نمای کلی
ASTM A335 P92 مشخصاتی برایلوله فولادی آلیاژ فریت بدون درز-برای سرویس با دمای{0}بالا در نظر گرفته شده است. نام "P92" به درجه خاصی از فولاد اشاره دارد که به دلیل استثنایی آن شناخته شده استقدرت خزشومقاومت در برابر اکسیداسیوندر دماهای بالا
این ماده یک جزء اساسی در نیروگاه‌های مدرن،{0}}با راندمان بالا و دیگر کاربردهای بحرانی{1}در دمای بالا است.
ویژگی ها و مزایا کلیدی
قدرت-درجه حرارت بالا:P92 بخشی از دسته ای از فولادها است که به عنوان فولادهای "فریتی تقویت شده-خزش-استحکام-(CSEF) شناخته می‌شوند. مزیت اصلی آن توانایی مقاومت در برابر تنش های مکانیکی بالا در دماهای معمولاً از 580 درجه تا 650 درجه (1076 درجه فارنهایت تا 1202 درجه فارنهایت) است.
مقاومت خزش عالی:خزش تغییر شکل آهسته و دائمی یک ماده تحت تنش ثابت در دماهای بالا است. ترکیب شیمیایی P92 طوری مهندسی شده است که مقاومت در برابر خزش را به حداکثر برساند، که امکان طراحی لوله‌های نازک‌تر-دیواره‌ای را فراهم می‌کند که می‌توانند فشاری مشابه لوله‌های ضخیم‌تر-دیواره‌ای- با درجه پایین‌تر را تحمل کنند.
مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون و خوردگی:این یک لایه اکسید محافظ پایدار تشکیل می دهد که در برابر پوسته پوسته شدن در محیط های بخار مقاومت می کند.
مقاومت در برابر خستگی حرارتی:در شرایط گرمایش و سرمایش چرخه ای که در عملیات نیروگاه رایج است، عملکرد خوبی دارد.
قابلیت جوشکاری:در حالی که نیاز به روش‌های جوشکاری خاص و دقیق دارد (پیش-گرمایش و-عملیات حرارتی پس از جوش اجباری است)، با تکنیک‌های مناسب قابل جوشکاری در نظر گرفته می‌شود.
ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی (در درصد وزنی) برای دستیابی به خواص مطلوب به شدت کنترل می شود. عناصر کلیدی عبارتند از:
| عنصر | ترکیب (%) | هدف |
|---|---|---|
| کربن (C) | 0.07 - 0.13 | استحکام، سختی |
| منگنز (Mn) | 0.30 - 0.60 | استحکام، اکسیداسیون |
| فسفر (P) | حداکثر 0.020 | ناخالصی (کنترل شده) |
| گوگرد (S) | حداکثر 0.010 | ناخالصی (کنترل شده) |
| سیلیکون (Si) | حداکثر 0.50 | اکسیداسیون، استحکام |
| کروم (کروم) | 8.50 - 9.50 | مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی |
| مولیبدن (Mo) | 0.30 - 0.60 | استحکام، مقاومت در برابر خزش |
| وانادیوم (V) | 0.15 - 0.25 | قدرت خزش (سخت شدن رسوب) |
| نیوبیم (Nb) | 0.04 - 0.09 | پالایش دانه، قدرت خزش |
| نیتروژن (N) | 0.030 - 0.070 | قدرت (با V و Nb) |
| نیکل (Ni) | حداکثر 0.40 | سختی |
| آلومینیوم (Al) | حداکثر 0.02 | اکسیداسیون |
| بور (B) | 0.001 - 0.006 | برای قدرت خزش بسیار مهم است |
| تنگستن (W) | 1.50 - 2.00 | عنصر کلیدی برای تقویت محلول جامد |
توجه:اضافه شدن ازتنگستن (W)وبور (B)همان چیزی است که P92 را به طور قابل توجهی از درجه های قبلی مانند P91 متمایز می کند و به آن عملکردی در دمای بالا- می دهد.
خواص مکانیکی
لوله پس از عملیات حرارتی (نرمال سازی و تمپر) باید شرایط مکانیکی زیر را برآورده کند:
| اموال | مورد نیاز |
|---|---|
| استحکام کششی | بزرگتر یا مساوی 620 مگاپاسکال (90 ksi) |
| قدرت تسلیم | بزرگتر یا مساوی 440 مگاپاسکال (64 ksi) |
| ازدیاد طول | بزرگتر یا مساوی 20% (با ضخامت دیوار متفاوت است) |
فرآیند تولید
سوراخ کردن بدون درز:لوله به صورت بدون درز تولید می شود، معمولاً از روشی مانند فرآیند Mannesmann استفاده می کند که در آن یک شمش جامد برای ایجاد یک پوسته توخالی سوراخ می شود. این یک درز طولی جوش را که یک نقطه ضعف بالقوه تحت فشار و دمای بالا است، از بین می برد.
عملیات حرارتی:لوله P92بایدتحت یک فرآیند عملیات حرارتی خاص:
عادی سازی:تا حدود 1040 درجه - 1080 درجه (1900 درجه فارنهایت - 1975 درجه فارنهایت) و سپس خنک شدن در هوا گرم می شود. این یک ریزساختار یکنواخت-دانه ریزی ایجاد می کند.
معتدل کردن:دوباره تا دمای 730 درجه - 780 درجه (1350 درجه فارنهایت - 1435 درجه فارنهایت) گرم کنید و نگه دارید، سپس سرد کنید. این استرس های داخلی را از بین می برد و استحکام را بهبود می بخشد.
برنامه های کاربردی رایج
ASTM A335 P92 در بخش‌های بحرانی دمای بالا و فشار بالا استفاده می‌شود:
نیروگاه های فوق بحرانی و فوق بحرانی-:خطوط بخار اصلی، خطوط گرم مجدد داغ و هدرها.
صنعت پتروشیمی:لوله کشی{0}}در دمای بالا در پالایشگاه ها.
مبدل های حرارتی و بویلر.
مقایسه با نمرات دیگر
در مقابل P91:P92 حدود 20-30٪ تنش مجاز بالاتری نسبت به P91 در دماهای بالاتر از 600 درجه ارائه می دهد. این امر باعث صرفه جویی قابل توجهی در مواد و وزن در طراحی کارخانه می شود.
در مقابل P22 (2.25Cr-1Mo):P92 از نظر استحکام و قابلیت دما بسیار برتر است و کارایی بسیار بالاتری را برای کارخانه فراهم می کند.
ملاحظات مهم برای استفاده
جوشکاری:جوش P92 نیاز به صلاحیت روش دقیق دارد. مراحل کلیدی عبارتند از:
پیش-گرمایش تا حدود 200 درجه - 250 درجه.
استفاده از فلزات پرکننده منطبق یا بیش از{0}}آلیاژ شده (مانند ER90S-B9 برای TIG، E9015-B9 برای SMAW).
پست اجباری-عملیات حرارتی جوش (PWHT)در 730 درجه - 760 درجه برای دستیابی به ساختار مارتنزیت معتدل مناسب در ناحیه-در اثر گرما (HAZ).
تضمین کیفیت:خرید باید به گواهی دقیق نیاز داشته باشد، از جملهگواهینامه های تست آسیاب (MTC)که ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و سوابق عملیات حرارتی را تأیید می کند.
به طور خلاصه،ASTM A335 P92 یک لوله بدون درز درجه یک- درجه یک است که برای سخت‌ترین کاربردها در دمای بالا{3} طراحی شده است و نقشی حیاتی در پیشبرد کارایی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای تولید برق حرارتی مدرن دارد.
