ASTM A213 T22 Staal: chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, warmtebehandeling en toepassingen

1. Wat is T22-staal?

T22is een laag-gelegeerd chroom-molybdeenstaal dat valt onder ASTM A213/A213M - de specificatie voor naadloze ferritische legering-stalen ketel-, oververhittings- en warmtewisselaarbuizen-. De begeleidende leidingstandaard ASTM A335/A335M dekt dezelfde kwaliteit alsP22voor naadloze buizen.

De nominale samenstelling is 2,25% chroom en 1% molybdeen, daarom staat het algemeen bekend als2,25Cr–1Mo staal. De UNS-aanduiding isK21590.

T22 wordt doorgaans geselecteerd wanneer koolstofstaal niet bestand is tegen hogere temperaturen boven de 450-500 graden, maar waar upgraden naar duur 9Cr-gelegeerd staal of austenitisch roestvast staal niet nodig is. Het wordt veel gebruikt in ketelbuizen van elektriciteitscentrales, raffinaderijen en petrochemische apparatuur waar hoge temperaturen en druk worden gecombineerd.

Ontvang concurrerende prijzen, technische ondersteuning en volledige kwaliteitsdocumenten voor uw project.

 

2. Chemische samenstelling (ASTM A213 T22)

Element	Bereik / limiet (%)	Rol
Koolstof (C)	0.05 – 0.15	Brengt lasbaarheid en sterkte bij hoge- temperaturen in evenwicht; te veel koolstof versnelt de sferoïdisatie van carbiden.
Chroom (Cr)	1.90 – 2.60	Vormt een beschermende oxidefilm; is bestand tegen stoomoxidatie en zwavelaantasting.
Molybdeen (Mo)	0.87 – 1.13	De belangrijkste vaste-oplossingsversterker - geeft T22 zijn kruipweerstand en houdt de structuur stabiel tijdens langdurig gebruik.
Mangaan (Mn)	0.30 – 0.60	Deoxidatiemiddel; regelt de hardbaarheid en de warme verwerkbaarheid.
Silicium (Si), max	0.50	Deoxidatiemiddel.
Fosfor (P), max	0.025	Onzuiverheid - houd het laag.
Zwavel (S), max	0.025	Onzuiverheid - houd het laag.

 

3. Mechanische eigenschappen

Eigendom	Minimale vereiste
Treksterkte Rm	415 MPa (60 ksi)
Vloeisterkte Re (0,2% offset)	205 MPa (30 ksi)
Verlenging A (longitudinaal)	30%
Hardheid (max)	163 HB / 85 HRB

Deze waarden vertegenwoordigen de minimumvereisten gespecificeerd door ASTM A213. Bij de daadwerkelijke productie bereiken T22-buizen doorgaans treksterktes van ongeveer 470–580 MPa, wat extra ontwerpmarge oplevert voor toepassingen die zijn ontworpen volgens ASME B31.1 of EN 12952-2.

 

4. Prestaties bij hoge- temperaturen

4.1 Kruipweerstand

Het molybdeengehalte van ongeveer 1% geeft T22 zijn uitstekende kruipsterkte. Bij metaaltemperaturen tussen 500 en 580 graden vertoont T22 een aanzienlijk betere kruipweerstand dan koolstofstaal en behoudt het de microstructurele stabiliteit tijdens langdurig gebruik.

Volgens de toegestane spanningscriteria van ASME B31.1 is T22 geschikt voor drukontwerptoepassingen tot ongeveer593 graden (1100 graden F). Voor hogere temperaturen wordt doorgaans de voorkeur gegeven aan materialen zoals T91, T92 of austenitisch roestvast staal.

 

4.2 Oxidatieweerstand

Het chroomgehalte vormt een stabiele oxidehuid, die redelijke weerstand biedt tegen stoomoxidatie en zwavelaantasting onder ongeveer 600-650 graden. Voor continu gebruik boven 600 graden kunnen hogere chroomlegeringen of beschermende coatings vereist zijn.

 

4.3 Temperamentverbrossing

Net als andere 2,25Cr–1Mo-staalsoorten kan T22 na langdurige blootstelling binnen het temperatuurbereik van 350–575 graden last krijgen van temperverbrossing, vooral wanneer de onzuiverheidselementen zoals fosfor en tin verhoogd zijn.

Voor dik-wandige componenten die een langere levensduur vereisen, wordt staal met een lage-onzuiverheid en een gecontroleerd P- en Sn-gehalte aanbevolen.

 

5. Warmtebehandeling en lasbaarheid

Standaard warmtebehandeling:Volledige normalisatie wordt doorgaans uitgevoerd bij ongeveer 900–960 graden, gevolgd door temperen rond 680–750 graden. Koudgetrokken-buizen worden genormaliseerd en getemperd na het laatste koudereductieproces. ASTM A213 maakt ook subkritisch gloeien mogelijk als alternatieve leveringsconditie.

