ภาพรวม
SA-213 T91เป็นเหล็กกล้าผสมโครเมียม-โมลิบดีนัมที่ออกแบบโดยเฉพาะสำหรับการให้บริการที่อุณหภูมิสูง- เป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดแห่งหนึ่งในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพสูง- อักษร "T" มีความหมายว่า กท่อไร้รอยต่อ.
ข้อได้เปรียบหลักของมันคือความโดดเด่นความแรงของการคืบคลาน(ความต้านทานต่อการเสียรูปภายใต้-การสัมผัสกับความเครียดและอุณหภูมิสูงในระยะยาว) เมื่อเปรียบเทียบกับเกรดรุ่นก่อนๆ เช่น T22 (2.25Cr-1Mo)
ลักษณะสำคัญและข้อดี
ความแรงของอุณหภูมิสูง-:สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิโลหะสูงถึงประมาณ 625 องศา (1157 องศา F) ซึ่งช่วยให้แรงดันไอน้ำและอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้โรงไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น
ความสามารถในการคืบคลานและการแตกหักที่ดีเยี่ยม:โครงสร้างจุลภาคมีความเสถียรเพื่อต้านทานการเสียรูปและความล้มเหลวในระยะเวลาอันยาวนาน (100,000+ ชั่วโมง) ที่ความเครียดและอุณหภูมิสูง
ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่ดี:ปริมาณโครเมียม 9% ให้ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันของไอน้ำและการกัดกร่อนที่ร้อน (ซัลไฟด์) ได้ดีกว่าเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ- เช่น T11, T12 และ T22
ต้านทานความล้าจากความร้อนได้ดี:สามารถทนต่อความเครียดแบบวงจรที่เกิดจากความร้อนและความเย็นได้
ความสามารถในการเชื่อม:สามารถเชื่อมได้ แต่ต้องมีการควบคุมขั้นตอนและ-การให้ความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) อย่างเข้มงวด
องค์ประกอบทางเคมี (มาตรฐาน ASTM A213/A213M)
องค์ประกอบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุคุณสมบัติที่ต้องการ
| องค์ประกอบ | องค์ประกอบ (%) |
|---|---|
| คาร์บอน (ซี) | 0.08 - 0.12 |
| แมงกานีส (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| ฟอสฟอรัส (P) | สูงสุด 0.020 |
| ซัลเฟอร์ (S) | สูงสุด 0.010 |
| ซิลิคอน (ศรี) | 0.20 - 0.50 |
| โครเมียม (Cr) | 8.00 - 9.50 |
| โมลิบดีนัม (Mo) | 0.85 - 1.05 |
| วาเนเดียม (V) | 0.18 - 0.25 |
| ไนโอเบียม (Nb) | 0.06 - 0.10 |
| นิกเกิล (พรรณี) | สูงสุด 0.40 |
| อะลูมิเนียม (อัล) | สูงสุด 0.02 |
| ไนโตรเจน (N) | 0.030 - 0.070 |
ทำไมต้องมีองค์ประกอบเหล่านี้?
เครดิตและโม:ให้สารละลายแข็งและทนทานต่อการกัดกร่อน
วี และ เอ็นบี (Cb):ก่อตัวเป็นคาร์ไบด์และคาร์โบไนไตรด์ที่ละเอียดและเสถียรซึ่งเป็นส่วนสำคัญการเร่งรัดให้แข็งแกร่งขึ้นและยับยั้งการเคลื่อนที่เคลื่อนตัวที่อุณหภูมิสูง
N:ทำงานร่วมกับ V และ Nb เพื่อสร้างคาร์โบไนไตรด์ที่เสริมสร้างความแข็งแรง และช่วยให้โครงสร้างจุลภาคมีความเสถียร
คุณสมบัติทางกล (มาตรฐาน ASTM A213/A213M)
| คุณสมบัติ | ความต้องการ |
|---|---|
| ความต้านแรงดึง | มากกว่าหรือเท่ากับ 585 MPa (85,000 psi) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | มากกว่าหรือเท่ากับ 415 MPa (60,000 psi) |
| การยืดตัว | มากกว่าหรือเท่ากับ 20% (ใน 2 นิ้วหรือ 50 มม.) |
| ความแข็ง | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 HBW (บริเนล) หรือ 265 HV (วิคเกอร์ส) |
โลหะวิทยาและการบำบัดความร้อน
คุณสมบัติที่เหนือกว่าของ T91 เป็นผลโดยตรงจากกระบวนการบำบัดความร้อนจำเพาะ:
