معرفی لوله فولادی دیگ بخار کربنی 16Mo3
نمای کلی
16Mo3(همچنین به عنوان تعیین شده است1.5415مطابق EN 10027-2) یک استفولاد مقاوم در برابر حرارت-آلیاژدار مولیبدن{1}}به طور خاص برای خدمات دمای بالا در دیگهای بخار و مخازن تحت فشار توسعه یافته است. این فولاد در گروهفولادهای مقاوم در برابر خزش کم-آلیاژ-و تحت استانداردهای اروپایی EN 10216-2 (لوله های بدون درز) و EN 10217-2 (لوله های جوش داده شده) استاندارد شده است.
نام "16Mo3" نشان می دهد:
16: تقریباً 0.16 درصد کربن
مو: عنصر آلیاژی مولیبدن
3: حدود 0.30 درصد مولیبدن
این ماده به طور خاص برایخدمات طولانی مدت-در دماهای بالاکه در آن مقاومت در برابر خزش یک ملاحظات طراحی حیاتی است.
ویژگی ها و کاربردهای کلیدی
ویژگی های متمایز:
مقاومت خزش برتر: افزودن مولیبدن به طور قابل توجهی استحکام خزش را در دماهای بالا بهبود می بخشد
جوش پذیری خوب: محتوای کربن کمتر همراه با آلیاژ کنترل شده، ویژگی های جوشکاری خوبی را ممکن می سازد
پایداری ریزساختاری: ریزساختار پایدار را در طول قرار گرفتن طولانی مدت در دمای بالا حفظ می کند
مقاومت در برابر اکسیداسیون: بهبود مقاومت در برابر اکسیداسیون بخار در مقایسه با فولادهای کربنی ساده
کاربردهای اولیه:
سوپرهیتر و بخاری دیگ بخار
لولهکشی بخار با دمای بالا (خطوط بخار اصلی، خطوط گرمایش مجدد)
لوله های مبدل حرارتی در تولید برق
مخازن تحت فشار در دماهای بالا کار می کنند
اجزای سازنده در کارخانه های زباله سوز
کوره های کراکینگ پتروشیمی
سیستم های لوله کشی توربین بخار
شرایط معمول خدمات:
محدوده دما:400 تا 550 درجه سانتی گراد
فشار: تا200 بارو بالاتر
عمر سرویس:100،000+ ساعتدر دمای طراحی
مشخصات فنی
جدول 1: الزامات ترکیب شیمیایی (EN 10216-2/EN 10217-2)
| عنصر | محدوده استاندارد (%) | تجزیه و تحلیل معمولی (%) | نقش عملکردی |
|---|---|---|---|
| کربن (C) | 0.12 - 0.20 | 0.14 - 0.18 | استحکام پایه |
| سیلیکون (Si) | 0.10 - 0.35 | 0.15 - 0.30 | اکسید کننده |
| منگنز (Mn) | 0.40 - 1.00 | 0.60 - 0.90 | استحکام، سختی پذیری |
| فسفر (P) | 0.025 ≤ | ≤ 0.020 | کنترل ناخالصی |
| گوگرد (S) | 0.015 ≤ | 0.010 ≤ | کنترل ناخالصی |
| مولیبدن (Mo) | 0.25 - 0.35 | 0.28 - 0.32 | مقاومت در برابر خزش |
| کروم (کروم) | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | باقیمانده |
| نیکل (Ni) | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | باقیمانده |
| مس (مس) | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | باقیمانده |
| آلومینیوم (Al) | 0.040 ≤ | ≤ 0.030 | پالایش غلات |
| نیتروژن (N) | 0.012 ≤ | 0.010 ≤ | کنترل شده است |
| معادل کربن (CEV) | 0.35 - 0.45 | ~0.40 | نشانگر جوش پذیری |
*CEV=C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15*
جدول 2: خواص مکانیکی دمای اتاق
| اموال | الزامات استاندارد | شرایط تست | یادداشت ها |
|---|---|---|---|
| قدرت تسلیم (Rp0.2) | ≥ 280 مگاپاسکال | عادی شده است | حداقل ارزش |
| مقاومت کششی (Rm) | 450 - 600 مگاپاسکال | عادی شده است | محدوده کامل |
| ازدیاد طول (A) | ≥ 22% | L₀=5.65√S₀ | حداقل ارزش |
| انرژی ضربه (KV) | ≥ 27 ژول (دقیقه) | +20 درجه سانتی گراد | بریدگی چارپی- |
| سختی | 140 - 180 HB | برینل | محدوده معمولی |
جدول 3: ویژگی های دمای بالا
| دما (درجه سانتیگراد) | 400 | 450 | 475 | 500 | 525 | 550 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| حداقل Rp0.2 (MPa) | 210 | 195 | 185 | 175 | 165 | 155 |
| قدرت خزش Rₚ 1% | 110 | 75 | 60 | 45 | 35 | 25 |
| قدرت پارگی خزش | 155 | 110 | 90 | 70 | 55 | 40 |
| استرس مجاز (MPa)* | 102 | 76 | 63 | 51 | 41 | 33 |
مقادیر برای 100000 ساعت عمر مفید در دما
جدول 4: مقایسه با گریدهای فولادی مرتبط
| پارامتر | 16Mo3 | 13CrMo4-5 | 10CrMo9-10 | P355NH | P460NH |
|---|---|---|---|---|---|
| شماره مواد | 1.5415 | 1.7335 | 1.7380 | 1.0566 | 1.8949 |
| حداقل بازده (MPa) | 280 | 310 | 280 | 355 | 460 |
| حداکثر دما (درجه سانتیگراد) | 550 | 560 | 580 | 400 | 550 |
