SA-691 Grade 92 (9Cr-2W) EFW котлова труба: властивості та виготовлення

Що таке SA-691 клас 92

SA-691 (ASTM A691) охоплює електро-зварні-сталеві труби для високого-тиску при помірних і високих температурах, виготовлені шляхом формування пластини та зварювання поздовжнього шва зварюванням під флюсом. Марка 92 – це марка 9Cr-2W-підвищеної міцності-фериту (CSEF), зварний еквівалент A335 P92 і A213 T92. Сталь зміцнюється вольфрамом і молібденом у твердому-розчині, осадженням карбонітриду ванадію-ніобію та межами зерен, стабілізованими бором, що забезпечує приблизно на 20–30% вищу межу повзучості, ніж клас 91, при 600–650 C. Її використовують для найгарячіших секцій ультранадкритичних котлів, де Клас 91 вимагає надмірної товщини стінок.

Хімічний склад

Склад Grade 92 суворо контролюється, оскільки кожен елемент впливає на показники повзучості:

Алюміній обмежено 0,02%, оскільки навіть невеликі кількості алюмінію перешкоджають -контрольованому зміцненню азотом. Нікель обмежений, щоб уникнути зниження міцності та збільшення ризику розтріскування під час виготовлення.

Механічні властивості

Вимоги до кімнатної -температури: мінімальна міцність на розрив 620 МПа (90 000 фунтів на квадратний дюйм), мінімальна межа текучості 440 МПа (64 000 фунтів на квадратний дюйм) і мінімальне подовження 20% на 50 мм, із твердістю зазвичай від 210 до 250 HBW і максимум 250 HBW після термічної обробки. Технічна цінність марки полягає в підвищеній температурі: при 600 C міцність-на розрив повзучості після 100 000 годин становить приблизно 180 МПа проти приблизно 140 МПа для марки 91, а допустиме напруження приблизно на 30% вище, що дозволяє використовувати тонші стінки для тієї самої служби.

Термічна обробка

Зварену трубу після зварювання необхідно нормалізувати і відпустити. Нормалізацію проводять при 1040-1080 С з подальшим відпуском при 750-780 С протягом мінімум однієї години. Мета відпуску для оптимальної в'язкості та міцності становить близько 760 C. Оскільки термічна обробка відновлює мікроструктуру як основної плити, так і зварного шва, вона є обов'язковою частиною виробничого маршруту, а не опцією. Записи про-термічну обробку-температури мають бути включені до документації млина.

Зварювання та виготовлення

Клас 92 можна зварювати лише за допомогою кваліфікованих процедур та досвідченого персоналу. Необхідний попередній нагрів від 200 до 250 C, температура між проходами суворо обмежена максимумом до 300 C, а термічна обробка після зварювання при 760 C плюс або мінус 10 C не-підлягає обговоренню для робочих зварних швів. Присадний метал повинен відповідати марці 92; зварювання з наповнювачем P91 створює недостатньо{12}}відповідний зварний шов, який може передчасно вийти з ладу. Після PWHT необхідно перевірити твердість зварного виробу, при цьому значення за межами діапазону від 200 до 250 HBW вказують на неправильну термічну обробку. Матеріал чутливий до розтріскування типу IV у дрібно{17}}зоні теплового впливу-, тому термічні цикли потрібно точно контролювати.

Гарантія якості

Окрім базових вимог, у критичних проектах передбачено 100% радіографічний та ультразвуковий контроль усіх зварних швів, картографування твердості основного металу, зони термічного -впливу та зварного шва, а також позитивну ідентифікацію основного та наповнювального металів. Зазвичай застосовуються додаткові вимоги стандарту, такі як S5 (рентгенографія), S6 (ультразвуковий контроль), S8 (твердість) і S9 (випробування на удар за Шарпі). Для прототипів або критичних застосувань випробування на повзучість поперечного-зварного шва використовується для кваліфікації процедури зварювання. Звіт про випробування на млині має включати повні записи про термічну-обробку, фактичний хімічний склад із особливою увагою до вольфраму, бору, алюмінію та азоту, а також усі результати механічних випробувань.

Часті запитання

З: Що таке SA-691 клас 92?

Це електро-зварна-зварна труба з 9Cr-2W-міцності-феритної сталі, еквівалентна A335 P92 і A213 T92, яка використовується для найгарячіших секцій надкритичних електростанцій.

П: Як 92 клас відрізняється від 91?

Марка 92 додає приблизно 1,8% вольфраму та посилює контроль над вмістом азоту та бору, забезпечуючи приблизно на 20-30% вищу межу повзучості при 600-650 C і дозволяючи тонші стінки.

З: Який склад 92 класу?

Приблизно 9% хрому, 0,5% молібдену, 1,5-2,0% вольфраму, 0,15-0,25% ванадію, 0,04-0,09% ніобію, 0,030-0,070% азоту та 0,001-0,006% бору, а алюміній обмежений 0,02%.

З: Чи потрібна термічна обробка-після зварювання?

Так, при 760 C плюс або мінус 10 C. PWHT є обов’язковим для класу 92 зварних швів разом із попереднім нагріванням від 200 до 250 C і максимальною міжпрохідною температурою 300 C.

Q: Чи можна використовувати присадний метал P91 для класу 92?

Ні. Наповнювач має відповідати класу 92. Наповнювач P91 створює недостатньо-відповідний зварний шов із меншою міцністю на повзучість і ризиком передчасного руйнування.

Питання: Яка перевірка якості потрібна для труб класу 92?

100% не-руйнівний контроль зварних швів, картування твердості, позитивна ідентифікація матеріалу та, як правило, додаткові вимоги S5, S6, S8 і S9 стандарту, із повними записами про термічну-обробку в сертифікаті заводу.