SA-691 92. Sınıf Nedir?
SA-691 (ASTM A691), orta ve yüksek sıcaklıklarda yüksek basınçlı hizmet için, levhanın şekillendirilmesi ve uzunlamasına dikişin tozaltı ark kaynağı ile kaynaklanmasıyla yapılan elektrik ergitme kaynaklı çelik boruyu kapsar. 92 sınıfı, A335 P92 ve A213 T92'nin kaynaklı eşdeğeri olan 9Cr-2W sürünme mukavemeti arttırılmış ferritik (CSEF) kalitesidir. Çelik, tungsten ve molibden katı çözelti sertleştirmesi, vanadyum-niyobyum karbonitrit çökeltmesi ve borla stabilize edilmiş tane sınırları ile güçlendirilir ve 600 ila 650 C'de Derece 91'e göre yaklaşık %20 ila %30 daha yüksek sürünme mukavemeti sağlar. Derece 91'in aşırı duvar kalınlığı gerektirdiği ultra süper kritik kazanların en sıcak bölümleri için kullanılır.
Kimyasal Bileşim
Grade 92'nin bileşimi sıkı bir şekilde kontrol edilir çünkü her element sürünme performansını etkiler:
| Öğe | Aralık veya maksimum, % |
|---|---|
| Karbon | 0.07 – 0.13 |
| Manganez | 0.30 – 0.60 |
| Fosfor, maksimum | 0.020 |
| Kükürt, maksimum | 0.010 |
| Silikon, maksimum | 0.50 |
| Krom | 8.50 – 9.50 |
| Molibden | 0.30 – 0.60 |
| Tungsten | 1.50 – 2.00 |
| Vanadyum | 0.15 – 0.25 |
| Niyobyum | 0.04 – 0.09 |
| Azot | 0.030 – 0.070 |
| Bor | 0.001 – 0.006 |
| Alüminyum, maks | 0.02 |
| Nikel, maks | 0.40 |
Alüminyumun oranı %0,02 ile sınırlıdır çünkü çok küçük miktarlardaki alüminyum bile nitrojen kontrollü güçlendirmeye müdahale eder. Dayanıklılığın azalmasını ve imalat sırasında çatlama riskinin artmasını önlemek için nikel sınırlıdır.
Mekanik Özellikler
Oda sıcaklığı gereksinimleri, minimum 620 MPa (90.000 psi) çekme mukavemeti, minimum 440 MPa (64.000 psi) akma mukavemeti ve 50 mm'de minimum %20 uzama, sertlik tipik olarak 210 ila 250 HBW ve ısıl işlemden sonra maksimum 250 HBW'dir. Kalitenin mühendislik değeri yüksek sıcaklıktadır: 600 C'de 100.000 saat sonra sürünme kopma mukavemeti kabaca 180 MPa iken Sınıf 91 için yaklaşık 140 MPa'dır ve izin verilen gerilim yaklaşık %30 daha yüksektir, bu da aynı hizmet için daha ince duvarlara izin verir.
Isıl İşlem
Kaynaklı boru kaynak sonrası normalleştirilmeli ve temperlenmelidir. Normalleştirme 1040 ila 1080°C'de gerçekleştirilir, ardından en az bir saat süreyle 750 ila 780°C'de temperleme yapılır. Optimum tokluk ve mukavemet için tavlama hedefi 760 C civarındadır. Isıl işlem hem taban plakasının hem de kaynağın mikro yapısını onardığından, bu bir seçenek değil, üretim yolunun zorunlu bir parçasıdır. Isıl işlem süre-sıcaklık kayıtları değirmen dokümantasyonunda yer almalıdır.
Kaynak ve İmalat
92 kalite yalnızca nitelikli prosedürler ve deneyimli personel ile kaynak yapılabilir. 200 ila 250 C ön ısıtma gereklidir, pasolar arası sıcaklık kesinlikle maksimum 300 C ile sınırlıdır ve servis kaynakları için 760 C artı veya eksi 10 C'de kaynak sonrası ısıl işlem tartışılamaz. Dolgu metali Grade 92 ile eşleşmelidir; P91 dolgu maddesiyle kaynak yapmak, zamanından önce arızalanabilecek, uyumsuz bir kaynak üretir. PWHT'den sonra, kaynağın sertliği kontrol edilmelidir; 200 ila 250 HBW aralığının dışındaki değerler, uygunsuz ısıl işlemi gösterir. Malzeme, ince taneli ısıdan etkilenen bölgedeki Tip IV çatlamaya karşı hassastır, bu nedenle termal çevrimlerin hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Kalite Güvencesi
Kritik projeler, temel gerekliliklerin ötesinde, tüm kaynakların %100 radyografisini ve ultrasonik testini, ana metal, ısıdan etkilenen bölge ve kaynak boyunca sertlik haritalamasını ve ana ve dolgu metallerinin pozitif malzeme tanımlamasını gerektirir. Standardın S5 (radyografi), S6 (ultrasonik test), S8 (sertlik) ve S9 (Charpy darbe testi) gibi tamamlayıcı gereksinimlerine genellikle başvurulur. Prototip veya kritik uygulamalar için, kaynak prosedürünü nitelendirmek amacıyla çapraz kaynak sürünme testi kullanılır. Değirmen test raporu, tüm ısıl işlem kayıtlarını, tungsten, bor, alüminyum ve nitrojene özel dikkat gösterilerek gerçek kimyayı ve tüm mekanik test sonuçlarını içermelidir.
Sıkça Sorulan Sorular
S: SA-691 92. Sınıf nedir?
Ultra süper kritik enerji santrallerinin en sıcak bölümleri için kullanılan, A335 P92 ve A213 T92'ye eşdeğer 9Cr-2W sürünme mukavemeti arttırılmış ferritik çeliğin elektrik füzyon kaynaklı boru şeklidir.
S: 92. Sınıf, 91. Sınıfla nasıl karşılaştırılır?
Derece 92, yaklaşık %1,8 tungsten ekler ve nitrojen ve bor kontrolünü sıkılaştırır, 600 ila 650 C'de yaklaşık %20 ila 30 daha yüksek sürünme mukavemeti sağlar ve daha ince duvarlara izin verir.
Soru: 92. sınıfın kompozisyonu nedir?
Yaklaşık %9 krom, %0,5 molibden, %1,5 ila %2,0 tungsten, %0,15 ila %0,25 vanadyum, %0,04 ila %0,09 niyobyum, %0,030 ila %0,070 nitrojen ve %0,001 ila %0,006 bor; alüminyum %0,02 ile sınırlıdır.
Soru: Kaynak sonrası ısıl işlem gerekli midir?
Evet, 760 C artı veya eksi 10 C'de. 92. Sınıf kaynaklar için PWHT zorunludur, ayrıca 200 ila 250 C ön ısıtma ve maksimum 300 C pasolararası sıcaklık gerekir.
S: 92. Sınıf için P91 dolgu metali kullanılabilir mi?
Hayır. Dolgu maddesi Grade 92 ile eşleşmelidir. P91 dolgu maddesi, daha düşük sürünme mukavemeti ve erken arıza riski ile yetersiz uyum sağlayan bir kaynak üretir.
S: 92. Sınıf boru için hangi Kalite Güvencesi gereklidir?
Kaynakların %100 tahribatsız muayenesi, sertlik haritalaması, pozitif malzeme tanımlaması ve tipik olarak standardın S5, S6, S8 ve S9 ek gereklilikleri ve değirmen sertifikasında tam ısıl işlem kayıtları.
