Труба з легованої сталі CrMo: марки 15CrMo та 12Cr1MoV, властивості та зварювання

Труба зі сплаву CrMo — це безшовна або зварна труба, міцність до-температури якої забезпечується навмисним додаванням хрому-молібдену, а не лише вмістом вуглецю. Два елементи працюють разом: хром підвищує стійкість до окислення та стабілізує карбіди, тоді як молібден уповільнює розм’якшення та повзучість, від яких страждає звичайна вуглецева сталь вище приблизно 400 градусів. Для покупців практичним наслідком є ​​сімейство труб, які утримують тиск у пароперегрівачах котлів, повторних нагрівачах, колекторах пари та нафтохімічних транспортних лініях, де звичайний вміст вуглецю буде тоншим, накипом або провисати.

Що таке труба з легованої сталі CrMo і де вона підходить

Звичайна вуглецева сталь втрачає значну частину своєї-короткочасної міцності на повзучість від кімнатної температури до 500 градусів. Хром у діапазоні 0,80-1,20 % у поєднанні з молібденом близько 0,40-0,55 % пригнічує укрупнення карбіду та зберігає мікроструктуру стабільною протягом багатьох років служби. Результатом є низьколегована перлітна жароміцна сталь, яка є достатньо економічною для кілометрів труб, але при цьому достатньо міцною для проектних температур металу 500-580 градусів залежно від марки.

У експортних замовленнях домінують два сорти: 15CrMo та 12Cr1MoV. 15CrMo стоїть поруч із ASTM A213 T11 та ASTM A335 P11, EN 16Mo3 та JIS STBA20 / STPA20. 12Cr1MoV додає ванадій та більше хрому, що підвищує придатну температуру приблизно до 580 градусів і отримує помістіть у-паровий трубопровід високого тиску, який не може використовувати 15CrMo.

Хімічний склад 15CrMo та 12Cr1MoV

Контроль складу є першим пунктом для узгодження з сертифікатом заводу. Відповідно до GB/T 5310 діапазон вмісту хрому для 15CrMo становить 0,80-1,10 %, у той час як деякі старіші таблиці даних заводу вказують до 1,20 %; Тому видання стандарту, надруковане на сертифікаті, слід читати разом із малюнками.

Механічні властивості та межі-високої температури

Розрахункова температура, а не показник міцності-при кімнатній температурі, визначає якість вибору. При температурі вище 600 градусів захисна оксидна плівка все ще утворюється, але стійкість до розриву через повзучість швидко падає, а аустеніт або вищий-сплав стає економічною відповіддю.

Зварювання, попередній нагрів і -термообробка після зварювання

CrMo сталі можна зварювати, але гартувати, тому кваліфікована процедура керує результатом більше, ніж оператор. Попередній нагрів 200-300 градусів застосовується перед першим проходом, температура між проходами підтримується в межах тієї самої смуги, а -термічна обробка після зварювання при 600-650 градусів загартовує бейнітну зону термічного впливу та дифундує водень, який інакше спричинив би холодне розтріскування або водневу крихкість.

Витратні матеріали підбираються відповідно до основного металу: номінальний покритий електрод 1,25Cr-0,5Mo, такий як класифікація E5515-B2 GB/T 5117 для дугового зварювання в екранованому металі, відповідний суцільний дріт для кореня газової вольфрамової дуги та відповідний агломерований флюс із низьким-позначенням водню для зануреного дугове зварювання. Процеси дугового зварювання, які підходять для цього сімейства, включають зварювання в екранованій металевій дузі, газову вольфрамову дугу, газову металеву дугу та зварювання під флюсом. Для товстих стін залишкову напругу обмежують багато{11}}відкладення з контрольованою міжпрохідною температурою та остаточним зняттям напруги. Радіографічне або ультразвукове обстеження слідує за зварюванням із перевіркою твердості та металографією зони термічного впливу для критичних колекторів.

Перевірка, умови доставки та типові підводні камені

Невідповідність складу між сертифікатом і чинним стандартним виданням є найчастішим виявленням; показник Cr для 15CrMo є звичайною точкою різниці.

Термічна обробка повинна бути записана для кожного нагрівання: нормалізація при 900-930 градусах, відпуск при 600-680 градусах. Труби, що постачаються нормалізованими, але без відпуску, можуть показати надмірну твердість у зоні зварювання.

Польові зварні шви, виконані без попереднього нагріву, є класичною причиною уповільненого розтріскування паропроводів CrMo, навіть якщо цехові зварні шви були надійними.

Гідростатичні випробування, перевірки розмірів, ультразвукове картографування товщини стінок і випробування на удар основного металу та зварного шва є нормальними пунктами приймання для котлів і застосувань під тиском.

FAQ

З: Який типовий хімічний склад труби з легованої сталі CrMo?
Основними легуючими елементами є хром і молібден, типові марки 15CrMo і 12Cr1MoV. Для 15CrMo склад зазвичай складається з вуглецю 0,12-0,18 %, хрому 0,80-1,10 % відповідно до GB/T 5310, молібдену 0,40-0,55 %, плюс невеликі кількості кремнію та марганцю. Хром покращує стійкість до окислення та корозії, тоді як молібден підвищує міцність при високій температурі та опір повзучості, тому ця комбінація підходить для котлів електростанцій та нафтохімічного обладнання.

Q: Які механічні властивості труби з легованої сталі CrMo?
15CrMo зазвичай показує межу міцності на розрив 440-640 МПа, межу текучості принаймні 295 МПа та подовження принаймні 19 %. 12Cr1MoV отримує ванадій, тому він зберігає вищий опір повзучості при 550-580 градусах. Порівняно зі звичайною вуглецевою сталлю, міцність сталі CrMo падає повільніше з підвищенням температури, що робить її привабливою для теплових трубопроводів і посудин під тиском.

З: Наскільки термостійкою є труба з легованої сталі CrMo?
15CrMo постійно використовується при температурах нижче 500 градусів, а 12Cr1MoV - нижче 580 градусів. Компактна плівка оксиду хрому, яка утворюється на поверхні, обмежує подальше окислення, а молібден сповільнює повзучість. У котлах електростанцій ці труби служать у пароперегрівачах і перегрівачах, де вони витримують високу-температуру-пари під високим тиском. Якщо необхідна безперервна робота при температурі понад 600 градусів, потрібна більш висока марка сплаву.

З: Які запобіжні заходи під час зварювання стосуються сталевих труб CrMo?
Через вміст сплаву потрібне попереднє нагрівання при 200-300 градусів і-термічна обробка після зварювання при 600-650 градусів, щоб запобігти утворенню холодних тріщин і водневій крихкості. Використовується екранована металева дуга з відповідним електродом Cr-Mo, дугове зварювання під флюсом і дугове зварювання газовою вольфрамом. Товстостінні шви потребують контрольованої міжпрохідної температури та багатопрохідного наплавлення з подальшим ультразвуковим або радіографічним випробуванням завершеного зварювання.

Q: Які процеси термічної обробки використовуються для сталевих труб CrMo?
Основними способами є нормалізація, загартування,-і-загартування. Нормалізація при 900-930 градусах покращує зернистість і покращує міцність і міцність; відпуск при 600-680 градусах знімає внутрішню напругу і відновлює пластичність; загартування з подальшим високотемпературним відпуском забезпечує найкраще поєднання властивостей. Котельні труби зазвичай поставляються нормалізованими і загартованими, з перевіркою на твердість і металографією, що підтверджує однорідність структури.