NPS 2.5~5_XXS P91 : 3D/5D管線冷成型工法、應變極限分析與熱處理優化之綜合研究 (Comprehensive Study on Cold Bending (3D/5D), Strain Limit Analysis, and Heat Treatment Optimization for NPS 2.5–5 XXS P91 Piping)

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摘要 (Abstract)

本研究報告旨在針對現代超超臨界 (USC) 發電機組中至關重要的 Grade 91 (UNS K90901) 蠕變強度強化肥粒鐵鋼 (CSEF)，進行關於其小口徑特厚壁 (Schedule XXS) 管件冷彎加工、應變計算、冶金損傷機制及強制熱處理要求的詳盡技術分析。研究範圍涵蓋 ASME B31.1 Power Piping 與 ASME BPVC Section I 之最新法規要求，並結合管材尺寸數據與冶金文獻，為 NPS 2.5 至 NPS 5 規格的 XXS 管件提供製造工法與品質控制的工程指引。

分析結果顯示，針對 NPS 2.5 至 NPS 5 的 Schedule XXS 管件，在執行標準 3D 或 5D 彎曲半徑的冷彎作業時，其理論纖維伸長率（應變）將分別達到約 16.7% 與 10.0%。依據 ASME B31.1 Table 129.3.1-1 及 ASME BPVC Section I PG-20 之規定，此應變區間（>5% 但 ≦25%）屬於強制熱處理範疇。雖然在設計溫度低於 1115°F (600°C) 的條件下，法規允許採用次臨界退火（Subcritical Anneal，即高溫回火）來替代全正火加回火 (Normalize & Temper)，但必須嚴格控制熱處理參數以消除冷加工引入的高密度差排與殘餘應力，防止運轉期間發生早期蠕變破壞。

一、 緒論 (Introduction)

1.1 研究背景：高參數電廠中的材料挑戰

隨著全球能源效率標準的提升與減排壓力的增加，燃煤火力發電技術已由次臨界全面邁向超超臨界 (Ultra-Supercritical, USC) 及先進超超臨界 (A-USC) 階段。在主蒸汽溫度超過 600°C、壓力突破 300 bar 的極端工況下，傳統的低合金耐熱鋼（如 Grade 11, Grade 22）已無法滿足高溫蠕變強度的設計需求。Grade 91 鋼（9Cr-1Mo-V-Nb/N）作為一種改性馬氏體耐熱鋼，憑藉其優異的熱強性、抗氧化性及較低的熱膨脹係數，成為 USC 機組中主蒸汽管線、再熱蒸汽管線及高溫集箱的首選材料。

然而，Grade 91 鋼的優異性能高度依賴於其特定的微觀組織——回火麻田散鐵 (Tempered Martensite) 基體上分佈著細小的 MX型碳氮化物與邊界上的M23C6 碳化物。這種組織處於熱力學亞穩態，極易受到外部能量輸入的影響而發生退化。冷加工（Cold Work），即在再結晶溫度以下進行的塑性變形，會向材料內部引入大量的晶格畸變與差排（Dislocation）。對於傳統沃斯田鐵不銹鋼（如 TP304/316），冷加工可能視為一種強化手段；但對於 Grade 91 這類 CSEF 鋼材，冷加工引入的應變能將成為高溫下組織回復 (Recovery) 與再結晶 (Recrystallization) 的驅動力，導致強化相加速粗化、基體軟化，最終引發災難性的早期蠕變斷裂。

1.2 問題陳述：小口徑特厚壁管的特殊性

在電廠管線系統中，NPS 2.5 至 NPS 5 的小口徑管線常被用於高壓洩水 (Drain)、排氣 (Vent) 及儀錶管線。為了承受與主蒸汽管線相同的高壓，這些小口徑管線往往採用 Schedule XXS (Double Extra Strong) 的極厚壁設計。例如，一根 5英吋的 XXS 管，其壁厚可達 0.750 英吋 (19.05 mm)，壁厚與外徑比 (t/D) 極高。

此類管件的冷彎加工面臨雙重挑戰：

  1. 冶金風險：極高的剛性意味著成型需要巨大的彎矩，導致材料內部殘餘應力極高。若不進行適當的熱處理，這些殘餘應力疊加工作應力，將大幅縮短材料壽命。
  2. 法規適用性：ASME B31.1 與 Section I 對於 Grade 91 的冷彎有著極為嚴格且複雜的規定。工程師必須精確計算應變量，並正確解讀法規中的溫度與應變極限值，以決定是採用簡單的回火處理，還是必須進行昂貴且風險較高的重新正火處理。

