruktur wurden Zugversuche, optische Mikroskopie und SEM eingesetzt.
- Hauptergebnisse: Die Festigkeit stieg zunächst bei zunehmender Spannung (nach 2160 Stunden) an, nahm nach 4320 Stunden jedoch leicht ab. Die mikrostrukturellen Veränderungen (Volumenanteile von Ferrit und Perlit sowie Korngröße) waren nicht ausgeprägt. Der anfängliche Festigkeitsanstieg war auf Kaltverfestigung zurückzuführen; der anschließende Rückgang deutete auf den Beginn des Kriechens bei längerer Belastungsdauer hin. Das Ausbleiben deutlicher mikrostruktureller Veränderungen lässt darauf schließen, dass die Schädigung im praktischen Einsatz von der Temperatur abhängt.
