Επισκόπηση
12Cr2MoWVTiB είναι αερπυστικό-φερριτικός χάλυβας ενισχυμένης αντοχής (CSEF)., κοινώς γνωστό με την ονομασίαT/P24(T για σωληνώσεις, P για σωληνώσεις). Αναπτύχθηκε για να προσφέρει υψηλότερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς χάλυβες χρωμίου-μολυβδαινίου όπως ο T/P22 (2,25Cr-1Mo), επιτρέποντας λεπτότερα τμήματα τοιχώματος και βελτιωμένη θερμική απόδοση σε λέβητες και δοχεία πίεσης.
Το όνομα "12Cr2MoWVTiB" βασίζεται στη χημική του σύσταση, με τους αριθμούς και τα γράμματα να αντιπροσωπεύουν τα βασικά στοιχεία κράματος.
Βασικά Χαρακτηριστικά
Υψηλή-Ισχύς θερμοκρασίας:Το βασικό του πλεονέκτημα είναι εξαιρετικόαντίσταση ερπυσμού(αντοχή στην παραμόρφωση υπό συνεχή καταπόνηση σε υψηλές θερμοκρασίες για μεγάλα χρονικά διαστήματα). Συνήθως χρησιμοποιείται στο εύρος θερμοκρασίας από 550 βαθμούς έως 600 βαθμούς (1022 βαθμούς F έως 1112 βαθμούς F).
Καλή αντίσταση στην οξείδωση:Η περιεκτικότητα σε χρώμιο παρέχει επαρκή αντίσταση στην απολέπιση (οξείδωση) σε περιβάλλοντα ατμού.
Συγκολλησιμότητα:Ενώ είναι συγκολλήσιμο, απαιτεί αυστηρό έλεγχο της θερμικής επεξεργασίας πριν από τη θερμότητα, μετά-συγκόλληση (PWHT) και συγκεκριμένες διαδικασίες συγκόλλησης για να διατηρήσει τις ιδιότητές του και να αποφύγει το ράγισμα.
Μικροδομή:Ο χάλυβας επιτυγχάνει την αντοχή του από μια λεπτή διασπορά σταθερών καρβιδίων και νιτριδίων (των V, Ti, Mo, W) που κατακρημνίζονται κατά τη θερμική επεξεργασία, τα οποία εμποδίζουν την κίνηση της εξάρθρωσης σε υψηλές θερμοκρασίες.
Χημική Σύνθεση (Τυπική %)
Η σύνθεση ελέγχεται με ακρίβεια για να επιτευχθούν οι επιθυμητές ιδιότητες. Ένα τυπικό εύρος είναι:
| Στοιχείο | Περιεχόμενο (%) | Σκοπός |
|---|---|---|
| C (Άνθρακας) | 0.05 - 0.10 | Αντοχή, σκληρότητα |
| Cr (Chromium) | 1.90 - 2.60 | Αντοχή στην οξείδωση & τη διάβρωση |
| Mo (μολυβδαίνιο) | 0.50 - 0.65 | Ενίσχυση στερεού διαλύματος, αντίσταση ερπυσμού |
| W (βολφράμιο) | 0.45 - 0.65 | Ενίσχυση στερεού διαλύματος, συνεργάζεται με το Mo |
| V (βανάδιο) | 0.28 - 0.42 | Σχηματίζει λεπτά, σταθερά καρβίδια για αντοχή σε ερπυσμό |
| Ti (τιτάνιο) | 0.06 - 0.10 | Σχηματίζει σταθερά νιτρίδια/καρβίδια για να καρφώσει τα όρια των κόκκων |
| Β (Βόριο) | 0.002 - 0.006 | Ενισχύει τη σκληρότητα και την οριακή αντοχή των κόκκων |
| Si (πυρίτιο) | Μικρότερο ή ίσο με 0,50 | Αποξειδωτικό, δύναμη |
| Mn (Μαγγάνιο) | 0.45 - 0.70 | Δύναμη, σκληρότητα, βοηθά στην αποξείδωση |
| P (Φώσφορος) | Μικρότερο ή ίσο με 0,025 | Ακαθαρσία (ελεγχόμενη) |
| S (Θείο) | Μικρότερο ή ίσο με 0,015 | Ακαθαρσία (ελεγχόμενη) |
Μηχανικές ιδιότητες (σε θερμοκρασία δωματίου)
Οι ιδιότητες επιτυγχάνονται μετά από ειδική θερμική επεξεργασία (κανονικοποίηση και σκλήρυνση). Οι τιμές μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς ανάλογα με το τυπικό και το μέγεθος του σωλήνα.
Αντοχή εφελκυσμού (Rm):Μεγαλύτερο ή ίσο με 620 MPa (90 ksi)
Ισχύς απόδοσης (Rp0,2):Μεγαλύτερο ή ίσο με 440 MPa (64 ksi)
Επιμήκυνση (Α):Μεγαλύτερο ή ίσο με 19%
Σκληρότητα:Τυπικά μικρότερο ή ίσο με 250 HB (Σκληρότητα Brinell)
Κατασκευή και Θερμική Επεξεργασία
Οι σωλήνες χωρίς ραφή 12Cr2MoWVTiB κατασκευάζονται μέσω μιας διαδικασίας όπως η θερμή εξώθηση ή η διάτρηση.
