Ülevaade
X10CrMoVNb9-1 (tuntud ka kuiP91võiT91) on ülitugev{0}}libisemiskindel-ferriit-/martensiitteras. See töötati välja kasutamiseks elektrijaamade ja tööstuskatelde kõrge-temperatuuri ja-rõhuga osades.
"X10" näitab, et tegemist on kõrg-legeeritud terasega ning sellele järgnevad numbrid ja tähed kirjeldavad üksikasjalikult selle keemilist koostist.
1. Keemiline koostis
Kompositsioon on selle omaduste võtmeks. Siin on tüüpiline vahemik (kaalu%):
| Element | Sisu (%) | Eesmärk |
|---|---|---|
| Süsinik (C) | 0.08 - 0.12 | Annab põhilise tugevuse. |
| Kroom (Cr) | 8.00 - 9.50 | Annab suurepärase oksüdatsiooni- ja korrosioonikindluse kõrgetel temperatuuridel. |
| Molübdeen (Mo) | 0.85 - 1.05 | Suurendab tugevust ja libisemiskindlust. |
| Vanaadium (V) | 0.18 - 0.25 | Moodustab peeneid, stabiilseid karbiide, mis peavad vastu roomamise deformatsioonile. |
| nioobium (Nb) | 0.06 - 0.10 | (tuntud ka kui Columbium, Cb). Moodustab NbC karbiide terade puhastamiseks ja sademete tugevdamiseks. |
| Nikkel (Ni) | Väiksem või võrdne 0,40 | Parandab sitkust, kuid hoitakse madalal, et säilitada stabiilne ferriitne struktuur. |
| Mangaan (Mn) | 0.30 - 0.60 | Aitab deoksüdeerida terase valmistamise ajal. |
| Räni (Si) | 0.20 - 0.50 | Aitab deoksüdatsioonil ja parandab tugevust. |
| Lämmastik (N) | 0.03 - 0.07 | Töötab koos vanaadiumiga, moodustades tugevdavaid karbonitriide. |
| Fosfor (P) | Väiksem või võrdne 0,020 | Ebapuhtus, hoitakse madalal, et vältida haprust. |
| Väävel (S) | Väiksem või võrdne 0,010 | Ebapuhtus, hoitakse madalal kuumtöötlemise ja sitkuse parandamiseks. |
2. Peamised omadused
Miks kasutatakse seda terast nii laialdaselt katla torude jaoks? Tänu oma erakordsele omaduste kombinatsioonile:
Kõrge{0}}temperatuuri tugevus ja libisemiskindlus:See on selle peamine eelis. See talub tohutut siserõhku ja temperatuuri kuni~600 kraadi (1112 kraadi F)100 000 tundi ilma olulise deformatsioonita (libisemiseta). See võimaldab vanemate klassidega, näiteks P22-ga võrreldes õhemaid toruseinaid, vähendades kaalu ja termilist pinget.
Hea oksüdatsioonikindlus:Kõrge kroomisisaldus moodustab pinnale kaitsva kleepuva kroomoksiidi (Cr₂O₃) kihi, mis hoiab ära edasise katlakivi tekke ja lagunemise aurukeskkonnas.
Madal soojuspaisumine:Ferriit-/martensiiterasena on sellel madalam soojuspaisumistegur kui austeniitsetel roostevabadel terastel (nt 304, 316). See vähendab soojuspingeid katla käivitamise ja seiskamise tsüklite ajal.
Kõrge soojusjuhtivus:Parem soojusülekanne kui austeniitsetel terastel, mis tagab katla tõhusama töö.
Hea keevitatavus:See on keevitatav, kuid nõuab ranget kontrolli protseduuride üle, sealhulgas eel{0}}kuumutamist ja spetsiifilist keevitusjärgset-kuumtöötlust (PWHT), et taastada karastatud martensiitsestruktuur ja saavutada nõutav sitkus.
3. Mikrostruktuur
Teras tarnitaksenormaliseeritud ja karastatudtingimus.
Normaliseerimine:Kuumutamine umbes 1050{1}}1100 kraadini ja õhkjahutus, mis moodustab tugeva martensiitse struktuuri.
Karastamine:Taas-küte umbes 750-780 kraadini ja õhkjahutus. See karastab martensiiti, parandab selle sitkust ja stabiliseerib mikrostruktuuri V(N,C) ja NbC peente sademega.
Lõplik mikrostruktuur onkarastatud martensiitkarbiidide ja karbonitriidide peene dispersiooniga.
4. Levinud rakendused katlasüsteemides
Torusid X10CrMoVNb9-1 kasutatakse kaasaegsete elektrijaamade kuumimates ja kriitilisemates osades:
Peamised Steami liinid:Ülekuumendatud auru juhtimine katlast kõrgsurveturbiini-.
Kuumad kuumutusliinid:Auru juhtimine kõrgsurveturbiinist uuesti soojendamiseks katlasse ja seejärel vaherõhuturbiini-.
Ülekuumendi ja järelsoojendi päised:Suured{0}}läbimõõduga torud, mis koguvad ja jaotavad auru ülekuumendi ja järelkuumuti mähistele.
Kõrge{0}}temperatuuri torustikkatla saare sees.
5. Samaväärsed hinded
Oluline on teada erinevate standardisüsteemide samaväärseid nimetusi:
| Standardne | Määramine | Märkus |
|---|---|---|
| ET / DIN | X10CrMoVNb9-1 | Algne Euroopa tähistus. |
| ASTM/ASME | A335 P91 | Õmblusteta ferriidsulamist-terastorude jaoks. |
| ASTM/ASME | A213 T91 | Õmblusteta ferriidsulamist{0}}terastorude (väiksema läbimõõduga) jaoks. |
| ASME | SA335 P91, SA213 T91 | Sama mis eespool. |
| UNS | K90901 | Ühtne numeratsioonisüsteem. |
| JIS | STBA 29 | Jaapani tööstusstandard. |
6. Olulised kaalutlused kasutamisel
Keevitamine ja keevitus{0}}järgne kuumtöötlus (PWHT):See on kriitiline. Keevitamisel tuleb järgida kvalifitseeritud protseduure sobivate täitemetallidega (nt ER90S-B9).PWHT on kohustuslikpingete leevendamiseks ja kuumuse{0}}mõjutatud tsooni (HAZ) leevendamiseks. Tüüpiline PWHT temperatuurivahemik on 760±14 kraadi.
Jahutuskiirus pärast keevitamist:Seda tuleb kontrollida, et vältida kõva, rabeda karastamata martensiidi teket. Seda juhitakse, järgides õigeid eel-kuumutus- ja vahetemperatuuri juhtelemente.
IV tüüpi krakkimine:See on teadaolev rikkemehhanism P91 keevisõmbluste peene Õige projekteerimine, keevitamine ja PWHT on selle riski maandamiseks hädavajalikud.
Kokkuvõte
X10CrMoVNb9-1 (P91/T91)on töömaterjal kaasaegsete, suure{0}}tõhusate kivisöe-- ja biomassiga elektrijaamade jaoks. Selle suurepärane tugevus kõrgel-temperatuuril võimaldab kavandada tehaseid, mis töötavad kõrgemal temperatuuril ja rõhul, mis suurendab tõhusust ja vähendab heitkoguseid. Kuid selle eelised realiseeritakse ainult hoolika tähelepanuga tootmise, keevitamise ja kuumtöötluse protokollidele.
