Prehľad
12Cr2MoWVTiB je acreep-odolná, bainitická žiaruvzdorná-oceľ. Je špeciálne navrhnutý pre vysoko-teplotné a vysokotlakové{2}}aplikácie, predovšetkým v odvetví výroby energie. Názov sa riadi čínskou štandardnou (GB) nomenklatúrou, ktorá popisuje jeho chemické zloženie.
Označenie „12Cr2MoWVTiB“ sa delí takto:
12: Približný obsah uhlíka v stotinách percenta (0,12 % C).
Cr2: Približne 2 % chrómu.
Mo: Molybdén.
W: Volfrám.
V: Vanád.
Ti: Titán.
B: Bór.
Je to čínsky ekvivalent (a vylepšenie) ocelí ako ASTM A213 T22, ktorý ponúka vynikajúcu pevnosť pri vysokých-teplotách.
Chemické zloženie (typické % hmotnosti, založené na GB 5310)
| Prvok | obsah (%) | Účel |
|---|---|---|
| uhlík (C) | 0.08 - 0.15 | Poskytuje základnú silu. Udržiavané nízke pre dobrú zvárateľnosť. |
| chróm (Cr) | 1.60 - 2.10 | Poskytuje odolnosť proti oxidácii (tvoreniu vodného kameňa) a korózii. |
| molybdén (Mo) | 0.50 - 0.65 | Zvyšuje pevnosť a odolnosť proti tečeniu pri vysokých teplotách. |
| volfrám (W) | 0.30 - 0.55 | Pevný roztok posilňovača; výrazne zlepšuje pevnosť pri tečení. |
| Vanád (V) | 0.28 - 0.42 | Vytvára stabilné karbidy (VC, V4C3), ktoré odolávajú zhrubnutiu a spevňujú oceľ. |
| titán (Ti) | 0.08 - 0.18 | Vytvára jemné častice TiN a TiC, ktoré pripevňujú hranice zŕn a bránia rastu zŕn. |
| bór (B) | 0.002 - 0.006 | Segreguje na hraniciach zŕn, dramaticky zvyšuje kaliteľnosť a pevnosť pri tečení. |
| kremík (Si) | 0.45 - 0.75 | Deoxidátor počas výroby ocele poskytuje určitú pevnosť. |
| mangán (Mn) | 0.45 - 0.65 | Deoxidátor a bojuje proti krehkosti zo síry. |
| fosfor (P) | Menšie alebo rovné 0,025 | Nečistota, udržiavaná na nízkej úrovni, aby sa zabránilo krehnutiu. |
| síra (S) | Menšie alebo rovné 0,015 | Nečistota, udržiavaná na nízkej úrovni, aby sa zabránilo horúčave. |
Kľúčové vlastnosti a vlastnosti
Vynikajúca pevnosť pri tečení: Toto je jeho najdôležitejšia vlastnosť. Creep je pomalá, trvalá deformácia materiálu pri konštantnom namáhaní pri vysokých teplotách. Komplexná kombinácia Mo, W, V, Ti a B vytvára veľmi stabilnú mikroštruktúru, ktorá odoláva deformácii po dlhú dobu (napr. 100 000 hodín).
Dobrá odolnosť proti oxidácii: Obsah ~2% chrómu poskytuje ochrannú vrstvu oxidu (Cr₂O₃) na povrchu, ktorá spomaľuje ďalšiu oxidáciu (usadzovanie vodného kameňa) v parnom prostredí až do asi 600 stupňov.
Dobrá mikroštrukturálna stabilita: Karbidy (V, Ti, Mo, W) sú jemne rozptýlené a časom odolávajú zhrubnutiu alebo aglomerácii, čo je rozhodujúce pre udržanie-dlhodobej pevnosti.
Dobrá zvárateľnosť: Aj keď vyžaduje pred{0}}zahriatie a následné{1}}tepelné spracovanie po zváraní (PWHT), ako väčšina legovaných ocelí, vďaka nízkemu obsahu uhlíka je menej náchylná na praskanie ako ocele s vyšším-uhlíkom. Je potrebné prísne dodržiavať správne postupy.
Bainitická mikroštruktúra: Vo svojom normalizovanom a temperovanom stave má jemnú bainitickú štruktúru, ktorá je vo svojej podstate pevná a húževnatá pri zvýšených teplotách.
Primárna aplikácia: Rúry a potrubia kotlov
Oceľové rúry 12Cr2MoWVTiB sa takmer výlučne používajú pri konštrukciivysokotlakové-kotlyv:
Superkritické a ultra{0}}superkritické elektrárne
Veľké priemyselné kotly
Konkrétne miesta v kotli, kde sa používa:
Prehrievače: Rúrky, ktoré ohrievajú paru nad jej bod nasýtenia.
Ohrievače: Rúrky, ktoré ohrievajú paru po jej prechode cez vysokotlakovú{0} turbínu.
Hlavné parné potrubia: Potrubie vedúce prehriatu paru z kotla do turbíny.
Tieto komponenty pracujú v najnáročnejších podmienkach v závode, typicky pri teplotách kovu v rozmedzí od540 stupňov až 600 stupňov (1000 stupňov F až 1110 stupňov F)a tlaky presahujúce 2500 psi.
Normy a špecifikácie
Čína (hlavný štandard): GB 5310- "Bezšvíkové oceľové rúry pre vysokotlakový kotol"
Často sa porovnáva a môže byť náhradou za:
ASTM A213 T22 (2,25Cr-1Mo) - 12Cr2MoWVTiB je silnejší.
ASTM A213 T23 (2,25Cr-1,6W-V-Cb) – Podobná, moderná západná trieda.
Výroba a tepelné spracovanie
Rúry sú vyrábané akobezproblémové(nezvárané), aby sa zabezpečila integrita pod vysokým tlakom.
Štandardné tepelné spracovanie je:
Normalizácia(okolo 1020-1060 stupňov) a potomTemperovanie(okolo 750-780 stupňov).
Tento proces vytvára húževnatú, stabilnú bainitickú mikroštruktúru potrebnú na prevádzku.
Zhrnutie
v podstate12Cr2MoWVTiB je kriticky dôležitý materiál pre pokročilú a efektívnu výrobu tepelnej energie.Jeho sofistikovaný dizajn zliatiny umožňuje elektrárňam pracovať pri vyšších teplotách a tlakoch, čo sa priamo premieta dovyššia účinnosť a nižšie emisie. Keď uvidíte toto označenie, znamená to vysoko-výkonný materiál navrhnutý pre najnáročnejšie-teplotné prostredia.
