Pārskats: kas ir SA-213 T92?
SA-213 T92 ir specifikācija priekšbezšuvju ferīta un austenīta tērauda katls, pārkarsētājs un siltummaiņa caurulessaskaņā ar ASME (Amerikas Mašīnbūves inženieru biedrības) kodeksu. "T92" apzīmē īpašu tērauda marku ar ķīmisko sastāvu, kura centrā ir hroms-molibdēns ar volframa, vanādija un niobija piedevām, un, jo īpaši, nelielu kontrolētu bora daudzumu.
Tas ir uzlabotās "9Cr" tēraudu saimes loceklis un ir populārās T91 kategorijas pēctecis, piedāvājot ievērojami uzlabotu šļūdes izturību paaugstinātā temperatūrā.
Galvenās īpašības un priekšrocības
Izcila šļūdes izturība:Tā ir galvenā T92 priekšrocība. Tas var izturēt lielu spriegumu (piemēram, iekšējo spiedienu) ļoti augstā temperatūrā (parasti no 580 līdz 625 grādiem / 1076 grādiem F līdz 1157 grādiem F) ilgstoši, nedeformējoties vai nebojājot. Tas ļauj konstruēt plānākas sienas caurules, uzlabojot siltuma pārneses efektivitāti un samazinot svaru.
Augstas temperatūras oksidācijas izturība:Ar aptuveni 9% hroma saturu T92 uz tās virsmas veido stabilu, aizsargājošu hroma oksīda slāni, kas ir izturīgs pret katlakmens veidošanos un koroziju tvaika un dūmgāzu vidē.
Laba siltumvadītspēja:Salīdzinot ar austenīta nerūsējošo tēraudu (piemēram, 304H vai 347H), T92 ir labāka siltumvadītspēja, kas ir ļoti svarīga efektīvai siltuma pārnesei katla caurulēs.
Apakšējā termiskā izplešanās:Tā termiskās izplešanās koeficients ir zemāks nekā austenīta tēraudiem, kas samazina termisko spriegumu palaišanas, izslēgšanas un slodzes maiņas laikā.
Ķīmiskais sastāvs (tipiski % pēc svara, pēc ASME SA-213)
| Elements | Sastāvs (%) | Mērķis |
|---|---|---|
| Ogleklis (C) | 0.07 - 0.13 | Stiprums, karbīda veidošanās |
| Mangāns (Mn) | 0.30 - 0.60 | Stiprums, deoksidētājs |
| Fosfors (P) | 0,020 maks | Piemaisījums (kontrolēts) |
| Sērs (S) | 0,010 maks | Piemaisījums (kontrolēts) |
| Silīcijs (Si) | 0,50 maks | Deoksidētājs |
| Hroms (Cr) | 8.50 - 9.50 | Oksidācijas un korozijas izturība |
| Molibdēns (Mo) | 0.30 - 0.60 | Cietā šķīduma stiprināšana |
| Vanādijs (V) | 0.15 - 0.25 | Karbīda veidošanās, šļūdes izturība |
| niobijs (Nb) | 0.04 - 0.09 | Smalki karbīda/nitrīda nokrišņi |
| Volframs (W) | 1.50 - 2.00 | Cietā šķīduma stiprināšana |
| Slāpeklis (N) | 0.030 - 0.070 | Nitrīdu veidošanās stiprībai |
| Bors (B) | 0.001 - 0.006 | Galvenais elements:Uzlabo šļūdes izturību, stabilizējot mikrostruktūru. |
| Niķelis (Ni) | 0,40 maks | Austenīta stabilizators (kontrolēts) |
| Alumīnijs (Al) | 0,02 maks | Deoksidētājs (kontrolēts) |
Mehāniskās īpašības (parasti, saskaņā ar ASME SA-213)
| Īpašums | Prasība |
|---|---|
| Stiepes izturība | Lielāks vai vienāds ar 620 MPa (90 ksi) |
| Ražas spēks | Lielāks vai vienāds ar 440 MPa (64 ksi) |
| Pagarinājums | Lielāks vai vienāds ar 20% (uz 50 mm garuma) |
| Cietība | Parasti 220-265 HBW |
Kopīgas lietojumprogrammas
SA-213 T92 izmanto mūsdienu, augstas efektivitātes spēkstaciju kritiskākajās augstas temperatūras sekcijās:
Pārsildītāja caurules:Pārkarsētāju pēdējie posmi, kur tvaika temperatūra ir visaugstākā.
