12Cr3MoVSiTiB on madala-sulamiga kuumuskindel terastorude klass, mis on loetletud GB/T 5310, Hiina kõrgsurvekatelde õmblusteta terastorude standardis. See on mitme -elemendiga tugevdatud ferriitne klass, mis on välja töötatud ülekuumuti- ja järelsoojendi torude jaoks ning suurte kivisöeküttel-agregaatide kõrgel-temperatuuriliste kollektorite jaoks, kus see sillutab lõhe 2,25Cr-1Mo terase ja tugevamalt legeeritud martensiitsete klasside vahel.
Hindemärgistuse õige lugemine
Nimetus järgib Hiina kuumuskindlast{0}}terasest nimetamise tava, mille puhul esinumbrid näitavad süsiniku nominaalset sisaldust ja järgmine number kroomisisaldust. Seega tähendab 12 süsinikusisaldust umbes 0,12% ja 3 tähendab umbes 3% kroomi, mitte 12% kroomi. Mo, V, Si, Ti ja B on tahtlikud lisandused. See on valikutöös oluline erinevus: klass kuulub madala-sulamiga kuumuskindlate{10}}perekonda ja seda ei tohiks segi ajada 9–12% kroommartensiiterastega, mida kasutatakse ülikriitiliste teenuste puhul peamistes aurutorudes.
Keemiline koostis
| Element | Vahemik, % | Roll |
|---|---|---|
| C | 0.09-0.13 | Süsinik karbiidi moodustamiseks ja tugevuseks |
| Si | 0.30-0.60 | Deoksüdatsiooni- ja auru{0}}külgne oksüdatsioonikindlus |
| Mn | 0.40-0.70 | Deoksüdatsioon, maatriksi tugevus |
| Kr | 2.80-3.20 | Oksüdatsiooni- ja aurukorrosioonikindlus |
| Mo | 0.50-0.80 | Tahke lahuse tugevdamine, libisemiskindlus |
| V | 0.20-0.40 | Stabiilne vanaadiumkarbiid, roometugevus |
| Ti | 0.08-0.15 | Karbiidi ja tera piiride tugevdamine |
| B | 0.005-0.010 | Terapiiride tugevdamine, roomamisiga |
| P | 0,015 max | Puhtuse kontroll |
| S | 0,008 max | Puhtuse kontroll, kuumtöödeldavus |
| N | 80 ppm max | Sitkuse ja keevitatavuse tõttu hoitud madalana |
Boori lisamine on omadus, mis eristab seda klassi varasematest 3% kroomiterasest. Boor eraldub eelnevate austeniidi terapiiride külge, aeglustab piirkarbiidide jämestumist pika tööea ajal ning just see võimaldab toru seinal kanda koormust katla kavandatud eluea jooksul. Titaan ja vanaadium täidavad terade sees sarnast rolli, moodustades stabiilsed karbiidid, mis on vastupidavad töötemperatuuril lahustumisele. Kombinatsioon on efektiivne ainult siis, kui jääkfosfori, väävli ja lämmastiku taset hoitakse ülaltoodud madalatel väärtustel, seega on puhta terase praktika osa spetsifikatsioonist, mitte valikuline lisa.
Kõrgendatud{0}}temperatuuri jõudlus
Disainiteenuste valik: ülekuumuti ja järelsoojendi torud 600–620 kraadi Celsiuse järgi auruklassis
Oksüdatsioon ja aurukorrosioon: selgelt parem kui 2,25Cr-1Mo teras, kuna nii kroom kui ka räni on kõrgendatud
Roomamisrebenemise tugevus: 100 000 tunni väärtus 600 kraadi Celsiuse järgi on tavaliselt suurusjärgus 60–90 MPa ja vastuvõtuväärtused võetakse torutootja kvalifitseeruvast katseprogrammist.