| مقاومت در برابر خزش | خوب | خیلی خوبه | عالی | محدود | خوب |
| قابلیت جوشکاری | خوب | نیاز به مراقبت دارد | دشوار است | عالی | خوب |
| عامل هزینه | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 1.0 | 1.3 |
| استفاده معمولی | سوپرهیترها | هدر، طبل | لولهکشی{0}}دمای بالا | درام دیگ بخار | لوله-فشار بالا |
تولید و فرآوری
فرآیند تولید:
متن
کوره پایه اکسیژن/قوس الکتریکی ← درمان ملاقه ← ریخته گری مداوم ← ساخت لوله (بدون درز: آسیاب سنبه یا آسیاب پلاگ؛ جوش داده شده: شکل دهی + جوشکاری) ← عادی سازی (900-960 درجه سانتیگراد) → خنک سازی → آزمایش → بازرسی نهایی
عملیات حرارتی:
عادی سازی: 900-960 درجه سانتیگراد و به دنبال آن خنک کننده هوا
تسکین استرس اختیاری: 600-650 درجه سانتی گراد به مدت 1-2 ساعت
ارسال-تصفیه حرارتی جوش (PWHT): به طور کلی برای ضخامت> 10-15 میلی متر مورد نیاز است
تکنولوژی جوشکاری:
متن
فرآیندهای توصیه شده: • SMAW با الکترودهای پایه هیدروژن پایین{{0} • GTAW برای عبور ریشه و جوش های بحرانی • SAW برای درزهای طولی و محیطی • GMAW با گاز محافظ مناسب مواد پرکننده: • EN ISO 16834-A: G 42 4 M1 M1 18276: S Mo 500 G 3Si1 (برای قوس غوطه ور) • الکترودهای ترکیبی منطبق توصیه می شود روش جوشکاری: 1. پیش گرم: 150-200 درجه سانتیگراد (با ضخامت افزایش می یابد) 2. دمای بین پاس: 200-250 درجه سانتیگراد • حداکثر 3. زمان عملیات حرارتی پس از جوشکاری: 6 ساعت: 6 ساعت: 0. به ازای هر ضخامت 25 میلی متر (حداقل 1 ساعت) • سرعت خنک کننده: ≤ 300 درجه سانتی گراد/ساعت ملاحظات مهم: • کنترل دقیق هیدروژن (<5 ml/100g deposited metal) • Avoid high heat inputs (>2.5 کیلوژول بر میلی متر) • برای جلوگیری از رشد دانه ها از دمای بین گذر پایین استفاده کنید
ملاحظات طراحی
مزایای 16Mo3:
قابلیت اطمینان اثبات شده: سابقه خدمات گسترده در نیروگاه ها در سراسر جهان
مقرون به صرفه-موثر: اقتصادیترین فولاد مقاوم در برابر خزش-به دلیل محدوده دمایی آن
قابلیت ساخت خوب: با تجهیزات استاندارد قابل خم شدن، شکل گیری و ماشین کاری می باشد
رفتار قابل پیش بینی: ویژگیهای مواد و مکانیسمهای تخریب به خوبی-مستند شده است
استانداردسازی: به طور گسترده در اشکال و اندازه های مختلف محصول موجود است
محدودیت ها و اقدامات احتیاطی:
محدودیت دما: بیش از 550 درجه سانتیگراد برای خدمات طولانی مدت توصیه نمی شود
خطر گرافیت سازی: پتانسیل تشکیل گرافیت در جوش پس از سرویس طولانی مدت
نیاز PWHT: برای اکثر کاربردها برای کاهش تنش های جوشکاری اجباری است
حساسیت بریدگی: حساسیت بریدگی متوسط در دماهای بالا
حد اکسیداسیون: به اقدامات حفاظتی بالای 550 درجه سانتیگراد نیاز دارد
پارامترهای طراحی:
فاکتور ایمنی: به طور معمول 1.5 در قدرت گسیختگی خزش
کمک هزینه خوردگی: 1-3 میلی متر بسته به محیط خدمات
حداقل دمای طراحی: -10 درجه سانتیگراد (کمتر با تست ضربه)
حداکثر استرس مجاز: بر اساس ملاحظات خزش، نه قدرت تسلیم
تضمین کیفیت و استانداردها
الزامات صدور گواهینامه:
EN 10204 3.1/3.2 گواهینامه های مواد
قابلیت ردیابی کامل به عدد ریخته گری/گرمایی
تجزیه و تحلیل شیمیایی کامل از جمله عناصر ولگرد
گزارش تست مکانیکی (کشش، ضربه در دمای اتاق)
آزمایش غیر مخرب: UT، RT، ET در صورت لزوم
گواهی تست هیدرواستاتیک
گزارش اندازه دانه (ASTM 5-8 معمولی)
استانداردهای قابل اجرا:
استانداردهای محصول: EN 10216-2، EN 10217-2
استاندارد مواد: EN 10028-2
کدهای طراحی: EN 12952 (بویلر)، EN 13480 (لولهکشی)
استانداردهای تست: EN ISO 6892-1، EN ISO 148-1
استانداردهای جوشکاری: EN ISO 15614-1 برای صلاحیت روش
شرایط تست ویژه:
تست خزش: برای برنامه های کاربردی حیاتی یا تامین کنندگان جدید
تست سختی: فلز اصلی، HAZ و فلز جوش
بررسی ریزساختار: مخصوصا برای جوش
تست خم: برای شرایط فرآیند جوشکاری
تست پارگی استرس: برای اعتبارسنجی ویژگیهای بلندمدت-
عملکرد و نگهداری خدمات
مکانیسم های تخریب:
خزش: عمر اولیه{0}}عامل محدودکننده در دمای طراحی
اکسیداسیون: اکسیداسیون خارجی و داخلی (بخار- سمتی).
