Streszczenie
SA-213 T22Jestnie ze stali węglowej. Jest to częsty punkt zamieszania. To jeststal nisko-stopowazawierające chrom i molibden. Jest on określony w normie ASME SA-213 dla bezszwowych rur kotłowych, przegrzewaczy i wymienników ciepła ze stali ferrytycznej i austenitycznej.
Jego głównym zastosowaniem są wysoko-temperaturowe i wysoko-sekcje kotłów, takie jak przegrzewacze i przegrzewacze wtórne, gdzie jego zwiększona wytrzymałość i odporność na utlenianie i pełzanie przewyższa wytrzymałość stali węglowych.
Kluczowa charakterystyka
Rodzaj materiału:Stal-niskostopowa (chrom-molibden)
Nazwa zwyczajowa:T22, 2,25Cr-1Mo
Standard:ASME SA-213 / ASTM A213 (są identyczne)
Proces produkcyjny:Bezszwowy
Skład chemiczny (% wag.)
Skład definiuje T22 i nadaje mu właściwości.
| Element | Treść (%) |
|---|---|
| Węgiel (C) | 0.05 - 0.15 |
| Mangan (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fosfor (P) | 0,025 maks |
| Siarka (S) | 0,025 maks |
| Krzem (Si) | maks. 0,50 |
| Chrom (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molibden (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Dlaczego te elementy?
Chrom (Cr):Zapewnia zwiększoną odporność na utlenianie (kamienie) i korozję, zwłaszcza ze strony związków siarki i pary.
Molibden (Mo)Zwiększa wytrzymałość w podwyższonych temperaturach oraz poprawia odporność na pełzanie (powolne odkształcenie pod ciągłym naprężeniem w wysokich temperaturach).
Właściwości mechaniczne
Norma określa minimalne wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie i plastyczności oraz twardości.
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | 415 MPa (60 ksi) min |
| Siła plonu | 205 MPa (30 ksi) min |
| Wydłużenie | Varies with wall thickness, typically >30% |
| Twardość (Brinell) | 163 HBW max (dla stanu znormalizowanego i odpuszczonego) |
Dlaczego T22 stosuje się w kotłach? (Zalety)
Doskonała siła pełzania:Kluczowy powód jego użycia. Może wytrzymać ogromne ciśnienie wewnętrzne i wysokie temperatury (zwykle do ~ 1100 stopni F / 593 stopni) w sekcjach przegrzewacza i przegrzewacza, bez odkształcania się w czasie.
Dobra odporność na utlenianie:Zawartość chromu tworzy stabilną warstwę tlenku, która chroni metal przed dalszym osadzaniem się kamienia w środowisku pary i gazów spalinowych.
Dobra spawalność:Można go łatwo spawać przy zastosowaniu odpowiednich procedur i odpowiednich spoiw (np. ER90S-B3, E9015-B3).
Stabilność mikrostrukturalna:Zachowuje swoją wytrzymałość i nie ulega łatwo degradacji podczas długich okresów użytkowania w wysokich temperaturach.
Typowe zastosowania
Rury przegrzewacza
Rury podgrzewacza
Rury wymienników ciepław wysokich-temperaturach
Rury ścienne kotław kotłach energetycznych o dużej-wydajności-wysokociśnieniowej
Porównanie ze stalą węglową (np. SA-210 A1)
Pomocne jest porównanie T22 z prawdziwą rurą kotłową ze stali węglowej.
| Funkcja | SA-213 T22 (niskostopowy) | SA-210 A1 (stal węglowa) |
|---|---|---|
| Kluczowe elementy | 2,25% Cr, 1% Mo | Węgiel, mangan |
| Maksymalna temperatura pracy | ~ 1100 stopni F (593 stopni) | ~ 850 stopni F (454 stopni) |
| Wytrzymałość w temp | Wysoki(Dobra wytrzymałość na pełzanie) | Umiarkowany (ograniczony powyżej 800 stopni F) |
| Odporność na utlenianie | Dobry | Sprawiedliwy |
| Koszt | Wyższy | Niżej |
| Typowe zastosowanie | Przegrzewacze, przegrzewacze | Rury ścian wodnych, ekonomizery |
Obróbka cieplna i spawanie
Obróbka cieplna:Rury T22 dostarczane są w formacieZnormalizowany i hartowanystan : schorzenie. Ta obróbka cieplna ma kluczowe znaczenie dla opracowania optymalnej mikrostruktury zapewniającej-wytrzymałość i wytrzymałość w wysokich temperaturach.
Spawalniczy:Wymaga obróbki cieplnej przed-ogrzewaniem i-po spawaniu (PWHT), aby zapobiec tworzeniu się twardych, kruchych stref martenzytycznych w-strefie wpływu ciepła (HAZ) i zmniejszyć naprężenia szczątkowe. Użycie odpowiedniego spoiwa (np. pręta TIG ER90S-B3) ma kluczowe znaczenie.
Potencjalne problemy
Pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC):Może wystąpić w niektórych środowiskach, jeśli naprężenia szczątkowe nie zostaną usunięte.
Grafityzacja:Po bardzo długim-czasie wystawienia na działanie temperatur w zakresie 800-1100 stopni F (427-593 stopni), węgiel może wytrącić się w postaci grafitu, potencjalnie osłabiając materiał. Jest to dobrze znany, długotrwały mechanizm starzenia się T22.
Korozja przy kominku:Może zostać zaatakowany przez związki popiołu o niskiej-topliwości-temperaturze w niektórych środowiskach paliwowych.
Podsumowując,SA-213 T22 to niezwykle wytrzymała stal niskostopowazaprojektowane specjalnie dla najbardziej wymagających-wysokotemperaturowych sekcji nowoczesnych kotłów, oferując niezawodną równowagę wytrzymałości, odporności na pełzanie i odporności na utlenianie, której nie jest w stanie zapewnić stal węglowa.
