ASME SA335 P91弯头

用法

一、核心适用场景：明确 “什么时候必须用”

1. 电力行业超临界 / 超超临界机组
   • 主蒸汽管道：超临界锅炉出口主蒸汽管道（温度 566~600℃、压力 24~28MPa）、超超临界机组再热蒸汽管道（温度 600~620℃、压力 4~6MPa），需长期承受超高温且抵抗蒸汽氧化腐蚀。
   • 高温再热器 / 过热器连接管道：电厂锅炉高温受热面的进出口连接管道（温度 580~650℃），需耐受频繁温度波动且不发生蠕变变形。
2. 化工行业超高温高压工艺
   • 超高温反应装置：如煤制烯烃装置的高温裂解炉出口管道（温度 600~630℃、压力 10~15MPa）、大型合成氨装置的高温变换炉管道（温度 580~620℃），需同时抵抗超高温和反应介质（如氢气、烃类）的腐蚀。
   • 高温热媒管道：如熔融盐储热系统的高温热媒输送管道（温度 550~600℃），需耐受高温熔融盐的长期冲刷且不发生材质劣化。
3. 能源与石化行业极端工况
   • 油气开采超深井管道：如深层高含硫油气井的井口采输管道（温度 500~580℃、压力 20~25MPa），需同时抵抗超高温、高压和硫化氢（H₂S）的应力腐蚀。
   • 原油超临界萃取管道：超临界状态下原油萃取装置的高温管道（温度 550~600℃、压力 18~22MPa），需保持超高温下的结构稳定性。

二、关键使用步骤：从选型到安装的专业操作

1. 选型：精准匹配 3 个核心参数

• 公称直径（DN）与压力等级：DN 常见范围为 DN50~DN600，压力等级需匹配超高压系统（PN16.0~PN32.0，对应≤30MPa），如 DN200 的超临界主蒸汽管道（压力 25MPa）需选 DN200、PN25.0 的 P91 弯头。
• 弯曲半径与角度：因超高温流体对阻力敏感，强制选用长半径（R=1.5DN），禁止用短半径（R=1.0DN）—— 短半径会导致局部流速过高，加剧内壁冲刷和高温蠕变；角度仅选 90°（直角转向）和 45°（平缓转向），180°U 型弯需特殊定制（增加壁厚并做应力消除）。
• 壁厚等级（SCH）：必须选厚壁等级，超高温高压场景默认 SCH160 或 XXS，如 DN150、温度 600℃的管道需选 SCH160（壁厚≥20mm），确保壁厚满足 10 万小时高温蠕变强度要求（按 ASME BPVC 标准计算）。

2. 安装前准备：材质验证与预处理

• 材质验证（强制步骤）：
  1. 核对产品质量证明书（MTC），确认材质为 ASME SA335 P91（成分：Cr 8.00~10.00%、Mo 0.85~1.05%、V 0.15~0.25%）；
  2. 用便携式光谱仪检测弯头表面成分，确保 Cr、Mo、V 含量达标，防止用 P22（2.25Cr-1Mo）或 P92（9Cr-0.5Mo-1.8W-V-Nb）冒充；
  3. 检测弯头的常温硬度（HV≤250），硬度超标说明前期热处理不合格，需退回厂家重新处理。
• 表面清理：用专用砂轮片（仅用于 P91 等马氏体钢，禁止用碳钢砂轮片）打磨弯头两端坡口，去除表面氧化皮（Cr₂O₃层）和油污；清理后用无水乙醇擦拭坡口，确保无杂质残留（油污会导致焊接气孔，氧化皮会影响熔合质量）。
• 预热设备准备：准备智能温控电加热片（精度 ±5℃）和热电偶测温仪，P91 焊接预热温度要求极高，需精准控制温度曲线，禁止用火焰预热（温度不均易导致局部脆化）。

3. 焊接与热处理：核心工艺（必须符合 ASME 标准）

• 焊接材料匹配：焊丝选 ER90S-B9（AWS A5.28），焊条选 E9018-B9（AWS A5.5），焊接材料需经过 250~300℃×1~2 小时的烘干，并存放在 80~120℃的保温筒中，防止吸潮导致焊接裂纹。
• 预热温度控制：焊接前必须将弯头和管道坡口区域（两侧各 100mm 范围）预热至150~200℃（低温预热），随后升温至300~350℃（高温预热）并保温 30 分钟，确保整体温度均匀 —— 低于 300℃会导致马氏体相变时产生冷裂纹，高于 350℃会增加焊接变形。
• 焊接参数控制：采用氩弧焊（TIG）打底 + 电弧焊（SMAW）填充盖面，严禁单道焊：
  • 打底焊：电流 80~100A，电压 12~14V，焊接速度 5~8cm/min，氩气纯度≥99.995%（流量 10~15L/min），背面通氩保护（流量 5~8L/min），防止根部氧化；
  • 填充 / 盖面焊：电流 120~140A，电压 18~22V，每层焊道厚度≤3mm，层间温度控制在 300~350℃，每层焊接后用角磨机清理焊道表面，去除飞溅和熔渣。
• 焊后热处理（PWHT）：强制规范
  1. 焊接完成后 1 小时内开始 PWHT，避免接头在室温下停留过久产生马氏体脆化；
  2. 升温速率：≤150℃/h（从室温升至 600℃），600℃以上≤100℃/h，防止温差过大产生热应力；
  3. 保温温度：730~760℃，保温时间按壁厚计算（每 25mm 壁厚保温 1 小时，如 20mm 壁厚保温 1.5 小时）；
  4. 冷却速率：700℃以上≤100℃/h，300℃以下自然冷却，禁止水冷（会导致淬火脆化）。