1.3 研究目的與範圍

本報告旨在綜合分析法規要求、力學計算與材料科學原理，為 Grade 91 XXS 管件的冷彎製造提供權威性的指導。研究範圍具體涵蓋：

  • 法規解析：深入解讀 ASME B31.1 與 BPVC Section I 最新版關於 P-No. 15E 材料的條款。
  • 參數計算：針對 NPS 2.5-5 XXS 管材建立精確的尺寸數據庫與應變計算模型。
  • 機理探討：從差排動力學與析出相演變角度，闡述冷加工對蠕變壽命的影響。
  • 工法制定：提出符合法規且具備工程可行性的彎後熱處理 (PBHT) 方案。

二、 ASME 規範法規深度解析 (Regulatory Analysis)

在壓力管線與鍋爐建造領域，ASME 規範是具有法律效力的強制性標準。針對 Grade 91 這類對製程極度敏感的材料，規範條文經歷了多次修訂，以反映業界對於冷加工失效事故（特別是 Type IV 裂紋與硬度異常）的慘痛教訓。

2.1 ASME B31.1 Power Piping 規範要求

ASME B31.1 為電廠動力管線的設計與建造提供了核心準則。關於冷成型與熱處理的要求主要集中在 Chapter V (Fabrication, Assembly, and Erection) 中的第 129 節。

2.1.1 關鍵條款：Table 129.3.1 (或 129.3.3.1)

根據最新的 ASME B31.1 規範架構 1，Grade 91 被歸類為 Creep-Strength Enhanced Ferritic (CSEF) 鋼，屬於 P-No. 15E 群組。法規明確指出，對於此類材料的冷成型（Cold Forming），必須依據計算出的應變量 (ε) 與設計溫度來決定後續的熱處理策略。

表 Table 129.3.1-1 “Post-Cold-Forming Strain Limits and Heat-Treatment Requirements” 是核心判據。其規定邏輯如下：

  1. 應變 ≦5.0%：
    • 在此低應變範圍內，法規通常不強制要求進行彎後熱處理 (Neither required nor prohibited)。
    • 深度解析：儘管法規豁免，但許多高端用戶（如 EPRI 導則或大型電力公司規範）建議即使是 >2% 的應變也應進行熱處理，因為長期運轉數據顯示，即便是微量冷加工也會對 Grade 91 的蠕變孔洞成核產生促進作用。但在法規合規性層面，5% 是分界線。
  2. 應變 > 5.0% 且 ≦ 25%：
    • 這是小口徑彎管最常落入的區間（如 3D 與 5D 彎管）。
    • 情境 A：設計溫度 ≦ 1115°F (600°C)：
      • 要求執行 彎後熱處理 (Post-Bend Heat Treatment, PBHT)。
      • 此處的 PBHT 指的是次臨界退火 (Subcritical Anneal)，也就是在AC1 變態點以下進行的高溫回火。
      • 規範指定的溫度範圍通常為 1350°F – 1425°F (730°C – 775°C) 2。
      • 保溫時間要求為每英吋壁厚 1 小時，且最少 30 分鐘（具體依據 Table 132 規定）。
    • 情境 B：設計溫度 > 1115°F (600°C)：
      • 若設計溫度極高，進入了材料的快速蠕變區間，法規要求更為嚴格。此時必須執行 正火加回火 (Normalize and Temper, N&T)。
      • 理由在於，在高溫下，冷加工留下的殘餘應變能會導致極快的組織老化。唯有透過重新正火（加熱至AC3 以上，約 1900-1975°F），徹底消除晶格畸變並重新析出細小的 MX相，才能保證材料性能。
  1. 應變 > 25%：
    • 無論設計溫度為何，均強制要求執行 正火加回火 (N&T)。
    • 對於 NPS 2.5-5 的 XXS 管，除非彎曲半徑極小（如 < 2D），否則鮮少達到此應變量。

2.1.2 應變計算公式 (Paragraph 129.3.4.1)

ASME B31.1 明確定義了管件冷彎應變的計算公式 3。對於管件 (Pipe) 或管子 (Tube) 的彎曲：

ε(%) = 100* r/R

其中：

  • ε = 最大纖維伸長率（冷彎應變百分比）
  • r= 管子的標稱外半徑 (Nominal Outside Radius, OD/2)
  • R= 彎管的中心線半徑 (Centerline Radius of Bend)

