Ülevaade
SA-213 T91on kroom-molübdeenisulamist teras, mis on spetsiaalselt loodud kasutamiseks kõrgel temperatuuril{1}}. See on üks kõige laialdasemalt kasutatavaid marke kaasaegsete suure-tõhususega elektrijaamade ehitamisel. Tähis "T" tähendab, et see on aõmblusteta toru.
Selle peamine eelis on erakordneroomamise tugevus(vastupidavus deformatsioonile pikaajalisel{0}}kõrge pinge ja temperatuuriga kokkupuutel) võrreldes varasemate klassidega, nagu T22 (2,25Cr-1Mo).
Peamised omadused ja eelised
Kõrge{0}}temperatuuri tugevus:Võib töötada pidevalt metallitemperatuuril kuni umbes 625 kraadi (1157 kraadi F). See võimaldab kõrgemat aururõhku ja temperatuuri, mis toob kaasa elektrijaama suurema efektiivsuse.
Suurepärane libisemis- ja rebenemistugevus:Selle mikrostruktuur on stabiliseeritud, et vastupidavaks deformatsioonile ja purunemisele pikka aega (100,{1}} tundi) kõrge pinge ja temperatuuri juures.
Hea oksüdatsiooni- ja korrosioonikindlus:9% kroomisisaldus tagab palju parema vastupidavuse auru oksüdatsioonile ja kuumkorrosioonile (sulfidatsioonile) kui madala{1}}legeerterastel, nagu T11, T12 ja T22.
Hea termiline väsimuskindlus:Talub kuumutamisest ja jahutamisest põhjustatud tsüklilisi pingeid.
Keevitatavus:See on keevitatav, kuid nõuab protseduuride ranget kontrolli ja{0}}keevitusjärgset kuumtöötlust (PWHT).
Keemiline koostis (ASTM A213/A213M standard)
Kompositsioon on soovitud omaduste saavutamiseks ülioluline.
| Element | Koosseis (%) |
|---|---|
| Süsinik (C) | 0.08 - 0.12 |
| Mangaan (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fosfor (P) | 0,020 max |
| Väävel (S) | 0,010 max |
| Räni (Si) | 0.20 - 0.50 |
| Kroom (Cr) | 8.00 - 9.50 |
| Molübdeen (Mo) | 0.85 - 1.05 |
| Vanaadium (V) | 0.18 - 0.25 |
| nioobium (Nb) | 0.06 - 0.10 |
| Nikkel (Ni) | 0,40 max |
| Alumiinium (Al) | 0,02 max |
| Lämmastik (N) | 0.030 - 0.070 |
Miks need elemendid?
Cr & Mo:Tagage tahke lahuse tugevdamine ja korrosioonikindlus.
V ja Nb (Cb):Moodustage peened, stabiilsed karbiidid ja karbonitriidid, mis annavad võtmesademete tugevnemineja inhibeerivad dislokatsiooni liikumist kõrgel temperatuuril.
N:Töötab koos V ja Nb-ga, moodustades tugevdavaid karbonitriide ja aitab stabiliseerida mikrostruktuuri.
Mehaanilised omadused (ASTM A213/A213M standard)
| Kinnisvara | Nõue |
|---|---|
| Tõmbetugevus | Suurem kui 585 MPa (85 000 psi) või sellega võrdne |
| Saagi tugevus | Suurem või võrdne 415 MPa (60 000 psi) |
| Pikendamine | 20% või suurem (2 tolli või 50 mm) |
| Kõvadus | Väiksem või võrdne 250 HBW (Brinell) või 265 HV (Vickers) |
Metallurgia ja kuumtöötlus
T91 suurepärased omadused tulenevad konkreetsest kuumtöötlusprotsessist:
Normaliseerimine:Kuumutatakse kõrge temperatuurini (umbes . 1040-1080 kraadi / 1900–1975 kraadi F), et moodustada homogeenne austeniidi struktuur ja lahustada legeerelemendid.
Karastamine:Kiiresti jahutatud (õhuga kustutatud) ja seejärel uuesti kuumutatud madalamale temperatuurile (umbes . 730-780 kraadi / 1350–1435 kraadi F). See karastab martensiiti ja sadestab V, Nb ja Cr peened, tugevdavad karbiidid ja karbonitriidid.
Saadud mikrostruktuur onkarastatud martensiit, mis on erakordselt tugev ja stabiilne kõrgetel temperatuuridel.
Ühised rakendused
SA-213 T91 torusid kasutataksesoojusülekande sektsioonidkatelde ja ülekuumendite jaoks, kus temperatuurid ja rõhud on kõige tõsisemad.
Ülekuumendi torud
Küttekeha torud
Vesiseina paneelid(täiustatud katelde{0}}kõrge töökoormusega piirkondades)
Kõrge{0}}temperatuuri päised ja torustik(kuigi need on tavaliselt valmistatud samaväärse torustiku spetsifikatsiooni järgi,SA-335 P91)
Valmistamise ja keevitamise kaalutlused
T91-ga töötamine nõuab erilist hoolt:
Eelsoojendus:Kohustuslik, et vältida külma pragunemist. Tavaline eelsoojendus on 200-250 kraadi (400-480 kraadi F).
Keevitustarvikud:Peab kasutama sobivaid keemilisi täitemetalle (nt ER90S-B9 TIG jaoks, E9015-B9 SMAW jaoks).
Keevituse{0}}järgne kuumtöötlus (PWHT): Absoluutselt kriitiline.Tuleb teostada kindlas temperatuurivahemikus (tavaliselt 730{2}}760 kraadi / 1350–1400 kraadi F) piisava aja jooksul, et taastada mikrostruktuur ja tugevus kuumusest mõjutatud tsoonis (HAZ). Selle tegemata jätmine võib põhjustada enneaegse ebaõnnestumise.
Kontrollitud jahutus:Pärast keevitamist tuleb komponendil lasta aeglaselt jahtuda eelkuumutustemperatuurini enne PWHT-d.
Võrdlus teiste klassidega
vs. T22 (2,25Cr-1Mo):T91 on oluliselt tugevam. See võimaldab torude õhemaid seinu, parandades soojusülekannet ja vähendades termilist stressi ja kaalu.
vs. T92 / T911:Need on täiustatud 9% Cr-terased, millele on lisatud volframi (W) ja boori (B), mis pakuvad veelgi suuremat roomemistugevust kõige arenenumate ultra-ülikriitiliste (USC) tehaste jaoks. T91 on nende klasside eelkäija.
Oluline märkus "süsinikterase" klassifikatsiooni kohta
Kuigi on tavaline, et T91 nimetatakse "katla teraseks", nimetatakse seda a"Süsinikteras"on tehniliselt vale nimetus. See on amadala{0}}legeeritud terasestmärkimisväärse hulga legeerivate elementidega (kokku üle 10%). Tõelised katelde süsinikterased (nagu SA-210 A1/C) on minimaalse sulamisisaldusega ja neid kasutatakse madalama temperatuuriga osades, nagu veeseinad ja ökonomaiserid.
Kokkuvõte
SA-213 T91 on suure-tõhusa soojusenergia tootmise alusmaterjal. Selle optimeeritud keemia ja kontrollitud kuumtöötlus tagavad oma klassi jaoks võrreldamatu kombinatsiooni kõrgtemperatuurilisest tugevusest, roomamiskindlusest ja korrosioonikindlusest, muutes selle kriitilise ülekuumendi ja järelsoojendi torude jaoks sobivaks sulamiks.