Sildītāja caurules:Sildītāja sekcijas, kas darbojas zem augsta spiediena un temperatūras.
Ūdens sienu paneļi:Uzlabotos ultra-superkritiskajos (USC) katlos, kur krāsns temperatūra ir ārkārtēja.
Augstas temperatūras galvenes un cauruļvadi:Lai gan cauruļvadiem tiek izmantota cita specifikācija (SA-335 P92), tie ir vienas kvalitātes tērauds.
Tās izmantošana ļauj spēkstacijām darboties augstākā tvaika temperatūrā un spiedienā (piemēram, 600 grādi + un 25 MPa+), kā rezultātāievērojami augstāka siltuma efektivitāte(bieži vien virs 45%) unsamazinātas CO₂ emisijas.
Izgatavošanas un metināšanas apsvērumi
T92 ir ļoti leģēts tērauds, kas ražošanas laikā ir rūpīgi jārīkojas:
Iepriekšēja uzsildīšana: Obligātipirms metināšanas, lai novērstu aukstās plaisāšanu. Parastā priekšsildīšana ir 200–250 grādi (392–482 grādi F).
Termiskā apstrāde pēc metināšanas (PWHT): Absolūti kritiski.Īpaša atlaidināšanas apstrāde (parasti 760 grādi ± 10 grādi / 1400 grādi F ± 18 grādi F) jāveic tūlīt pēc metināšanas, lai:
Atbrīvojieties no atlikušās spriedzes.
Atlaidiniet cieto, trauslo martensītu, kas izveidojies metināšanas karstuma ietekmētajā zonā (HAZ).
Atjaunojiet vēlamo mikrostruktūru un stingrību.
Metināšanas palīgmateriāli:Jāizmanto atbilstoši vai pārāk saskaņoti pildvielas metāli (piemēram, ER90S-B9, E9015-B9).
Kontrolēta dzesēšana:Pēc PWHT sastāvdaļas lēnām jāatdzesē mierīgā gaisā.
Nepareiza metināšana vai termiskā apstrāde var izraisīt priekšlaicīgu atteici.
Salīdzinājums ar citām pakāpēm
| Novērtējums | Galvenās iezīmes | Tipiskā maksimālā lietošanas temperatūra* |
|---|---|---|
| SA-213 T22 (2,25 Cr-1Mo) | Laba izturība un metināmība, darba zirgu sakausējums. | ~540 grādi (1000 grādi F) |
| SA-213 T91 (9Cr-1Mo-V) | Būtisks uzlabojums salīdzinājumā ar T22, laba izturība. | ~595 grādi (1100 grādi F) |
| SA-213 T92 (9Cr-0.5Mo-1.8WV-Nb-B) | Izcila šļūdes izturība līdz T91, pieļauj plānākas sienas. | ~620 grādi (1150 grādi F) |
| SA-213 TP304H / TP347H | Austenīta nerūsējošais tērauds, lieliska izturība pret koroziju, zemāka siltumvadītspēja. | ~700 grādi (1292 grādi F) |
*Piezīme: maksimālā temperatūra ir ļoti atkarīga no stresa un projektētā kalpošanas laika.
Secinājums
SA-213 T92 ir aaugstākās kvalitātes, uzlabots augstas stiprības tēraudsir būtiska, lai paplašinātu termiskās efektivitātes robežas mūsdienu elektroenerģijas ražošanā. Tā izcilā veiktspēja augstā temperatūrā ir saistīta ar prasībām pēc specializētām zināšanām metināšanā un termiskajā apstrādē, padarot to par materiālu augsti izstrādātiem lietojumiem, nevis vispārējai lietošanai.