此公式假設中性軸位於管線中心，且忽略了管壁厚度的影響，是一個簡化的工程估算式。對於薄壁管此公式足夠精確，但對於 XXS 厚壁管，實際外側應變可能會因中性軸內移而略大於此計算值，但在法規合規性檢查中，仍以此公式為準。

2.2 ASME BPVC Section I 規範要求

對於屬於鍋爐本體範圍內（如過熱器、再熱器及其附屬管線）的 Grade 91 管件，適用 ASME BPVC Section I 規範。相關規定主要位於 Part PG (General Requirements) 的 PG-20 章節。

2.2.1 Table PG-20 比較分析

Table PG-20 的邏輯架構與 B31.1 高度相似，但在某些版本或特定條件下更為保守 4。

  • 應變極限值：Section I 同樣以 5% 作為熱處理的起徵點。
  • PBHT vs. N&T：
    • Section I 規定，若應變超過 20%（部分舊版或特定條件下）且設計溫度高於特定值，即需進行 N&T。這比B31.1 的 25% 門檻略嚴。
    • 然而，對於本文關注的 R=3D 與 R=5D 彎管，應變量通常落在 10-17% 之間，因此在 Section I 下，只要設計溫度不超過 1115°F，通常也僅需進行次臨界退火 (PBHT)。
  • 豁免條款的限制：Section I 特別強調，對於 P-No. 15E 材料，若在冷成型過程中發生了任何形式的加熱（如熱校形），或者應變極大，則必須進行 N&T。這反映了鍋爐法規對於承壓邊界完整性的零容忍態度。

2.3 法規綜合判讀結論

針對本研究的對象——小口徑 Schedule XXS Grade 91 管件：

  1. 計算應變：必須依據B31.1/Section I 公式計算。
  2. 熱處理判定：由於 3D/5D 彎管應變必然 > 5%，因此必須進行熱處理。
  3. 工法選擇：除非設計溫度 > 600°C，否則應選擇 次臨界退火 (Subcritical Anneal/Tempering)。這比 N&T 更具經濟效益，且能避免因現場 N&T 溫度控制不當導致的晶粒粗大或性能下降風險。

三、 管材尺寸與應變力學計算 (Dimensional & Strain Calculations)

為了精確評估熱處理需求，本章將依據 ASME B36.10M 標準確定 NPS 2.5 至 5 的 XXS 管材尺寸，並代入公式計算具體應變值。

3.1 Schedule XXS 管材幾何參數

Schedule XXS (Double Extra Strong) 代表了碳鋼與低合金鋼管的極厚壁系列。對於 Grade 91 這類高強度材料，使用 XXS 通常是為了應對極高的流體壓力或提供額外的腐蝕/沖蝕裕度。

依據 5 等數據來源，整理出 NPS 2.5 – 5 的 XXS 管材尺寸如下表：

表 3-1: ASME B36.10M Schedule XXS 管材尺寸數據庫

標稱管徑 (NPS) 對應公制 (DN) 外徑 OD (inch / mm) 壁厚 Wall (inch / mm) 內徑 ID (inch / mm) 壁厚/外徑比 (t/D)
2.5 65 2.875 / 73.03 0.552 / 14.02 1.771 / 44.98 0.192
3 80 3.500 / 88.90 0.600 / 15.24 2.300 / 58.42 0.171
4 100 4.500 / 114.30 0.674 / 17.12 3.152 / 80.06 0.150
5 125 5.563 / 141.30 0.750 / 19.05 4.063 / 103.20 0.135

數據分析：

從表中可見，NPS 2.5 的 XXS 管，其壁厚佔外徑的比例高達 19.2%。這意味著其幾何特性已接近厚壁圓筒，而非薄殼結構。這種高 t/D 比值會顯著增加彎管時的成型力，並加劇中性軸向內側偏移的現象。

3.2 冷彎應變計算 (Cold Bending Strain Calculation)

依據 ASME B31.1 公式 ε=100* (OD/2)/R，我們針對兩種最常見的工業彎管半徑進行計算：

  1. R = 3D (標準感應彎管半徑，即彎曲半徑為 3倍外徑)
  2. R = 5D (長半徑彎管，即彎曲半徑為 5倍外徑)

註：在此工程慣例中，”3D” 指的是 3*OD。

3.2.1 理論推導

當彎曲半徑  R設定為管外徑  OD的倍數 k 時（即R=k*OD ）：

ε= 100* (OD/2)/k*OD = 50* OD/k*OD =50/k(%)

