مقدمة لأنابيب الصلب للغلايات المصنوعة من الصلب الكربوني P460NH
ملخص
P460NH هو-كربون حبيبي ناعم-فولاذ منغنيزمصممة خصيصا لتطبيقات الضغط العالي-في درجات الحرارةفي الغلايات وأوعية الضغط. يتبع التعيين المعيار الأوروبي EN 10216-3/EN 10217-3 حيث:
P: غرض الضغط الصلب
460: الحد الأدنى لقوة الخضوع 460 ميجا باسكال في درجة حرارة الغرفة
N: المعالجة الحرارية الطبيعية
H: يشير إلى مدى الملاءمة لخدمة درجات الحرارة المرتفعة (مقاومة الزحف-)
تعمل هذه المادة على سد الفجوة بين الفولاذ الكربوني القياسي والفولاذ المقاوم لزحف السبائك المنخفض--، مما يوفرخصائص محسنة لدرجات الحرارة المرتفعة.-مقارنةً بـ P460N مع الحفاظ على قابلية اللحام الجيدة وفعالية التكلفة-.
الخصائص والتطبيقات الرئيسية
السمات المميزة:
أداء محسّن لدرجات الحرارة العالية-.: تم تركيبه خصيصًا للحفاظ على القوة عند درجات حرارة تصل إلى 500-550 درجة
بنية الحبوب الدقيقة-: تم تحقيقه من خلال السبائك الدقيقة-(Nb، V) والتدحرج/التطبيع الذي يتم التحكم فيه
مقاومة الزحف: تحسين مقاومة التشوه الزحف مقارنة بالدرجات القياسية
تعزيز قابلية اللحام: مكافئ كربون أقل من سبائك الفولاذ ذات الأداء المماثل في درجات الحرارة العالية-.
التطبيقات الأساسية:
-مكونات غلايات البخار ذات الضغط العالي (أجهزة التسخين الفائقة وأجهزة إعادة التسخين)
خطوط نقل البخار في محطات توليد الكهرباء
المبادلات الحرارية تعمل في درجات حرارة مرتفعة
أوعية الضغط في الصناعات الكيماوية والبتروكيماوية
أنظمة تدفئة المناطق التي تتطلب-درجات حرارة عالية
المكونات الموجودة في النفايات-إلى-محطات الطاقة والكتلة الحيوية
المواصفات الفنية
الجدول 1: متطلبات التركيب الكيميائي (EN 10216-3/EN 10217-3)
| عنصر | الحد الأقصى للمحتوى (%) | النطاق النموذجي (%) | الدور الوظيفي |
|---|---|---|---|
| الكربون (ج) | 0.20 | 0.16-0.20 | قوة القاعدة |
| السيليكون (سي) | 0.60 | 0.15-0.35 | مزيل الأكسدة |
| المنغنيز (من) | 1.70 | 1.40-1.60 | القوة والصلابة |
| الفوسفور (ف) | 0.025 | أقل من أو يساوي 0.020 | السيطرة على الشوائب |
| الكبريت (S) | 0.015 | أقل من أو يساوي 0.010 | السيطرة على الشوائب |
| النيوبيوم (ملحوظة) | 0.05 | 0.025-0.045 | صقل الحبوب، وهطول الأمطار |
| الفاناديوم (الخامس) | 0.12 | 0.05-0.10 | مقاومة الزحف |
| الألومنيوم (آل) | -- | أكبر من أو يساوي 0.020 (دقيقة) | صقل الحبوب |
| النيتروجين (ن) | 0.020 | 0.010-0.020 | إضافة تسيطر عليها |
| الكروم (الكروم) | 0.30 | أقل من أو يساوي 0.25 | المتبقية |
| الموليبدينوم (مو) | 0.08 | أقل من أو يساوي 0.05 | المتبقية |
| النيكل (ني) | 0.50 | أقل من أو يساوي 0.30 | المتبقية |
| النحاس (النحاس) | 0.30 | أقل من أو يساوي 0.25 | المتبقية |
| مكافئ الكربون (CEV) | أقل من أو يساوي 0.45* | 0.40-0.44 | مؤشر قابلية اللحام |
*CEV=C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
الجدول 2: الخواص الميكانيكية لدرجة حرارة الغرفة
| ملكية | المتطلبات القياسية | حالة الاختبار | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| قوة الخضوع (Rp0.2) | أكبر من أو يساوي 460 ميجا باسكال | كما تطبيع | الحد الأدنى للقيمة |
| قوة الشد (RM) | 550-720 ميجا باسكال | كما تطبيع | مجموعة كاملة |
| استطالة (أ) | أكبر من أو يساوي 17% | L₀=5.65√S₀ | الحد الأدنى على المواد الأساسية |
| طاقة التأثير (كيلو فولت) | أكبر من أو يساوي 40 J (متوسط) | -20 درجة أو -50 درجة * | درجة شاربي V- |
| صلابة | عادة 180-230 حصان | برينل | للحصول على معلومات |
*تعتمد درجة حرارة اختبار التأثير على الطبقة الأساسية المحددة (على سبيل المثال، P460NH H2 لـ -50 درجة)
الجدول 3: خصائص درجة الحرارة المرتفعة
| درجة الحرارة (درجة) | 100 | 200 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الحد الأدنى روبية 0.2 (ميجا باسكال) | 435 | 390 | 345 | 325 | 300 | 275 | 250 | 230 |
| حد الزحف (MPa)* | -- | -- | 180 | 140 | 110 | 85 | 60 | 40 |
| قوة التمزق | -- | -- | 260 | 210 | 170 | 135 | 105 | 80 |