การทำให้เป็นมาตรฐาน:ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ. 1040-1080 องศา / 1900-1975 องศา F) เพื่อสร้างโครงสร้างออสเทนไนต์ที่เป็นเนื้อเดียวกันและละลายองค์ประกอบอัลลอยด์
การแบ่งเบาบรรเทา:ระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (ดับด้วยอากาศ) จากนั้นนำไปอุ่นอีกครั้งที่อุณหภูมิต่ำลง (ประมาณ. 730-780 องศา / 1350-1435 องศา F) สิ่งนี้จะปรับสภาพมาร์เทนไซต์และตกตะกอนคาร์ไบด์และคาร์โบไนไตรด์ที่ละเอียดและเสริมกำลังของ V, Nb และ Cr
โครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้นคือมาร์เทนไซต์อารมณ์ซึ่งมีความแข็งแรงเป็นพิเศษและเสถียรที่อุณหภูมิสูง
การใช้งานทั่วไป
ท่อ SA-213 T91 ถูกนำมาใช้ในส่วนการถ่ายเทความร้อนของหม้อไอน้ำและฮีตเตอร์ซุปเปอร์ฮีตเตอร์ที่มีอุณหภูมิและความดันรุนแรงที่สุด
หลอดซุปเปอร์ฮีตเตอร์
ท่อรีฮีตเตอร์
แผงวอเตอร์วอลล์(ในพื้นที่หน้าที่สูง-ของหม้อไอน้ำขั้นสูง)
ส่วนหัวและท่ออุณหภูมิสูง-(แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้จะทำจากข้อกำหนดท่อที่เทียบเท่ากันSA-335 P91)
ข้อควรพิจารณาในการแปรรูปและการเชื่อม
การทำงานกับ T91 ต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ:
การอุ่นเครื่อง:บังคับเพื่อป้องกันการแตกร้าวด้วยความเย็น โดยทั่วไปการอุ่นเครื่องคือ 200-250 องศา (400-480 องศา F)
วัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อม:ต้องใช้โลหะตัวเติมเคมีที่เข้ากัน (เช่น ER90S-B9 สำหรับ TIG, E9015-B9 สำหรับ SMAW)
หลัง-การรักษาความร้อนจากการเชื่อม (PWHT): สำคัญอย่างยิ่งต้องดำเนินการภายในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 730-760 องศา / 1350-1400 องศา F) ในระยะเวลาที่เพียงพอในการฟื้นฟูโครงสร้างจุลภาคและความเหนียวในบริเวณที่ได้รับความร้อน (HAZ) การไม่ปฏิบัติตามอาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรได้
ควบคุมความเย็น:หลังการเชื่อม ควรปล่อยให้ส่วนประกอบเย็นลงอย่างช้าๆ จนถึงอุณหภูมิอุ่นก่อน PWHT
เปรียบเทียบกับเกรดอื่นๆ
เทียบกับ T22 (2.25Cr-1Mo):T91 แข็งแกร่งกว่ามาก ช่วยให้ผนังท่อบางลง ปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน และลดความเครียดและน้ำหนักจากความร้อน
เทียบกับ T92 / T911:เหล็กกล้าเหล่านี้คือเหล็กกล้า Cr ขั้นสูง 9% พร้อมด้วยทังสเตน (W) และโบรอน (B) ที่เติมเข้าไป ซึ่งให้ความแข็งแรงในการคืบที่สูงขึ้นสำหรับโรงงานที่มีวิกฤตยิ่งยวดยิ่งยวด (USC) ขั้นสูงสุด T91 เป็นรุ่นก่อนของเกรดเหล่านี้
หมายเหตุสำคัญเกี่ยวกับการจำแนกประเภท "เหล็กกล้าคาร์บอน"
แม้ว่าจะเรียก T91 ว่าเป็น "หม้อต้มเหล็ก" แต่ก็เรียกมันว่า a"เหล็กกล้าคาร์บอน"เป็นการเรียกชื่อผิดในทางเทคนิค มันคือกเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ-ด้วยองค์ประกอบโลหะผสมจำนวนมาก (รวมมากกว่า 10%) เหล็กกล้าคาร์บอนแท้สำหรับหม้อไอน้ำ (เช่น SA-210 A1/C) มีปริมาณโลหะผสมน้อยที่สุด และใช้สำหรับส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า เช่น กำแพงกั้นน้ำและตัวประหยัด
สรุป
SA-213 T91 เป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับการผลิตพลังงานความร้อนประสิทธิภาพสูง- เคมีที่ได้รับการปรับปรุงและการบำบัดความร้อนแบบควบคุมทำให้เกิดการผสมผสานที่ไม่มีใครเทียบระหว่างความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานการคืบคลาน และความต้านทานการกัดกร่อนในระดับเดียวกัน ทำให้เป็นโลหะผสมที่ใช้สำหรับเครื่องทำซุปเปอร์ฮีตเตอร์และท่อรีฮีตเตอร์ที่สำคัญ