此推導結果顯示，在 ASME 簡化公式下，冷彎應變僅與彎曲倍數 k有關，而與管徑尺寸無關。這是一個重要的工程結論，意味著無論是 NPS 2.5 還是 NPS 5，只要遵循相同的 D倍數彎曲，其名義法規應變是相同的。

3.2.2 計算結果

表 3-2: 不同彎曲半徑下的冷彎應變值

彎曲半徑定義 計算公式代入 計算應變值 (ϵ) B31.1 熱處理判定 (>5%?)
R = 3D 50/3 16.67% 是 (Required)
R = 5D 50/5 10.00% 是 (Required)

驗證計算 (以 NPS 4 為例)：

  • OD=4.5 inch
  • r=2.25 inch
  • R(3D)=3*4.5=13.5 inch
  • ε=(100*2.25)/13.5=16.67%
  • 計算結果與理論推導一致。

3.3 厚壁管的中性軸偏移效應 (Neutral Axis Shift)

雖然法規公式簡化了計算，但對於 XXS 管材，工程師必須意識到中性軸偏移的物理現象 8。

在彈塑性彎曲過程中，受壓側（內弧，Intrados）的材料流動阻力大於受拉側（外弧，Extrados），導致材料變形的中性軸（應變為零的層）向內弧移動。

對於薄壁管，偏移量很小；但對於 t/D 高達 0.15-0.19 的 XXS 管，偏移量顯著。

修正後的外側纖維真實應變 εtrue通常會略大於法規計算值：

εtrue≒1/2R*(Dnom +Δ)

其中 Δ為中性軸偏移量。

工程意義：雖然法規計算值為 16.7%，但實際物理應變可能接近 18-19%。這進一步強化了執行熱處理的必要性，因為材料實際承受的損傷比法規公式預測的更嚴重。這也解釋了為何有些管件明明算法規應變為 10%，卻在運行後出現早期蠕變裂紋——因為實際應變更高。

四、 冷加工 P91 鋼之物理冶金機制 (Physical Metallurgy)

為了深入理解為何 10-16% 的應變對 Grade 91 是危險的，本章將從微觀組織演變的角度進行剖析。這是決定是否需要熱處理的科學基礎，超越了單純的法規合規性。

4.1 Grade 91 的原始微觀結構設計

Grade 91 鋼的設計理念是利用回火麻田散鐵 (Tempered Martensite) 的板條 (Lath) 結構來分割晶粒，阻礙差排運動。

  • 基體：高密度的差排網絡存在於板條內部。
  • 強化相：
    • M23C6(主要含 Cr, Fe, Mo)：分佈在原奧氏體晶界 (PAGB) 和板條邊界，釘扎晶界，防止晶粒長大和滑移。
    • MX(主要含 V, Nb)：奈米級的碳氮化物，彌散分佈在板條內部，釘扎差排，提供強大的蠕變阻力。

4.2 冷加工誘導的組織退化機制

當對 Grade 91 施加冷彎應變（如 16.7%）時，材料內部會發生一系列有害的演變 10：

  1. 差排密度的過飽和 (Dislocation Saturation)：
    冷加工引入了遠超平衡態的差排密度。雖然這在室溫下表現為硬度升高（加工硬化），但在高溫（如 540-600°C）服役環境下，這些過剩的差排提供了巨大的驅動力 (Driving Force)，促使組織發生回復 (Recovery)。板條結構會迅速崩解，轉變為等軸狀的亞晶粒 (Subgrains)，大幅降低蠕變強度。
  2. 碳化物的應變誘導粗化 (Strain-Induced Coarsening)：
    冷加工產生的差排管線效應 (Pipe Diffusion) 加速了合金元素的擴散速率。M23C6 碳化物會利用這些快速通道迅速粗化（Ostwald Ripening）。粗大的碳化物失去了釘扎晶界的能力，且其與基體的界面往往成為蠕變孔洞 (Creep Cavity) 的成核點。
  3. Laves 相與 Z 相的析出異常：
    • Laves 相 (Fe2(Mo,W))：高應變會促進 Laves 相在晶界過早析出，消耗固溶強化元素 Mo，並在晶界形成脆性薄膜。
    • Z 相 (Cr(V,Nb)N)：這是 Grade 91 的「癌症」。高差排密度會加速MX相轉變為熱力學更穩定的 Z 相。Z 相不僅粗大無強化作用，還會回溶有益的 MX 相，導致長期蠕變強度呈現斷崖式下跌。

4.3 蠕變強度折減係數 (Creep Strength Reduction Factors, CSRF)