4. 检测：全项验证（无死角）

• 无损检测（NDT）：
  • 外观检测：焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣，余高≤3mm，咬边深度≤0.5mm；
  • 内部检测：100% 超声检测（UT，灵敏度≥Φ2mm 横孔）和射线检测（RT，合格等级≥ASME BPVC V Level 2）；
  • 硬度检测：焊接接头（母材、热影响区、焊缝）的硬度≤HV250，热影响区硬度差≤HV30，防止局部脆化；
  • 金相检测（抽检）：观察焊接接头的金相组织，确保无马氏体组织残留（需为回火索氏体），晶粒度≥6 级。
• 压力测试：系统安装完成后做水压测试，测试压力为工作压力的 1.5 倍，保压 4 小时（超高压系统保压时间延长），观察弯头接口和焊缝无渗漏、无变形。
• 高温性能测试（抽检）：重要项目需抽检焊接接头的高温拉伸试验（600℃下抗拉强度≥415MPa）和 10 万小时蠕变试验（600℃、100MPa 下蠕变断裂时间≥100000h），确保高温性能达标。

三、避坑指南与维护要点

1. 避坑：4 个绝对不能犯的错误
   • 不能省略焊后热处理（PWHT）：P91 焊接后若不做 PWHT，接头硬度会高达 HV350 以上，在高温下 1 个月内就会出现裂纹，必须 100% 做 PWHT。
   • 不能用错焊接材料：如用 P22 的焊条（E8018-B8）焊接 P91，会导致接头 Cr、V 含量不足，高温蠕变强度下降 50% 以上，无法耐受 600℃高温。
   • 不能超温使用：P91 的最高使用温度为 650℃，超温（如＞670℃）会导致碳化物析出，材质脆化，短期内就会出现壁厚减薄或爆裂。
   • 不能用火焰预热 / 热处理：火焰加热温度不均，会导致弯头局部产生马氏体组织，后期在高温下易开裂，必须用智能电加热设备。
2. 维护：长期监测（全生命周期）
   • 定期壁厚检测：每 2~3 年用超声测厚仪检测弯头壁厚（重点测弯曲内侧和焊接热影响区），壁厚减薄超过设计值的 10% 及时更换（超高温下蠕变导致壁厚缓慢减薄）。
   • 定期硬度与金相检测：每 5 年抽检焊接接头的硬度和金相组织，若硬度超标或出现异常组织（如 δ 铁素体），需重新做 PWHT。
   • 高温氧化防护：对暴露在高温烟气中的弯头，定期检查表面氧化皮厚度（氧化皮厚度≤0.5mm），过厚时用高压水射流清除，必要时涂刷高温抗氧化涂层（如 Al-Si-Y 涂层），延长使用寿命。

标准

管件尺寸为公制或标准英制。

由于管件涵盖了管件尺寸的几个方面，因此这里只能给出最常见的管件尺寸。应用最多的版本是 90° 长半径和 45° 弯头，而如果空间太小，则应用 90° 短半径弯头。180°弯头的功能是通过180°改变流动方向。LR 和 SR 类型的中心到中心尺寸都是匹配的 90° 弯头的两倍。这些配件通常用于毛皮或其他加热或冷却装置。

下面列出了一些适用于对焊配件的标准。许多组织，如 ASME、ASTM、ISO、MSS 等，都制定了非常完善的对焊管件标准和规范。设计人员始终有责任确保他们在设计过程中遵循适用的标准和公司规范（如果有）。

