Genel Bakış
SA-213 T91yüksek sıcaklıkta hizmet için özel olarak tasarlanmış-krom-molibden alaşımlı bir çeliktir. Modern, yüksek-verimli enerji santrallerinin yapımında en yaygın kullanılan kalitelerden biridir. "T" işareti bunun bir olduğunu belirtirdikişsiz tüp.
Birincil avantajı olağanüstü olmasıdırsürünme mukavemeti(yüksek-süreli yüksek strese ve sıcaklığa maruz kalma altında deformasyona karşı direnç) T22 (2.25Cr-1Mo) gibi önceki kalitelerle karşılaştırıldığında.
Temel Özellikler ve Avantajlar
Yüksek-Sıcaklık Dayanımı:Yaklaşık 625 dereceye (1157 derece F) kadar metal sıcaklıklarında sürekli olarak çalışabilir. Bu, daha yüksek buhar basınçlarına ve sıcaklıklara olanak tanıyarak enerji santralinin verimliliğinin artmasını sağlar.
Mükemmel Sürünme ve Kopma Dayanımı:Mikro yapısı, yüksek stres ve sıcaklıkta uzun süreler boyunca (100,000+ saat) deformasyona ve arızaya dayanacak şekilde stabilize edilmiştir.
İyi Oksidasyon ve Korozyon Direnci:%9 Krom içeriği, buhar oksidasyonuna ve sıcak korozyona (sülfidasyon) karşı T11, T12 ve T22 gibi düşük-alaşımlı çeliklere göre çok daha iyi direnç sağlar.
İyi Termal Yorulma Direnci:Isıtma ve soğutmanın neden olduğu döngüsel gerilimlere dayanabilir.
Kaynaklanabilirlik:Kaynaklanabilir ancak prosedürlerin sıkı kontrolünü ve{0}kaynak sonrası ısıl işlemi (PWHT) gerektirir.
Kimyasal Bileşimi (ASTM A213/A213M Standardı)
Bileşim, istenen özelliklerin elde edilmesi açısından kritik öneme sahiptir.
| Öğe | Kompozisyon (%) |
|---|---|
| Karbon (C) | 0.08 - 0.12 |
| Manganez (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fosfor (P) | maksimum 0,020 |
| Kükürt (S) | maksimum 0,010 |
| Silikon (Si) | 0.20 - 0.50 |
| Krom (Cr) | 8.00 - 9.50 |
| Molibden (Mo) | 0.85 - 1.05 |
| Vanadyum (V) | 0.18 - 0.25 |
| Niyobyum (Nb) | 0.06 - 0.10 |
| Nikel (Ni) | maksimum 0,40 |
| Alüminyum (Al) | maksimum 0,02 |
| Azot (N) | 0.030 - 0.070 |
Neden bu unsurlar?
CR ve Mo:Katı çözelti güçlendirme ve korozyon direnci sağlar.
V ve Nb (Cb):Anahtarı sağlayan ince, kararlı karbürleri ve karbonitrürleri oluşturunyağış güçlendirmeve yüksek sıcaklıklarda dislokasyon hareketini engeller.
N:Güçlendirici karbonitrürleri oluşturmak için V ve Nb ile birlikte çalışır ve mikro yapıyı stabilize etmeye yardımcı olur.
Mekanik Özellikler (ASTM A213/A213M Standardı)
| Mülk | Gereklilik |
|---|---|
| Çekme Dayanımı | 585 MPa'dan (85.000 psi) büyük veya ona eşit |
| Akma Dayanımı | 415 MPa'dan (60.000 psi) büyük veya ona eşit |
| Uzama | %20'den büyük veya buna eşit (2 inç veya 50 mm cinsinden) |
| Sertlik | 250 HBW (Brinell) veya 265 HV'ye (Vickers) eşit veya daha az |
Metalurji ve Isıl İşlem
T91'in üstün özellikleri spesifik bir ısıl işlem sürecinin doğrudan sonucudur:
Normalleştirme:Homojen bir ostenit yapısı oluşturmak ve alaşım elementlerini çözmek için yüksek bir sıcaklığa (yaklaşık. 1040-1080 derece / 1900-1975 derece F) ısıtılır.