*القيم التقريبية لمدة 100,000 ساعة عند درجة الحرارة
الجدول 4: مقارنة مع درجات الفولاذ ذات الصلة
| المعلمة | P460NH | P460N | P355NH | 16 مو 3 | 13CrMo4-5 |
|---|---|---|---|---|---|
| الحد الأدنى للعائد (MPa) | 460 | 460 | 355 | 280 | 310 |
| أقصى درجة حرارة (درجة) | 550 | 500 | 400 | 525 | 550 |
| مقاومة الزحف | جيد | معتدل | محدود | جيد جدًا | ممتاز |
| قابلية اللحام | جيد | جيد | ممتاز | جيد | يتطلب PWHT |
| مؤشر التكلفة | 1.2 | 1.0 | 0.9 | 1.5 | 2.0 |
التصنيع والتجهيز
طريق الإنتاج:
نص
صناعة الصلب ← التكرير الثانوي ← الصب المستمر ← الدرفلة على الساخن/الثقب ← التطبيع (880-930 درجة) ← التبريد ← الاختبار ← الفحص النهائي
المعالجة الحرارية:
التطبيع: 880-930 درجة يليها تبريد الهواء
تخفيف الضغط الاختياري إذا لزم الأمر: 580-620 درجة
لا حاجة للتبريد والتلطيف
اعتبارات اللحام:
نص
العمليات الموصى بها: • SMAW (111) مع الأقطاب الكهربائية الأساسية • GTAW (141) لتمرير الجذر • SAW (12) للمقاطع السميكة • GMAW (135، 136) مع معادن حشو الغاز الواقية: • المطابقة: EN ISO 16834-A (على سبيل المثال، G 46 4 M21 Mn2NiMo) • التطابق لمنع التشققات في المفاصل المقيدة التسخين المسبق/الممر البيني: • 100-150 درجة للسمك > 25 مم • الحفاظ عليه حتى اكتمال اللحام PWHT: • بشكل عام غير مطلوب للمواد المعيارية • يمكن تحديده للسمك > 50 مم أو التقييد الشديد • درجة الحرارة: 580-620 درجة إذا لزم الأمر
مزايا التصميم
الفوائد التقنية:
قدرة عالية على تحمل درجات الحرارة.-: مناسب لخطوط البخار الرئيسية حتى 550 درجة
الاحتفاظ بالقوة: يحافظ على ما يقرب من 54% من قوة الخضوع لدرجة حرارة الغرفة عند 500 درجة
الكفاءة الاقتصادية: أكثر فعالية من حيث التكلفة-من سبائك الفولاذ للعديد من تطبيقات درجات الحرارة المتوسطة
انخفاض سمك الجدار: جدران أرق بنسبة 15% تقريبًا مقارنة بـ P355NH عند نفس معدل الضغط
قابلية تصنيع جيدة: يمكن تشكيلها وثنيها ولحامها بممارسات الورشة القياسية
حدود التصميم:
غير مناسب لدرجات حرارة أعلى من 550 درجة للخدمة على المدى الطويل-.
يتطلب تطويرًا دقيقًا لإجراءات اللحام للمقاطع السميكة
أكثر تكلفة من الفولاذ الكربوني القياسي
محدودية التوفر في بعض الأحجام والمواصفات
ضمان الجودة والمعايير
متطلبات الشهادة:
EN 10204 3.1/3.2 شهادات المواد
إمكانية التتبع الكامل لرقم الذوبان/الحرارة
التحليل الكيميائي الكامل لجميع العناصر المحددة
تقارير الاختبار الميكانيكي بما في ذلك اختبارات التأثير
تقارير الاختبار غير المتلفة-(UT، RT حسب الاقتضاء)
شهادة الاختبار الهيدروستاتيكي
تقرير فحص الأبعاد
المعايير المطبقة:
معايير المنتج: إن 10216-3، إن 10217-3
معيار المواد: EN 10028-3 (المنتجات المسطحة)
رموز التصميم: EN 13480 (الأنابيب)، EN 12952 (الغلايات)
معدات الضغط: PED 2014/68/الاتحاد الأوروبي الفئة الرابعة
معايير الاختبار: إن آيزو 6892-1، إن آيزو 148-1
اختبار إضافي (كما هو محدد):
فحص البنية المجهرية
تحديد حجم الحبوب (ASTM 8-10 النموذجي)
المسوحات صلابة
اختبار تمزق الإجهاد للتطبيقات الحرجة
إرشادات الاختيار
متى تختار P460NH:
نطاق درجة الحرارة: درجات حرارة الخدمة 400-550 درجة
متطلبات الضغط: High-pressure systems (>100 بار)
قيود الوزن:حيث يكون تخفيض الوزن مهمًا
التوازن الاقتصادي: عندما تكون سبائك الفولاذ أكثر من-المحددة ولكن الفولاذ الكربوني غير مناسب
أولوية قابلية اللحام: عند الحاجة إلى لحام ميداني واسع النطاق
اعتبارات بديلة:
لدرجات الحرارة<400°C: Consider P355NH for cost savings
For temperatures >550 درجة: ضع في اعتبارك 13CrMo4-5 أو 10CrMo9-10
بالنسبة للأقسام السميكة جدًا: فكر في الدرجات المروية والمخففة
بالنسبة إلى البيئات المسببة للتآكل: فكر في استخدام السبائك المقاومة للتآكل-.
يمثل P460NHالتوازن الأمثلبين الأداء وقابلية التصنيع والتكلفة-لمعدات ضغط درجة الحرارة المتوسطة، مما يجعلهاالاختيار المفضللمحطات الطاقة الحديثة والفعالة وأنظمة الغلايات الصناعية حيث تكون الموثوقية في درجات الحرارة المرتفعة أمرًا بالغ الأهمية.