文獻研究 14 量化了這種損害。

  • 對於 10-15% 的冷加工量，Grade 91 的蠕變斷裂壽命可能縮短至原始狀態的 50% 甚至更低。
  • 在 ASME B31.1 的設計體系中，銲縫有 WSRF (Weld Strength Reduction Factor)，而對於冷彎管件，若不進行熱處理，其 CSRF 值可能低至0.5 – 0.6。
  • Type IV 裂紋的模擬：冷彎後的管件在未熱處理狀態下，其顯微組織特徵與銲接熱影響區 (HAZ) 的細晶區 (FGHAZ) 極為相似，這正是最容易發生 Type IV 蠕變開裂的區域。

結論：冷彎應變對 Grade 91 的損害是微觀且不可逆的（除非重新正火）。法規強制要求對 >5% 應變進行熱處理，其核心目的就是透過高溫回火消除過剩差排，穩定碳化物，使材料回復到接近原始的回火麻田散鐵狀態。

五、 小口徑特厚壁管製造工法學 (Manufacturing Engineering)

針對 Schedule XXS 的 NPS 2.5-5 管件，製造過程面臨物理成型的極限挑戰。本章探討製造工法標準與最佳實踐。

5.1 彎管工法選擇：冷彎 vs. 熱彎

  • 冷彎 (Cold Bending)：
    • 優點：成本低，效率高，表面氧化少。
    • 缺點：對於 XXS 管，回彈極大，設備噸位要求高。且如前所述，會引入大量冷作硬化，必須進行後續熱處理。
    • 適用性：適用於 R=3D/5D 的標準彎管，但必須配合後熱處理。
  • 感應熱彎 (Induction Bending)：
    • 工法：局部加熱至奧氏體化溫度區間進行彎曲，隨後噴水或風冷。
    • 優點：成型力小，橢圓率易控制。
    • 注意：感應彎管本質上是一個連續的「正火」過程。法規規定若加熱溫度超過轉變溫度，則必須進行完整的 N&T 工法（除非製程控制能證明符合正火冷卻速率並隨後進行回火）。對於 XXS 管，感應彎管是常見選擇，但成本較高。

5.2 截面橢圓化 (Ovality) 控制

橢圓率是指彎管截面由圓形變為橢圓形的程度。ASME B31.1 Paragraph 104.2 對於高壓管件的橢圓率限制通常為 8% 17。

計算公式：

Ovality(%) =(Dmax– Dmin)/Dnom*100

  • XXS 管的優勢：由於壁厚極厚 (t/D > 0.15)，XXS 管具有極高的徑向剛性 (Radial Stiffness)，在彎曲過程中抵抗扁平化的能力極強。相比於薄壁管 (Sch 10)，XXS 管更不容易發生橢圓化超標。
  • 控制技術：通常不需要內部芯棒 (Mandrel) 即可滿足 8% 要求。但在冷彎機上，應使用精確匹配管外徑的彎模 (Bending Die) 和防皺模 (Wiper Die)，並適當調整夾緊力以防止打滑。

5.3 外側壁厚減薄 (Wall Thinning)

如前所述，中性軸內移會導致外側減薄率高於幾何預期。

  • 預測減薄率：對於 R=3D 彎管，減薄率通常在 12-15% 之間。
  • 工程對策：
    • 在選材階段，必須確保：原始壁厚 * (1-減薄率) ≧ 設計最小壁厚 (tmin)。
    • 對於 XXS 管，由於其壁厚本身包含巨大的裕度（遠超單純內壓需求），通常減薄後仍能滿足 ASME B31.1 的壓力設計要求 (Eq. 3)。
    • 實務建議：製造前應進行超音波測厚 (UT)，彎製後再次測量外弧最薄處，並記錄於品質報告中。

六、 彎後熱處理 (PBHT) 關鍵參數與品質保證 (Heat Treatment & QA)

依據第二章的法規判定與第三章的應變計算，NPS 2.5-5 XXS 彎管必須執行 彎後熱處理 (PBHT)。本章詳述該工法的關鍵參數。

6.1 熱處理工法規範 (Process Specification)

6.1.1 目標溫度 (Soaking Temperature)

依據 ASME B31.1 Table 129.3.1 (Note 2) 2：

  • 目標溫度範圍：1350°F 至 1425°F (730°C 至 775°C)。
  • 工程最佳點：建議設定在 1380°F – 1400°F (750°C – 760°C)。此溫度區間能有效消除應力，同時避免超過 AC1點（約 1475°F/800°C）導致部分再奧氏體化。