Lassen:T22 heeft een goede lasbaarheid bij gebruik van bijpassende 2,25Cr–1Mo lastoevoegmaterialen, zoals ER90S-B3 (AWS A5.28) of E9018-B3 (AWS A5.5).

• Aanbevolen voorverwarmingstemperatuur: 150–250 graden voor secties met een dikte van meer dan ongeveer 13 mm.
• Warmtebehandeling na-lassen (PWHT): 677–730 graden.
• PWHT is essentieel om restspanning te verminderen en de taaiheid te herstellen.

Vorming:T22 ondersteunt zowel warme als koude vormprocessen. Bij koud-gevormde componenten kan spanningsverlichting nodig zijn wanneer de vervorming de normlimieten overschrijdt.

 

6. Gelijkwaardige cijfers

Standaard	Aanduiding
ASTM A213 / A335	T22 / P22 (UNS K21590)
GB/T 5310 (China)	12Cr2MoG
EN 10216-2 / DIN 17175	10CrMo9-10 (1,7380)
JISG3462/G3458	STBA22 / STPA22

Belangrijk:15CrMoG of 13CrMo4-5 worden soms ten onrechte vermeld als T22-equivalenten. Deze kwaliteiten liggen dichter bij 1Cr–0,5Mo staalsoorten zoals ASTM A213 T11/T12 en komen niet overeen met de 2,25Cr–1Mo chemie van T22.

Het juiste Chinese equivalent is12Cr2MoG, terwijl het juiste Europese equivalent dat wel is10CrMo9-10 (1,7380). Controleer altijd het chroom- en molybdeengehalte bij het omzetten tussen internationale standaarden.

 

7. Typische toepassingen

• Ketels van elektriciteitscentrales:Oververhitters, herverhitters, hoofdstoomleidingen en headers die werken onder hoge temperatuur- en drukomstandigheden.
• Chemische en petrochemische apparatuur:Convectiesecties van kraakovens en systemen voor de terugwinning van afvalwarmte.
• Aardolieraffinage:Hydrogenerings- en hydrobehandelingseenheden waar waterstofvoorziening bij verhoogde temperatuur bestaat.
• Warmtewisselaars:Hoge-temperatuurschaal-en-buizenwarmtewisselaars die worden gebruikt in raffinaderij- en nutssystemen.

 

A213 T22 Fabriek van gelegeerde stalen buizen

Stuur uw maat, hoeveelheid en vereisten. Onze engineers zorgen voor een passende oplossing.

 

8. Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen T22 en T2?

T22 bevat ongeveer 2,25% chroom en 1% molybdeen, terwijl T2 lagere legeringsniveaus bevat. Het hogere chroomgehalte geeft T22 een betere oxidatieweerstand en kruipsterkte, waardoor het geschikter wordt voor oververhitter van ketels en hoofdstoomtoepassingen.

 

Wat is het verschil tussen T22 en T91?

T91 is een 9Cr–1Mo–V-legering met een hogere kruipsterkte en oxidatieweerstand dan T22. Het is doorgaans bestand tegen hogere temperaturen, rond de 650 graden. T22 wordt nog steeds veel gebruikt omdat het een goed evenwicht biedt tussen prestaties en kosten.

 

Kunnen T22-buizen worden geleverd met een volledig warmtebehandelingscertificaat-?

Ja. Naadloze T22-buizen worden normaal gesproken geleverd in genormaliseerde en getemperde toestand met molentestcertificaten volgens EN 10204 3.1, inclusief chemische analyse, mechanische testresultaten en hardheidswaarden.

 

Welk wanddiktebereik is beschikbaar voor T22 ketelbuizen?

Typische leveringsbereiken omvatten buitendiameters van 19 mm tot 114,3 mm, met wanddiktes van ongeveer 2,0 mm tot zware- wandsecties van meer dan 12-20 mm, afhankelijk van de productiemogelijkheden en toepassingsvereisten.

 

Is T22 geschikt voor waterstofdienst?

Ja. T22 wordt veel gebruikt in hydrogeneringstoepassingen wanneer de bedrijfsomstandigheden voldoen aan de Nelson-curvelimieten. Bij de materiaalkeuze moet rekening worden gehouden met de temperatuur, de partiële waterstofdruk en het H₂S-gehalte volgens API RP 941.

 

Referenties

• ASTM A213/A213M- Standaardspecificatie voor naadloze ferritische en austenitische legering-stalen ketels, oververhitter en warmtewisselaars-buizen.
• ASTM A335/A335M- Standaardspecificatie voor naadloze ferritische legering-Stalen buis voor gebruik bij hoge- temperaturen.
• ASME B31.1- Stroomleidingen.
• GB/T 5310-2017- Naadloze stalen buizen en pijpen voor hogedrukketel (12Cr2MoG).
• EN 10216-2- Naadloze stalen buizen voor drukdoeleinden, klasse 10CrMo9-10 (1.7380).
• APIRP 941- Staal voor waterstoftoepassingen bij verhoogde temperaturen en druk in aardolieraffinaderijen en petrochemische fabrieken.