Guia de materiais A335 P11: 1,25Cr-0,5Mo Química, resistência e uso em serviços quentes

O material por trás da designação A335 P11

ASTM A335 P11 é um tubo de liga de aço ferrítico sem costura produzido de acordo com a especificação ASTM A335/A335M, que rege tubos de liga de aço ferrítico sem costura para serviços em altas-temperaturas. No sistema ASME a mesma especificação é escrita SA-335 / SA-335M. O material é um aço de baixa liga com 1,25% de cromo e 0,5% de molibdênio, o que o coloca no ponto de entrada da família Cr-Mo: claramente acima do aço carbono simples em resistência à fluência, bem abaixo dos graus 2,25Cr-1Mo, como P22, e muito abaixo dos graus 9Cr.

A classe é fornecida em duas formas de produto. O A335 P11 cobre o formato de tubo sem costura usado para coletores, tubulações principais de vapor e linhas de processo, enquanto o A213 T11 cobre o formato de tubo sem costura usado para serviços de superaquecedores e trocadores de calor. O aço é o mesmo em ambos os casos; a forma do produto, as dimensões e as cláusulas de teste aplicáveis ​​são o que difere.

No sistema de padrões chinês, o material correspondente é o aço resistente ao calor-de baixa liga 15CrMo. Na EN 10216-2 o grau sem costura equivalente é 13CrMo4-5, número de material 1.7335.

Como cada elemento afeta o desempenho

Cada elemento na especificação tem uma função, e as faixas estreitas são definidas para manter o equilíbrio entre resistência, tenacidade e soldabilidade:

Elemento, %	Faixa	Função no aço
C	0.05-0.15	Aumenta a resistência para que o tubo mantenha a sua forma sob pressão; tampado para que a resistência não seja perdida
Si	0.50-1.00	Desoxidação mais contribuição de resistência, tenacidade e resistência à incrustação
Mn	0.30-0.60	Melhora o comportamento de trabalho a quente e a temperabilidade
P, máx.	0.025	Mantido baixo para evitar fragilidade pelo frio
S, máx.	0.025	Mantido baixo para evitar fragilidade a quente durante o trabalho a quente
Cr	1.00-1.50	Resistência à oxidação e corrosão em temperaturas elevadas
Mo	0.44-0.65	Resistência-a altas temperaturas e resistência à fluência

Esse projeto de composição é o que dá à classe seu equilíbrio prático: liga suficiente para resistir à incrustação e à fluência na extremidade inferior da faixa-de temperatura elevada, e pouca liga o suficiente para permanecer fácil de soldar, dobrar e tratar termicamente com equipamentos comuns de oficina.

Visão geral das propriedades mecânicas

Propriedade	Exigência
Força de rendimento, mín.	205 MPa
Resistência à tração, mín.	415 MPa
Resistência à tração, faixa típica	415-585 MPa

Dois pontos de comportamento são tão importantes quanto os próprios números. Primeiro, o tubo mantém uma boa tenacidade, por isso não fratura de maneira frágil sob impacto ou vibração. Em segundo lugar, retém propriedades mecânicas úteis enquanto quente, e uma resposta de fluência estável significa que mantém as suas dimensões em vez de se deformar lentamente sob pressão sustentada à temperatura.

Tratamento Térmico e Estrutura

O A335 P11 é entregue em uma de duas condições, e a condição deve ser registrada no certificado de teste:

Recozimento completo ou isotérmico, normalmente escolhido quando se planeja mais conformação a frio ou dobra.

Normalizando e temperando, com temperatura mínima de revenido de 650 C. Essa é a condição normalmente solicitada para serviços com-temperaturas elevadas porque a estrutura revenida é mais estável em operações a quente-de longo prazo.

Como o desempenho de fluência do tubo acabado depende da condição do-tratamento térmico, o certificado é o documento que deve ser comparado com a especificação de compra, não apenas com a análise química.

Aplicações em plantas de energia, petroquímicas e metalúrgicas

Usinas termelétricas:tubos de superfície de aquecimento de caldeiras, tubos de vapor e outras peças de pressão que transportam vapor de alta-temperatura e alta-pressão.

Plantas petroquímicas:reatores, trocadores de calor e tubulações de processo que operam a quente e sob pressão no refino e na produção química.

Plantas metalúrgicas:fornos-de alta temperatura e equipamentos de tratamento térmico que precisam de uma peça de pressão estável em temperatura.

Tubulação geral de alta-pressão:cabeçalhos, coletores e linhas de interconexão na faixa baixa de serviço de-temperatura elevada.

A lógica de seleção da nota é direta. Ele ocupa a faixa onde o aço carbono simples não oferece mais resistência à fluência adequada na temperatura do metal de projeto, mas onde um material de 2,25Cr ou 9Cr acrescentaria custo e complexidade de soldagem sem ser necessário.

Perguntas frequentes

P: Qual é o material do A335 P11?
É um aço de liga ferrítica sem costura 1,25Cr-0,5Mo para serviços em altas-temperaturas, correspondendo ao aço resistente ao calor de baixa liga 15CrMo no sistema de padrões chinês.

P: Qual padrão cobre o tubo A335 P11?
O tubo é produzido de acordo com ASTM A335/A335M, ou com a especificação ASME SA-335/SA-335M idêntica quando o código ASME se aplica.

P: Qual é o limite de escoamento mínimo do A335 P11?
A resistência ao escoamento mínima especificada é de 205 MPa, e a resistência à tração mínima é de 415 MPa, com valores comumente relatados entre 415 MPa e 585 MPa.

P: Como o A335 P11 é tratado termicamente?
Recozido total ou isotermicamente, ou normalizado e revenido com uma temperatura mínima de revenido de 650 C.

P: O A335 P11 é igual ao A213 T11?
A química é a mesma do aço 1,25Cr-0,5Mo. A335 P11 é a forma de tubo e A213 T11 é a forma de tubo, portanto, as tolerâncias e os requisitos de teste são diferentes.

P: Por que o A335 P11 é preferido aos teores mais elevados de Cr-Mo em algumas fábricas?
Seu menor teor de liga mantém a soldagem, a dobra e o tratamento térmico simples, por isso é a escolha econômica onde a temperatura de projeto ainda permite um aço 1,25Cr-0,5Mo.