6.1.2 保溫時間 (Soaking Time)

依據 Table 132.1.1-1 19：

  • 規則：每英吋壁厚 1 小時 (1 hr/inch)，且最少 30 分鐘（部分規範建議最少 1 小時）。
  • XXS 管計算實例：
    • NPS 2.5 XXS (壁厚552″): 0.552 hr≒33 min。 → 建議執行 1 小時。
    • NPS 5 XXS (壁厚750″): 0.750 hr=45 min。 → 建議執行 1 小時。
  • 結論：對於本研究範圍內的所有規格，設定 1 小時 的保溫時間既符合法規，又能確保厚壁管的均溫性。

6.1.3 升降溫速率 (Heating/Cooling Rates)

依據 B31.1 Para 132.3：

  • 速率限制：最大 600°F/hr(315°C/hr) 除以壁厚（英吋）。
  • 對於 NPS 5 XXS (0.75″):600/0.75=800°F/hr 。
  • 工程建議：雖然法規允許快速升溫，但為了避免熱衝擊變形，建議控制在 300-400°F/hr (150-200°C/hr)。
  • 冷卻方式：爐冷或空冷至 600°F (315°C) 以下，隨後可靜置空冷。

6.2 關鍵控制點： Mf溫度 (The Mf Criticality)

這是一個常被忽視但至關重要的冶金要求。如果彎管過程涉及加熱（如感應彎管）或銲接，在執行 PBHT 之前，必須將工件冷卻至馬氏體轉變結束溫度 (Mf) 以下 20。

  • Mf溫度：Grade 91 的Mf約為 200°F (93°C)。
  • 原理：若材料在 Mf以上（如 300°C）直接再次加熱回火，殘留的奧氏體將在回火冷卻後轉變為未回火的馬氏體 (Untempered Martensite)，導致材料極脆且硬度異常高。
  • 操作指令：製造程序書 (MPS) 必須明確規定：「在進入熱處理爐之前，管件必須冷卻至 200°F (93°C) 以下。」

6.3 驗收標準 (Acceptance Criteria)

熱處理後的品質驗證主要依賴硬度測試。

  • 硬度標準：依據 EPRI 及行業最佳實踐 22，Grade 91 的硬度應落在 190 – 250 HBW (約 200 – 265 HV)。
    • < 190 HBW：過度回火，強度不足。
    • > 250 HBW：回火不足或冷卻速度過快，韌性差。
    • > 275 HBW：可能存在未回火馬氏體，需拒收或重新處理。
  • 金相檢測：對於關鍵組件，建議進行覆膜金相 (Replica) 檢查，確認無過大的蠕變孔洞或顯著的亞晶粒粗化。

七、 結論與工程建議 (Conclusion)

本研究針對 NPS 2.5 至 5 的 Schedule XXS Grade 91 鋼管冷彎工法進行了全方位的技術分析。總結如下：

  1. 應變判定：採用 R=3D 與 R=5D 彎曲半徑時，計算應變分別為 16.7% 與 10.0%。此數值落於 ASME B31.1 與 BPVC Section I 規定的強制熱處理區間 (5% – 25%)。
  2. 熱處理策略：除非設計溫度 > 600°C，否則必須且僅需執行 彎後熱處理 (PBHT/Subcritical Anneal)。不建議採用全正火加回火，以免引入不必要的製程變異。
  3. 參數鎖定：建議 PBHT 溫度為 750°C – 760°C，保溫時間統一設定為 1 小時，並嚴格執行冷卻至 93°C 以下 方可回火的規定。
  4. 製造控制：針對 XXS 管材，需特別監控外側壁厚減薄量，確保剩餘壁厚滿足壓力設計要求。橢圓率控制在 8% 以內對於此類剛性管材通常不是瓶頸。
  5. 風險提示：任何試圖豁免熱處理的嘗試（基於應變計算的邊緣值）都是危險的。冶金證據表明，對於 Grade 91，冷加工損傷是累積且致命的，嚴格執行 PBHT 是確保 USC 電廠長週期安全運行的唯一途徑。

參考文獻

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  5. ANSI / ASME B36.10M Pipe Dimensions Chart – FERROBEND, https://ferrobend.com/dimensions/ansi-asme/pipe/b36.10m/
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  7. Schedule XXS Steel Pipe dimensions/ weight and price list, https://www.steeltubesindia.net/schedule-xxs-steel-pipe.html
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