Prehľad
SA-213 T91je chrómová-legovaná oceľ, špeciálne navrhnutá pre-vysokoteplotné použitie. Je to jedna z najpoužívanejších tried pri výstavbe moderných,-vysokoúčinných elektrární. Označenie "T" znamená, že ide o abezšvová trubica.
Jeho hlavnou výhodou je výnimočnosťpevnosť pri tečení(odolnosť voči deformácii pri-dlhodobom vystavení vysokému namáhaniu a teplote) v porovnaní s predchádzajúcimi triedami ako T22 (2,25Cr-1Mo).
Kľúčové vlastnosti a výhody
Pevnosť pri vysokej{0} teplote:Môže pracovať nepretržite pri teplotách kovu až do približne 625 stupňov (1157 stupňov F). To umožňuje vyššie tlaky a teploty pary, čo vedie k vyššej účinnosti elektrárne.
Vynikajúca pevnosť pri tečení a pri pretrhnutí:Jeho mikroštruktúra je stabilizovaná tak, aby odolávala deformácii a poruchám počas dlhých období (100,{1}} hodín) pri vysokom namáhaní a teplote.
Dobrá odolnosť proti oxidácii a korózii:9 % obsah chrómu poskytuje oveľa lepšiu odolnosť voči oxidácii parou a horúcej korózii (sulfidácii) ako nízkolegované ocele ako T11, T12 a T22.
Dobrá odolnosť proti tepelnej únave:Odoláva cyklickému namáhaniu vyvolanému zahrievaním a chladením.
Zvárateľnosť:Dá sa zvárať, ale vyžaduje si prísnu kontrolu postupov a následného{0}}tepelného spracovania po zváraní (PWHT).
Chemické zloženie (norma ASTM A213/A213M)
Kompozícia je rozhodujúca pre dosiahnutie požadovaných vlastností.
| Prvok | Zloženie (%) |
|---|---|
| uhlík (C) | 0.08 - 0.12 |
| mangán (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| fosfor (P) | 0,020 max |
| síra (S) | 0,010 max |
| kremík (Si) | 0.20 - 0.50 |
| chróm (Cr) | 8.00 - 9.50 |
| molybdén (Mo) | 0.85 - 1.05 |
| Vanád (V) | 0.18 - 0.25 |
| niób (Nb) | 0.06 - 0.10 |
| nikel (Ni) | 0,40 max |
| hliník (Al) | 0,02 max |
| dusík (N) | 0.030 - 0.070 |
Prečo tieto prvky?
Cr & Mo:Zabezpečte spevnenie tuhého roztoku a odolnosť proti korózii.
V & Nb (Cb):Vytvárajte jemné, stabilné karbidy a karbonitridy, ktoré poskytujú kľúčspevnenie zrážoka inhibujú pohyb dislokácie pri vysokých teplotách.
N:Spolupracuje s V a Nb pri tvorbe spevňujúcich karbonitridov a pomáha stabilizovať mikroštruktúru.
Mechanické vlastnosti (norma ASTM A213/A213M)
| Nehnuteľnosť | Požiadavka |
|---|---|
| Pevnosť v ťahu | Väčšie alebo rovné 585 MPa (85 000 psi) |
| Medza klzu | Väčšie alebo rovné 415 MPa (60 000 psi) |
| Predĺženie | Väčšie alebo rovné 20 % (v 2 palcoch alebo 50 mm) |
| Tvrdosť | Menšie alebo rovné 250 HBW (Brinell) alebo 265 HV (Vickers) |
Metalurgia a tepelné spracovanie
Vynikajúce vlastnosti T91 sú priamym výsledkom špecifického procesu tepelného spracovania:
Normalizácia:Zahrieva sa na vysokú teplotu (približne . 1040-1080 stupňov / 1900-1975 stupňov F), aby sa vytvorila homogénna austenitová štruktúra a rozpustili sa legujúce prvky.
Temperovanie:Rýchlo ochladený (vzduch schladený) a potom znovu zahriaty na nižšiu teplotu (približne . 730-780 stupňov / 1350-1435 stupňov F). Toto temperuje martenzit a vyzráža jemné, spevňujúce karbidy a karbonitridy V, Nb a Cr.
Výsledná mikroštruktúra jetemperovaný martenzit, ktorý je výnimočne pevný a stabilný pri vysokých teplotách.
Bežné aplikácie
Rúry SA-213 T91 sa používajú vúseky prenosu teplakotlov a prehrievačov, kde sú teploty a tlaky najprísnejšie.
Rúrky prehrievača
Rúrky ohrievača
Waterwall Panels(v oblastiach s vysokým{0}}záťažom pokročilých kotlov)
Vysokoteplotné hlavičky a potrubia-(aj keď sú zvyčajne vyrobené z ekvivalentnej špecifikácie potrubia,SA-335 P91)
Úvahy o výrobe a zváraní
Práca s T91 si vyžaduje osobitnú starostlivosť:
Predhrievanie:Povinné, aby sa zabránilo praskaniu za studena. Typické predhriatie je 200-250 stupňov (400-480 stupňov F).
Spotrebný materiál na zváranie:Musíte použiť zodpovedajúce chemické prídavné kovy (napr. ER90S-B9 pre TIG, E9015-B9 pre SMAW).
Po-tepelnom spracovaní zvaru (PWHT): Absolútne kritické.Musí sa vykonávať v rámci špecifického teplotného rozsahu (zvyčajne 730-760 stupňov / 1350-1400 stupňov F) počas dostatočnej doby na obnovenie mikroštruktúry a húževnatosti v tepelne ovplyvnenej zóne (HAZ). Ak tak neurobíte, môže to viesť k predčasnému zlyhaniu.
Riadené chladenie:Po zváraní by sa mal komponent nechať pomaly vychladnúť na teplotu predhriatia pred PWHT.
Porovnanie s inými ročníkmi
oproti T22 (2,25Cr-1Mo):T91 je výrazne silnejší. To umožňuje tenšie steny rúrok, zlepšuje prenos tepla a znižuje tepelné namáhanie a hmotnosť.
oproti T92 / T911:Ide o pokročilé 9 % Cr ocele s prídavkom volfrámu (W) a bóru (B), ktoré ponúkajú ešte vyššiu pevnosť pri tečení pre najpokročilejšie ultra-superkritické (USC) závody. T91 je predchodcom týchto tried.
Dôležitá poznámka ku klasifikácii "uhlíková oceľ".
Aj keď je bežné označovať T91 ako "kotlová oceľ", nazývať ju a"uhlíková oceľ"je technicky nesprávne pomenovanie. Je to anízkolegovaná-oceľso značným množstvom legujúcich prvkov (spolu nad 10 %). Skutočné uhlíkové ocele pre kotly (ako SA-210 A1/C) majú minimálny obsah zliatiny a používajú sa v sekciách s nižšou teplotou, ako sú vodné steny a ekonomizéry.
Zhrnutie
SA-213 T91 je základný materiál pre vysokoúčinnú výrobu tepelnej energie-. Jeho optimalizovaná chémia a kontrolované tepelné spracovanie poskytujú bezkonkurenčnú kombináciu pevnosti pri vysokej teplote, odolnosti proti tečeniu a odolnosti proti korózii vo svojej triede, čo z neho robí ťažnú zliatinu pre kritické rúrky prehrievača a medziohrievača.