Temperleme:Hızla soğutuldu (havayla söndürüldü) ve ardından daha düşük bir sıcaklığa (yaklaşık. 730-780 derece / 1350-1435 derece F) yeniden ısıtıldı. Bu, martensiti temperler ve V, Nb ve Cr'nin ince, güçlendirici karbürlerini ve karbonitrürlerini çökeltir.
Ortaya çıkan mikro yapıtemperlenmiş martenzitYüksek sıcaklıklarda son derece güçlü ve stabildir.
Ortak Uygulamalar
SA-213 T91 borular kullanılmaktadır.ısı transfer bölümleriSıcaklık ve basıncın en şiddetli olduğu kazanlar ve kızdırıcılar.
Kızdırıcı Tüpler
Yeniden Isıtma Tüpleri
Su Duvarı Panelleri(gelişmiş kazanların-yüksek görev alanlarında)
Yüksek-Sıcaklık Başlıkları ve Borular(bunlar genellikle eşdeğer boru tesisatı spesifikasyonundan yapılmış olsa da,SA-335 P91)
İmalat ve Kaynak Konuları
T91 ile çalışmak özel dikkat gerektirir:
Ön ısıtma:Soğuk çatlamayı önlemek için zorunludur. Tipik ön ısıtma 200-250 derecedir (400-480 derece F).
Kaynak Sarf Malzemeleri:Eşleşen kimyasal dolgu metalleri kullanılmalıdır (örneğin, TIG için ER90S-B9, SMAW için E9015-B9).
Kaynak Sonrası{0}Isıl İşlem (PWHT): Kesinlikle kritik.Isıdan etkilenen bölgedeki (HAZ) mikro yapıyı ve dayanıklılığı eski haline getirmek için yeterli bir süre boyunca belirli bir sıcaklık aralığında (tipik olarak 730-760 derece / 1350-1400 derece F) gerçekleştirilmelidir. Bunu yapmamak erken başarısızlığa yol açabilir.
Kontrollü Soğutma:Kaynak sonrasında bileşenin PWHT'den önceki ön ısıtma sıcaklığına kadar yavaşça soğumasına izin verilmelidir.
Diğer Sınıflarla Karşılaştırma
T22'ye (2.25Cr-1Mo) karşı:T91 önemli ölçüde daha güçlüdür. Bu, daha ince boru duvarlarına olanak tanır, ısı transferini iyileştirir ve termal stresi ve ağırlığı azaltır.
T92 / T911'e karşı:Bunlar, Tungsten (W) ve Bor (B) ilaveli gelişmiş %9 Cr çeliklerdir ve en gelişmiş ultra-süperkritik (USC) tesisler için daha da yüksek sürünme mukavemeti sunar. T91 bu kalitelerin öncüsüdür.
"Karbon Çelik" Sınıflandırmasına İlişkin Önemli Not
T91'i "kazan çeliği" olarak adlandırmak yaygın olsa da, onu bir "kazan çeliği" olarak adlandırmak"Karbon Çelik"teknik olarak yanlış bir isimdir. Bu birdüşük-alaşımlı çelikönemli miktarda alaşım elementi içerir (toplamda %10'un üzerinde). Kazanlar için gerçek karbon çelikleri (SA-210 A1/C gibi) minimum alaşım içeriğine sahiptir ve su duvarları ve ekonomizerler gibi daha düşük sıcaklıktaki bölümler için kullanılır.
Özet
SA-213 T91, yüksek-verimli termal enerji üretimi için temel bir malzemedir. Optimize edilmiş kimyası ve kontrollü ısıl işlemi, kendi sınıfı için yüksek sıcaklık dayanımı, sürünme direnci ve korozyon direncinin eşsiz bir kombinasyonunu sunar ve bu da onu kritik kızdırıcı ve yeniden ısıtıcı boruları için en güçlü alaşım haline getirir.
