Přehled
12Cr2MoWVTiB je atečení-pevnostní feritická ocel (CSEF)., běžně známý pod označenímT/P24(T pro potrubí, P pro potrubí). Byl vyvinut tak, aby nabízel vyšší pevnost při zvýšených teplotách ve srovnání s tradičními chrom-molybdenovými oceli, jako je T/P22 (2,25Cr-1Mo), což umožňuje tenčí části stěn a lepší tepelnou účinnost v kotlích a tlakových nádobách.
Název „12Cr2MoWVTiB“ je založen na jeho chemickém složení, přičemž čísla a písmena představují klíčové legující prvky.
Klíčové vlastnosti
Vysokoteplotní{0}}pevnost:Jeho primární výhoda je vynikajícíodolnost proti tečení(odolnost vůči deformaci při konstantním namáhání při vysokých teplotách po dlouhou dobu). Obvykle se používá v teplotním rozsahu 550 stupňů až 600 stupňů (1022 stupňů F až 1112 stupňů F).
Dobrá odolnost proti oxidaci:Obsah chrómu poskytuje dostatečnou odolnost proti usazování vodního kamene (oxidaci) v parním prostředí.
Svařitelnost:I když je svařitelný, vyžaduje přísnou kontrolu před-tepelným zpracováním, po{1}}tepelném zpracování po svařování (PWHT) a specifické svařovací postupy, aby byly zachovány jeho vlastnosti a nedošlo k praskání.
Mikrostruktura:Ocel dosahuje své pevnosti z jemné disperze stabilních karbidů a nitridů (V, Ti, Mo, W) vysrážených při tepelném zpracování, které brání dislokačnímu pohybu při vysokých teplotách.
Chemické složení (typické %)
Složení je přesně řízeno pro dosažení požadovaných vlastností. Typický rozsah je:
| Živel | Obsah (%) | Účel |
|---|---|---|
| C (uhlík) | 0.05 - 0.10 | Pevnost, tvrdost |
| Cr (Chromium) | 1.90 - 2.60 | Odolnost proti oxidaci a korozi |
| Mo (molybden) | 0.50 - 0.65 | Pevné zpevnění roztoku, odolnost proti tečení |
| W (wolfram) | 0.45 - 0.65 | Pevné posílení roztoku, synergizuje s Mo |
| V (vanad) | 0.28 - 0.42 | Vytváří jemné, stabilní karbidy pro pevnost při tečení |
| Ti (titan) | 0.06 - 0.10 | Tvoří stabilní nitridy/karbidy k vytvoření hranic zrn |
| B (bor) | 0.002 - 0.006 | Zvyšuje prokalitelnost a pevnost hranic zrn |
| Si (křemík) | Menší nebo rovno 0,50 | Deoxidant, síla |
| Mn (mangan) | 0.45 - 0.70 | Pevnost, houževnatost, napomáhá deoxidaci |
| P (fosfor) | Menší nebo rovno 0,025 | Nečistota (kontrolovaná) |
| S (síra) | Menší nebo rovno 0,015 | Nečistota (kontrolovaná) |
Mechanické vlastnosti (při pokojové teplotě)
Vlastnosti jsou dosaženy po specifickém tepelném zpracování (normalizace a temperování). Hodnoty se mohou mírně lišit podle standardu a velikosti potrubí.
Pevnost v tahu (Rm):Větší nebo rovno 620 MPa (90 ksi)
Mez kluzu (Rp0,2):Větší nebo rovno 440 MPa (64 ksi)
Prodloužení (A):Větší nebo rovno 19 %
Tvrdost:Obvykle menší nebo rovno 250 HB (Tvrdost podle Brinella)
Výroba a tepelné zpracování
Bezešvé trubky 12Cr2MoWVTiB se vyrábějí procesem, jako je vytlačování za tepla nebo děrování.
Kritické tepelné zpracování je:
Normalizace:Zahřáto na přibližně 1050 stupňů - 1100 stupňů (1922 stupňů F - 2012 stupňů F) s následným chlazením vzduchem. Tím vzniká jemná, homogenní martenzitická nebo bainitická mikrostruktura.
Temperování:Znovu zahřáto na přibližně 750 stupňů - 780 stupňů (1382 stupňů F - 1436 stupňů F) a udržováno, poté ochlazeno vzduchem. Tento proces uvolňuje pnutí, zlepšuje houževnatost a umožňuje vysrážení jemných zpevňujících karbidů.
Hlavní aplikace
Tato ocel se téměř výhradně používá vultra-superkritické (USC) a superkritické elektrárny:
Trubky přehříváku:Kde se pára zahřívá na nejvyšší teplotu.
Trubky dohřívače:Kde je pára po prvním průchodu posílána zpět do turbíny pro další práci.
Vysokoteplotní-hlavice a potrubí:Hlavní parní potrubí a další vysokotlaké-vysokoteplotní{1}}potrubní systémy.
Jeho použití umožňuje vyšší parametry páry (tlak a teplota), což se přímo projevujevyšší tepelná účinnost a snížené emise CO2na jednotku vyrobené elektřiny.
Normy a specifikace
Na tento materiál se vztahují různé mezinárodní a národní normy:
ASTM A213/A213M:Standardní specifikace pro bezešvé feritické a austenitické slitinové-ocelové kotle, přehříváky a výměníky tepla-trubky. Třída T24.
EN 10216-2:Bezešvé ocelové trubky pro tlakové účely - Část 2: Nelegované a legované ocelové trubky se specifikovanými vlastnostmi při zvýšených teplotách. Stupeň 7CrWVMoNb9-6 (jedná se o evropský ekvivalent s velmi podobným složením).
DIN 17175:Trubky pro použití při zvýšených teplotách. Podobná evropská norma.
Výhody a nevýhody
výhody:
Vyšší dovolené napětí při 550-600 stupních než T/P22, což umožňuje tenčí stěny a lehčí součásti.
Dobrá odolnost proti tepelné únavě.
Přispívá ke zlepšení účinnosti elektrárny.
Nevýhody:
Komplexní svařování:Vyžaduje velmi specifické a kontrolované postupy svařování, včetně přesného předehřevu-a povinné tepelné zpracování po svařování (PWHT). Při nesprávné manipulaci je náchylný k „praskání za studena“.
Vyšší náklady:Dražší než standardní nízkolegované-oceli kvůli složitému legování (W, V, Ti, B).
Omezená dostupnost:Ne tak běžně skladované jako T/P91 nebo T/P22, často vyžadující objednávku frézy.
Shrnutí
v podstatěBezešvá ocelová trubka 12Cr2MoWVTiB (T/P24).je specializovaná -výkonná slitina navržená pro nejnáročnější vysokoteplotní-části moderních, účinných elektráren na fosilní paliva-. Jeho hodnota spočívá v jeho vynikající pevnosti při tečení, což je klíčová technologie umožňující pokročilou výrobu energie s nižším dopadem na životní prostředí.