Termiline väsimus: ferriitmaatriksil on kõrge soojusjuhtivus ja madal paisumine võrreldes austeniitsetega, mis piirab paksuseinaliste komponentide{0}}käivitamise ja väljalülitamise ajal soojuslikku pinget
Jääknikli sisaldust hoitakse teadlikult alla umbes 0,30%, mis hoiab sulami maksumuse palju madalamal kui kõrge-nikliga austeniitsete kuumuskindlate{2}}teraste omadest
Hinne ei ole 700 kraadi Celsiuse klassi materjal. Kui auru temperatuur liigub üle ligikaudu 620 kraadi Celsiuse järgi, nihkub konstruktsioon 9% kroommartensiitsete teraste või austeniitsete torude kasutamisele ning määravaks saab madalama -tugevusega valiku seinapaksuse trahv. 12Cr3MoVSiTiB valimine kvalifitseeritud temperatuurivahemikust kõrgemale on spetsifikatsioonide ülevaatamisel kõige levinum viga.
Kuumtöötlus, mikrostruktuur ja protsessi juhtimine
Nõutav mikrostruktuur on karastatud martensiit- või bainiitmaatriks, mis kannab sulamikarbiidide peent dispersiooni, ja see saadakse kolmekordse töötlusega: normaliseerimine vahemikus 1040 kuni 1080 kraadi Celsiuse järgi, kiirendatud jahutamine ja karastamine vahemikus 740 kuni 790 kraadi Celsiuse järgi. Kuumvaltsimise viimistlustemperatuuri reguleeritakse 950 kraadi Celsiuse järgi pluss või miinus 20 kraadi ja töödeldud struktuur kustutatakse seejärel normaliseerimisetapiga. Eelnev austeniidi tera suurus on klass 7 või peenem, kuna jämedad terad vähendavad roomamist ja lühendavad roomekõvera tertsiaarset etappi.
Normaliseerimine: 1040 kuni 1080 kraadi Celsiuse järgi, millele järgneb kiirendatud jahutamine
Karastamine: 740 kuni 790 kraadi Celsiuse järgi, millele järgneb õhkjahutus
Tera suurus: eelnev austeniidi tera suurus klass 7 või peenem
Puhtus: P 0,015 % max, S 0,008 % max, N 80 ppm max
Paksuse suund elastsus: Z-ala vähendamine suunas vähemalt 35%, et vältida lamellide rebenemist keevitatud päistes
Võrdlus külgnevate hinnetega
| Hinne | Kroom, % | Tüüpiline auruklass | Märkmed |
|---|---|---|---|
| 2,25Cr-1Mo (T22) | 2.25 | kuni umbes 580 C | Madalam oksüdatsioonikindlus, madalam roometugevus |
| 12Cr2MoWVTiB | 2.00 ca. | kuni umbes 600 C | Madalam kroomisisaldus, madalam auru oksüdatsioonikindlus |
| 12Cr3MoVSiTiB | 2.80-3.20 | 600 kuni 620 C | Boor ja räni pikendavad roomamisaega ja oksüdatsioonikindlust |
| 9Cr-1Mo-V (T91) | 9.00 | 600 kuni 620 C ja üle selle | Suurem tugevus, rangem keevituskontroll, suurem oksüdatsioonikindlus |
| Austeniit 18Cr-8Ni-Nb | 18.00 | 620 C ja üle selle | Palju suurem paisumine, kõrgem hind, madalam soojusjuhtivus |
Keevitamise ja valmistamise nõuded
Keevitamisel järgitakse kvalifitseeritud protseduuri, mille eelsoojendus on 200–300 kraadi Celsiuse järgi bainiit- ja martensiitsektsioonide jaoks, kontrollitud läbipääsudevaheline temperatuur ja keevitusjärgne kuumtöötlus vahemikus 740–780 kraadi Celsiuse järgi, mis on sobitatud mitteväärismetalli karastustöötlusega. Täitemetall on tavaliselt 3% kroomi, molübdeeni{7}}kandev kulumaterjal roome-tugevusega-sobivate vuukide jaoks või 2,25Cr-1Mo kulumaterjal, mille elastsuse tagamiseks eelistatakse pisut pehmemat liigendit. Kuna boori ja titaani on raske kaare kaudu usaldusväärselt üle kanda, saadakse vuugi mitteväärismetalli poolelt sobitatud tugevus ja täiteaine valitakse kvalifikatsioonitesti alusel.