一些广泛使用的管件标准如下：

1. 一、弯头核心尺寸规格（通用工业标准）

2. 弯头尺寸需同时确认 公称直径、弯曲半径、角度 三个关键参数，常见规格如下表所示，特殊规格（如大口径、非标准角度）可定制。

3. 分类维度	核心参数	常见规格范围	说明
   公称直径（DN）	管道公称直径，与管道匹配	DN10 ~ DN3000	小口径（DN10-DN50）多用于民用 / 低压系统；大口径（DN600+）多用于工业输送（如电厂、矿山）
   弯曲半径（R）	决定 “长半径” 或 “短半径”	- 长半径：R=1.5DN- 短半径：R=1.0DN- 特殊：R=2.0DN（超低阻力场景）	工业中长半径（R=1.5DN）最常用，短半径仅用于空间受限的场景（如设备内部管道）
   角度	改变流向的角度	45°、90°、180°（U 型弯）	90° 弯头用于直角转向，45° 用于平缓转向，180° 用于管道折返（如换热器进出口）
   壁厚（SCH）	对应管道壁厚等级	SCH10、SCH20、SCH40、SCH80、SCH160	压力越高，选择壁厚等级越高（如高压蒸汽管道用 SCH80 及以上）

4. 二、弯头常用材料及对应标准

5. 材料选择需结合介质特性（如腐蚀、高温、含颗粒）和压力等级，以下是工业中最主流的材料类别及标准。

6. 材料类别	常用材质型号	适用场景	执行标准（国内 / 国际）
   碳钢（最通用）	Q235B、20#、A105	输送水、蒸汽、油品等无腐蚀介质，工作温度≤425℃	- 国内：GB/T 12459- 国际：ANSI/ASME B16.9
   不锈钢（耐腐蚀）	304（06Cr19Ni10）、316L（022Cr17Ni12Mo2）	输送腐蚀性介质（如化工原料、海水、酸碱溶液）	- 国内：GB/T 12459- 国际：ANSI/ASME B16.9、ASTM A403
   合金钢（耐高温 / 高压）	15CrMoG、P91（10Cr9Mo1VNb）	高温高压场景（如电厂主蒸汽管道、锅炉管道），工作温度≤650℃	- 国内：GB/T 12459、GB/T 9948- 国际：ANSI/ASME B16.9、ASTM A234
   耐磨材料（抗冲刷）	陶瓷内衬、耐磨合金（如 NM450）	输送含颗粒介质（如矿浆、粉煤灰、石子），需抵抗冲刷磨损	- 国内：GB/T 24186（耐磨管道）- 国际：暂无统一标准，多参考企业标准

7. ASTM 国际美国测试与材料协会

   这是世界上最大的自愿标准制定组织之一。它最初被称为美国材料与试验协会 （ASTM）。

   1. ASTM A105/A105M – 管道应用用碳钢锻件规范
   2. ASTM A234/A234M – 中高温用锻碳钢和合金钢管件规范
   3. ASTM A403/A403M – 锻造奥氏体不锈钢管件规范
   4. ASTM A420/A420M – 低温使用用锻造碳钢和合金钢管件标准规范

8. AWWA：美国水务协会

   AWWA 关于 – 美国水务协会成立于 1881 年，是最大的非营利性、科学和教育协会，致力于管理和处理水这一世界上最重要的资源。

   1. AWWA C110 – 球墨铸铁和灰铸铁配件，3 英寸至 48 英寸（75 毫米至 1200 毫米），用于水和其他液体
   2. AWWA C208 – 装配式钢制水管件尺寸

9. ANSI 美国国家标准协会

   ANSI 是一个私人非营利组织。其主要职能是管理和协调美国自愿标准化和合格评定体系。它为制定美国国家标准提供了一个论坛。ANSI 分配“附表编号”。这些编号对不同压力用途的壁厚进行分类。

10. MSS 标准：制造商标准化协会

    阀门和管件行业制造商标准化协会 （MSS） 是一个非营利性技术协会，旨在开发和改进行业、国家和国际规范和标准：阀门、阀门执行器、阀门改装、管件、管吊架、管道支架、法兰和相关密封件

    1. MSS SP-43 – 锻造不锈钢对焊管件，包括参考其他耐腐蚀材料
    2. MSS SP-75 – 高测试锻造对焊管件规格
    3. MSS SP-73 – 铜和铜合金压力接头的钎焊接头
    4. MSS SP-83 – 3000 级钢管接头，承插焊和螺纹
    5. MSS SP-97 – 整体增强锻造分支出口配件 — 承插焊、螺纹和对焊端
    6. MSS SP-106 – 铸铜合金法兰和法兰管件 125、150 和 300 级
    7. MSS SP-119 – 工厂制造的锻造喇叭端承插焊配件

11. “标准”和“代码”之间的区别

    管道规范意味着各种管道和管道系统的设计、制造、材料使用、测试和检查的要求。它具有代码定义的有限管辖权。另一方面，管道标准意味着管件的应用设计和施工规则以及要求，如适配器、法兰、套筒、弯头、活接头、三通、阀门等。与代码一样，它也有标准定义的有限范围。