Η κρίσιμη θερμική επεξεργασία είναι:
Κανονικοποίηση:Θερμαίνεται περίπου στους 1050 βαθμούς - 1100 βαθμούς (1922 βαθμοί F - 2012 βαθμοί F) και ακολουθεί ψύξη με αέρα. Αυτό παράγει μια λεπτή, ομοιογενή μαρτενσιτική ή μπαινιτική μικροδομή.
Πολτοποίηση:Επαναθερμάνθηκε στους περίπου 750 μοίρες - 780 μοίρες (1382 μοίρες F - 1436 βαθμοί F) και κρατήθηκε και μετά ψύχθηκε με αέρα. Αυτή η διαδικασία ανακουφίζει από τις πιέσεις, βελτιώνει τη σκληρότητα και επιτρέπει την καθίζηση των λεπτών, ενισχύοντας τα καρβίδια.
Κύριες Εφαρμογές
Αυτός ο χάλυβας χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά σευπερ-υπερκρίσιμοι (USC) και υπερκρίσιμοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής:
Σωλήνες υπερθερμαντήρα:Όπου ο ατμός θερμαίνεται στην υψηλότερη θερμοκρασία του.
Σωλήνες αναθερμαντήρα:Όπου ο ατμός στέλνεται πίσω στον στρόβιλο για πρόσθετη εργασία μετά το πρώτο πέρασμά του.
Υψηλή-Κεφαλίδες και σωληνώσεις θερμοκρασίας:Κύριες γραμμές ατμού και άλλα συστήματα σωληνώσεων υψηλής-πίεσης, υψηλής- θερμοκρασίας.
Η χρήση του επιτρέπει υψηλότερες παραμέτρους ατμού (πίεση και θερμοκρασία), κάτι που μεταφράζεται άμεσαυψηλότερη θερμική απόδοση και μειωμένες εκπομπές CO2ανά μονάδα παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας.
Πρότυπα και Προδιαγραφές
Αυτό το υλικό καλύπτεται από διάφορα διεθνή και εθνικά πρότυπα:
ASTM A213/A213M:Τυπική προδιαγραφή για χωρίς ραφή φερριτικού και ωστενιτικού κράματος-Λέβητα χάλυβα, υπερθερμαντήρα και θερμότητας-Σωλήνες εναλλάκτη. Βαθμός Τ24.
EN 10216-2:Σωλήνες από χάλυβα χωρίς ραφή για σκοπούς πίεσης - Μέρος 2: Μη-σωλήνες από κράμα και κράμα χάλυβα με καθορισμένες ιδιότητες αυξημένης θερμοκρασίας. Βαθμός 7CrWVMoNb9-6 (Αυτό είναι το ευρωπαϊκό ισοδύναμο, με πολύ παρόμοια σύνθεση).
DIN 17175:Σωλήνες για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες. Παρόμοιο ευρωπαϊκό πρότυπο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Φόντα:
Υψηλότερη επιτρεπόμενη τάση στους 550-600 βαθμούς από το T/P22, επιτρέποντας λεπτότερα τοιχώματα και ελαφρύτερα εξαρτήματα.
Καλή αντοχή στη θερμική κόπωση.
Συμβάλλει στη βελτίωση της απόδοσης των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.
Μειονεκτήματα:
Σύνθετη συγκόλληση:Απαιτεί πολύ συγκεκριμένες και ελεγχόμενες διαδικασίες συγκόλλησης, συμπεριλαμβανομένης της ακριβούς προθέρμανσης και της υποχρεωτικής θερμικής επεξεργασίας μετά τη συγκόλληση (PWHT). Είναι επιρρεπές σε "κρύο ράγισμα" εάν δεν το χειριστεί σωστά.
Υψηλότερο κόστος:Πιο ακριβοί από τους τυπικούς χάλυβες χαμηλού{0}κράματος λόγω της πολύπλοκης κραματοποίησης (W, V, Ti, B).
Περιορισμένη Διαθεσιμότητα:Δεν είναι τόσο κοινά εφοδιασμένο όσο το T/P91 ή το T/P22, που συχνά απαιτεί παραγγελία εργοστασίου.
Περίληψη
Στην ουσία,Χαλύβδινος σωλήνας χωρίς ραφή 12Cr2MoWVTiB (T/P24).είναι ένα εξειδικευμένο-κράμα υψηλής απόδοσης σχεδιασμένο για τα πιο απαιτητικά τμήματα υψηλής-θερμοκρασίας σύγχρονων, αποδοτικών σταθμών παραγωγής ενέργειας από ορυκτά{{2}καύσιμα. Η αξία του έγκειται στην ανώτερη αντοχή ερπυσμού του, η οποία είναι μια κρίσιμη τεχνολογία που επιτρέπει την προηγμένη παραγωγή ενέργειας με χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