Ülevaatus ja vastuvõtmine
Iga kuumuse keemiline analüüs boori ja lämmastikuga, mis määratakse kindlaks kokkulepitud meetodil
Tõmbekatse toatemperatuuril ja kõrgendatud{0}}temperatuuri tõmbekatse, kui see on ette nähtud
Tootmisprotsessi libisemisrebenemise kontroll 600 kraadi Celsiuse järgi kvalifitseeritud andmete alusel
Metallograafiline uuring eelneva austeniidi tera suuruse ja karbiidi jaotuse jaoks
Toru korpuse ja keevisõmbluse kõvaduse testimine pärast keevisõmbluse{0}}järgset kuumtöötlust
Kogu keha ja keevisõmbluse ultraheliuuring, lisaks hüdrostaatilise rõhu testimine
Z-paksude-seina päiste ja plaaditoodete ala testimise suuna vähendamine
Tüüpilised rakendused
Klassi kasutatakse viimase-astme ülekuumuti ja järelkuumuti torude, väljalasketorude, ühendustorude ja auru proovivõtuliinide jaoks suurtes subkriitilistes ja ülekriitilistes kivisöeküttel{1}}kateldes, sealhulgas seadmetes, mis põletavad kõrge-leelissütt, kus suitsugaasid on agressiivsed. Seda esineb ka kõrge-kloriidisisaldusega suitsugaaside heitsoojuse taaskasutussüsteemides ja teistes kõrge-temperatuurilistes kollektorites, kus termilise väsimuse tõttu eelistatakse madala-niklisisaldusega ferriitterast austeniitsele.
Korduma kippuvad küsimused
K: Kas hinde 12 tähendab 12% kroomi?
Ei. Esinumbrid tähistavad nominaalset süsinikusisaldust umbes 0,12% ja järgmised 3 tähistavad umbes 3% kroomi, seega on klass madala -legeeritud kuumuskindel{5}teras.
K: Mis on maksimaalne töötemperatuur?
Kvalifitseeritud vahemik on 600–620 kraadi Celsiuse järgi auruklass ülekuumuti ja järelkuumuti torude jaoks; sellest vahemikust kõrgemal tuleks kaaluda 9% kroomi või austeniiti sisaldavat klassi.
K: Miks lisatakse sellele terasele boori?
Boor eraldub varasemate austeniidi terade piiridega ja aeglustab karbiidi jämenemist, mis pikendab roomamisiga kõrgel temperatuuril ilma niklit või suures koguses kroomi lisamata.
K: Millist kuumtöötlust on vaja?
Kolmekordne töötlus: normaliseerimine 1040–1080 kraadi Celsiuse järgi, kiirendatud jahutamine ja karastamine 740–790 kraadi Celsiuse järgi, millele järgneb õhkjahutus.
K: Kuidas seda võrrelda 2,25Cr-1Mo terasega?
See pakub märgatavalt paremat auru oksüdatsioonikindlust ja roomamistugevust, kuna kroomi ja räni sisaldus on kõrgem, sulami kõrgema hinna ja rangema protsessikontrolli hinnaga.
K: Millised puhtuse piirangud kehtivad?
Fosforit hoitakse maksimaalselt 0,015%, väävlit maksimaalselt 0,008% ja lämmastikku maksimaalselt 80 ppm, kusjuures tera suurus on 7 või peenem ja Z-suunaline pindala väheneb 35% või rohkem paksudel lõikudel.
