Pregled
SA-213 T91je kromo-molibdenovo legirano jeklo, posebej zasnovano za delo pri visokih-temperaturah. Je eden najpogosteje uporabljenih tipov pri gradnji sodobnih elektrarn z visokim-izkoristkom. Oznaka "T" pomeni, da gre za abrezšivna cev.
Njegova primarna prednost je izjemnosttrdnost lezenja(odpornost proti deformacijam pod dolgotrajno-izpostavljenostjo visokim obremenitvam in temperaturi) v primerjavi s prejšnjimi razredi, kot je T22 (2,25Cr-1Mo).
Ključne značilnosti in prednosti
Visoka-temperaturna trdnost:Lahko neprekinjeno deluje pri temperaturah kovine do približno 625 stopinj (1157 stopinj F). To omogoča višje tlake in temperature pare, kar vodi do večje učinkovitosti elektrarne.
Odlična odpornost proti lezenju in pretrganju:Njegova mikrostruktura je stabilizirana, da se upira deformacijam in okvaram v daljših obdobjih (100,000+ ur) pri visoki obremenitvi in temperaturi.
Dobra odpornost proti oksidaciji in koroziji:9-odstotna vsebnost kroma zagotavlja veliko boljšo odpornost na parno oksidacijo in vročo korozijo (sulfidacijo) kot nizko-legirana jekla, kot so T11, T12 in T22.
Dobra toplotna odpornost proti utrujenosti:Lahko prenese ciklične obremenitve, ki jih povzročata segrevanje in hlajenje.
Varljivost:Varljiv je, vendar zahteva strog nadzor nad postopki in toplotno obdelavo po -varjenju (PWHT).
Kemijska sestava (standard ASTM A213/A213M)
Sestava je ključnega pomena za doseganje želenih lastnosti.
| Element | Sestava (%) |
|---|---|
| Ogljik (C) | 0.08 - 0.12 |
| Mangan (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| fosfor (P) | 0,020 maks |
| Žveplo (S) | 0,010 maks |
| Silicij (Si) | 0.20 - 0.50 |
| Krom (Cr) | 8.00 - 9.50 |
| molibden (Mo) | 0.85 - 1.05 |
| vanadij (V) | 0.18 - 0.25 |
| Niobij (Nb) | 0.06 - 0.10 |
| Nikelj (Ni) | 0,40 maks |
| Aluminij (Al) | 0,02 maks |
| Dušik (N) | 0.030 - 0.070 |
Zakaj ti elementi?
Cr & Mo:Zagotavlja utrjevanje trdne raztopine in odpornost proti koroziji.
V & Nb (Cb):Tvorijo fine, stabilne karbide in karbonitride, ki zagotavljajo ključkrepitev padavinin zavirajo gibanje dislokacij pri visokih temperaturah.
N:Deluje z V in Nb, da tvori ojačitvene karbonitride in pomaga stabilizirati mikrostrukturo.
Mehanske lastnosti (standard ASTM A213/A213M)
| Lastnina | Zahteva |
|---|---|
| Natezna trdnost | Večji ali enak 585 MPa (85.000 psi) |
| Moč tečenja | Večji ali enak 415 MPa (60.000 psi) |
| Raztezek | Večji ali enak 20 % (v 2 palcih ali 50 mm) |
| Trdota | Manjši ali enak 250 HBW (Brinell) ali 265 HV (Vickers) |
Metalurgija in toplotna obdelava
Vrhunske lastnosti T91 so neposredna posledica posebnega postopka toplotne obdelave:
Normalizacija:Segreto na visoko temperaturo (približno . 1040-1080 stopinj / 1900-1975 stopinj F), da se tvori homogena avstenitna struktura in raztopijo legirni elementi.
Kaljenje:Hitro ohlajen (ohlajen na zraku) in nato ponovno segret na nižjo temperaturo (približno . 730-780 stopinj / 1350–1435 stopinj F). To temperira martenzit in izloča fine, ojačevalne karbide in karbonitride V, Nb in Cr.
Nastala mikrostruktura jekaljenega martenzita, ki je izjemno močan in stabilen pri visokih temperaturah.
Pogoste aplikacije
Cevi SA-213 T91 se uporabljajo vodseki za prenos toplotekotlov in pregrevalnikov, kjer so temperature in tlaki najhujši.
Pregrevalne cevi
Cevi za ponovno gretje
Vodne zidne plošče(v-območjih visoke obremenitve naprednih kotlov)
Visoko{0}}temperaturni kolektorji in cevi(čeprav so ti običajno izdelani iz enakovrednih specifikacij cevi,SA-335 P91)
Premisleki glede izdelave in varjenja
Delo s T91 zahteva posebno skrb:
Predgretje:Obvezno za preprečitev hladnega razpokanja. Običajno predgretje je 200–250 stopinj (400–480 stopinj F).
Dodatni material za varjenje:Uporabiti je treba ujemajoča se kemijska dopolnila (npr. ER90S-B9 za TIG, E9015-B9 za SMAW).
Toplotna obdelava po -varjenju (PWHT): Absolutno kritično.Izvajati ga je treba v določenem temperaturnem območju (običajno 730-760 stopinj / 1350-1400 stopinj F) za dovolj časa, da se obnovita mikrostruktura in žilavost v toplotno prizadetem območju (HAZ). Če tega ne storite, lahko pride do prezgodnje okvare.
Nadzorovano hlajenje:Po varjenju je treba komponento pustiti, da se počasi ohladi na temperaturo predgretja pred PWHT.
Primerjava z drugimi ocenami
v primerjavi s T22 (2,25Cr-1Mo):T91 je bistveno močnejši. To omogoča tanjše stene cevi, izboljša prenos toplote ter zmanjša toplotno obremenitev in težo.
v primerjavi s T92 / T911:To so napredna jekla z vsebnostjo 9 % Cr z dodatkom volframa (W) in bora (B), ki nudijo še večjo trdnost lezenja za najnaprednejše ultra-superkritične (USC) naprave. T91 je predhodnik teh razredov.
Pomembna opomba o klasifikaciji "ogljikovo jeklo".
Čeprav je običajno, da T91 imenujemo "kotlovsko jeklo", ga imenujemo a"ogljikovo jeklo"je tehnično napačen izraz. To je anizko{0}}legirano jekloz veliko količino legirnih elementov (skupaj več kot 10%). Prava ogljikova jekla za kotle (kot je SA-210 A1/C) imajo minimalno vsebnost zlitin in se uporabljajo za odseke z nižjo temperaturo, kot so vodne stene in ekonomizatorji.
Povzetek
SA-213 T91 je temeljni material za-proizvodnjo toplotne energije z visokim izkoristkom. Njegova optimizirana kemija in nadzorovana toplotna obdelava zagotavljata neprimerljivo kombinacijo visokotemperaturne trdnosti, odpornosti proti lezenju in odpornosti proti koroziji za svoj razred, zaradi česar je zlitina delovnega konja za kritične cevi pregrevalnikov in ponovnih pregrevalcev.