گرافیت سازی: به ویژه در جوش HAZ پس از -خدمات طولانی مدت
خستگی حرارتی: در اجزای تحت چرخه دما
آرامش استرس: در اتصالات و تکیه گاه های پیچ و مهره ای
بازرسی و نظارت:
بازرسی بصری منظم: برای تخریب سطح
تست اولتراسونیک: برای تشخیص آسیب خزش
میکروسکوپ همانندسازی: برای ارزیابی ریزساختاری
بررسی های سختی: برای تشخیص نرم شدن یا پیری
بررسی های ابعادی: برای اندازه گیری کرنش خزشی
ارزیابی زندگی باقیمانده:
بر اساس ساعت کار و تاریخچه دما
اندازه گیری کرنش خزشی و برون یابی
ارزیابی ریزساختاری
حذف نمونه و آزمایش در موارد بحرانی
راهنمای انتخاب
وقتی 16Mo3 انتخاب بهینه است:
محدوده دما: 450-525 درجه سانتیگراد با عمر طراحی 100،{2}} ساعت
پروژه های اقتصادی: جایی که هزینه قابل توجه است اما مقاومت در برابر خزش مورد نیاز است
طرح های اثبات شده: برای قطعات استاندارد دیگ بخار با سابقه خدمات ثابت
شدت متوسط: برنامه هایی که به بالاترین مقاومت خزشی نیاز ندارند
در دسترس بودن خوب: مناطقی با زنجیره تامین تاسیس شده برای این درجه
گزینه های جایگزین برای در نظر گرفتن:
برای دماهای بالاتر (525-580 درجه سانتیگراد): 13CrMo4-5 یا 10CrMo9-10
برای دماهای پایین تر (<450°C): P355NH یا P460NH برای صرفه جویی در هزینه
برای محیط های خورنده: فولادهای زنگ نزن آستنیتی (304H, 316H)
برای بالاترین مقاومت در برابر خزش: فولادهای کروم 9-12% پیشرفته
ملاحظات ویژه برای پروژه های جدید:
مطابقت کد: تأیید پذیرش در کدهای طراحی قابل اجرا
صلاحیت تامین کننده: از قابلیت تولید ثابت شده اطمینان حاصل کنید
تخصص جوشکاری: تجربه پیمانکار با این ماده را تأیید کنید
پشتیبانی بلند مدت-: در دسترس بودن مواد جایگزین در طول عمر گیاه را در نظر بگیرید
اسناد دیجیتال: قابلیت ردیابی کامل مواد را حفظ کنید
16Mo3 نشان دهنده a استمواد کلاسیک،-به خوبی اثبات شدهبرای خدمات دمای بالا در بخش انرژی. آنترکیب متعادلی از مقاومت در برابر خزش، قابلیت ساخت و هزینهآن را aانتخاب استانداردبرای لولههای سوپرهیتر، لولهکشی بخار، و سایر اجزای{0}در دمای بالا در نیروگاههای معمولی برای چندین دهه. در حالی که مواد جدیدتر ویژگی های بهبود یافته ای را ارائه می دهند، 16Mo3 همچنان برای برنامه هایی مشخص می شود که در آن پوشش عملکرد آن با الزامات طراحی مطابقت دارد و سابقه خدمات گسترده آن باعث اطمینان در{4}}قابلیت اطمینان طولانی مدت می شود.
برنامه های کاربردی مدرن: به طور فزاینده ای در زیست توده و ضایعات-برای-نیروگاه های انرژی که شرایط عملیاتی در محدوده دمایی بهینه آن قرار دارد استفاده می شود، که نشان دهنده ارتباط مداوم این ماده تثبیت شده در فناوری های در حال تکامل انرژی است.