12. 影响标准的因素

    管件的“标准”基于以下某些因素：

    1. 压力-温度额定值
    2. 大小
    3. 设计
    4. 涂料
    5. 材料
    6. 标记
    7. 端部连接
    8. 尺寸和公差
    9. 线程
    10. 花纹锥度等

13. BSP英标管

    BSP 是英国管件标准。这是指一系列标准螺纹类型，用于通过外螺纹（外螺纹）与内螺纹（内螺纹）配合来互连和密封管端。这已被国际采用。它也称为英国标准管锥螺纹 （BSPT） 或英国标准管平行（直）螺纹 （BSPP）。虽然 BSPT 仅通过螺纹实现压密连接，但 BSPP 需要密封圈。

14. JIS日本工业标准

    这是日本工业标准或用于日本管道、管材和管件的工业活动的标准，并通过日本标准协会发布。

15. NPT 国家管螺纹

    国家管螺纹是美国标准直 （NPS） 螺纹或锥形 （NPT） 螺纹。这是美国最流行的管件标准。NPT 管件基于管件的内径 （ID）。

16. 螺栓和螺母

    我们是法兰螺栓和螺母的制造商，并提供高质量的产品

    1. A193 = 本规范涵盖用于高温或高压工况或其他特殊用途应用的压力容器、阀门、法兰和配件的合金和不锈钢螺栓材料。
    2. A320 = 低温使用用合金钢和不锈钢螺栓材料的标准规范。
    3. A194 = 许多不同材料类型螺母的标准规格。

17. AN 在这里，“A”代表陆军，“N”代表海军

    AN 标准最初是为美国军方设计的。无论何时，管件是 AN 管件，都意味着管件是在管件的外径上测量的，即以 1/16 英寸的增量。

    例如，AN 4 接头是指外径约为 4/16“ 或 1/4” 的接头。需要注意的是，近似很重要，因为外径不是与等效 NPT 螺纹的直接配合。

18. 破折号 （-） 大小

    仪表板尺寸是用于指代软管内径的标准。这用两位数字表示尺寸，该数字表示以十六分之一英寸为单位的相对 ID。这也可以与 AN 接头互换使用。例如，破折号“8”接头表示 AN 8 接头。

19. ISO国际标准化组织

    ISO是国际标准化组织的工业管材、管材和管件标准和规范。ISO 标准已编号。它们的格式如下：

    “ISO[/IEC] [IS] nnnnn[：yyyy] Title”，其中

    1. nnnnn：标准编号
    2. yyyy：发布年份，以及
    3. 标题：描述主题

20. 通用标准

    标准	规范
    ASTM A234	中高温用锻碳钢和合金钢管件标准规范
    ASTM A420	低温服役用锻造碳钢和合金钢管件标准规范
    ASTM A234 WPB	ASTM A234 WPB是指特定等级的碳钢管件，广泛用于压力管道和压力容器制造，在中温和高温下使用。
    ASME B16.9	ASME B16.9 标准涵盖了尺寸为 NPS 1⁄2 至 NPS 48（DN 15 至 DN 1200）的工厂制造的锻造对焊管件的外形尺寸、公差、额定值、测试和标记。
    ASME B16.28	ASME B16.28 标准涵盖了锻造碳钢和合金钢对焊短半径弯头和回位的额定值、外形尺寸、测试、公差和标记。
    MSS SP-97	MSS SP-97 标准实践涵盖对焊、承插焊和螺纹型 90 度整体增强锻造分支出口管件的基本尺寸、光洁度、公差、测试、标记、材料和最低强度要求。
    ASTM A403	锻造奥氏体不锈钢管件标准规范。

21. 适用于所有应用领域的广泛品种

    从	在	ASME的
    圣 35.8 I 圣 35.8 III 15 Mo 3 13 CrMo 4 4 10 CrMo 9 10 圣 35 N 圣 52.0 圣 52.4	P235GH-TC1 P235GH-TC2 16Mo3 13CrMo4-5 10CrMo9-10 X10CrMoVNb9-1 P215NL P265NL L360NB L360NE P355N P355NL1 P355NH	WPB WPL6 WPL3 WPHY 52 WP11 WP22 WP5 WP9 WP91 WP92

交货

对配件进行目视检查，以检查任何表面缺陷。检查管件主体和焊缝是否有任何可见的表面缺陷，例如凹痕、模痕、孔隙、底切等。根据适用标准进行验收。从仓库到您身边，我们既要速度更要靠谱！全程追踪物流、品质护货不马虎，每一次交付都较真 “说到做到”，让客户更快 更满意的拿到心仪货品

包装

对于带喷漆的碳钢法兰的包装，我们会使用气泡膜来保护喷漆。对于未喷漆或长期运输上油的法兰，我们建议客户使用防锈纸和塑料袋以防止生锈。后期我们会根据客户的要求和实际情况 细致包装 保证客户收到完整的产品