Увод у 13ЦрМо4-5 / 1.7335 челичну цев за котао
Класификација материјала
13ЦрМо4-5 (материјални број1.7335) јеније угљенични челикали аниско-легирани хром-молибден челикпосебно дизајниран за рад на повишеним температурама у котловима и посудама под притиском. Овај материјал представља ансредњи разредизмеђу обичног угљеничног челика и челика са више легуре{0}}отпорних на пузање, нудећи уравнотежену комбинацију својстава за специфичне температурне опсеге.
Тачна класификација:
Ниско-Челик отпоран на пузање од легуре{1}}челик отпоран на топлоту{2}} (1,25% група хрома)
Подела ознака материјала:
13: Приближно 1,3% садржаја хрома (у ствари распон 0,7-1,2%)
Цр: Елемент легуре хрома
Мо: Елемент за легирање молибдена
4-5: Означава садржај и хрома (~1%) и молибдена (~0,5%)
Алтернативне ознаке:1Цр-0,5Мо челик, 1,25Цр-0,5Мо (приближан састав)
Кључне карактеристике и примене
Препознатљиве карактеристике:
Побољшана отпорност на пузање: Супериоран од обичних угљеничних челика на повишеним температурама
Гоод Велдабилити: Бољи од челика са високим хромом, али захтева више пажње од угљеничних челика
Отпорност на оксидацију: Побољшано у односу на угљеничне челике због садржаја хрома
Отпорност на крхкост: Боље од неких виших разреда легуре
Гоод Фабрицабилити: Може се формирати и машински обрађивати стандардном опремом
Историјски контекст:
Развијена средином 20. веказа примене на средњим температурама
европска адаптацијасличних америчких класа као што је 1.25Цр-0.5Мо
Широко коришћену конвенционалним електранама и процесним индустријама
Доказана поузданостса великом историјом сервиса
Примарне апликације:
Бубњеви котлаи заглавља
Цеви прегрејачаи подржава
Цевоводи за паруу конвенционалним електранама
Цеви за измењивач топлотеу рафинеријама
Посуде под притискомза хемијску обраду
Компоненте у системима даљинског грејања
Типични услови услуге:
Температурни опсег: 450°Ц до 550°Ц(оптимална 475-525°Ц)
Притисак: Уп то150 баратипично
Век трајања: 100.000-150.000 сатина пројектованој температури
Економски опсег: Најисплативији{0}}за своје температурне могућности
Техничке спецификације
Табела 1: Захтеви за хемијски састав (ЕН 10216-2)
| Елемент | Стандардни опсег (%) | Типична анализа (%) | Функционална улога |
|---|---|---|---|
| угљеник (Ц) | 0.08 - 0.18 | 0.10 - 0.15 | Снага, формирање карбида |
| силицијум (Си) | 0.10 - 0.35 | 0.15 - 0.30 | Деоксидатор |
| манган (Мн) | 0.40 - 1.00 | 0.60 - 0.90 | Снага, контрола сулфида |
| фосфор (П) | ≤ 0,025 | ≤ 0,020 | Контрола нечистоћа |
| сумпор (С) | ≤ 0,015 | ≤ 0,010 | Контрола нечистоћа |
| хром (Цр) | 0.70 - 1.20 | 0.90 - 1.10 | Отпорност на оксидацију, снага пузања |
| молибден (Мо) | 0.40 - 0.60 | 0.45 - 0.55 | Отпорност на пузање, стабилизација карбида |
| никл (Ни) | ≤ 0,30 | ≤ 0,25 | Резидуални елемент |
| алуминијум (Ал) | ≤ 0,040 | ≤ 0,030 | Рафинирање зрна |
| бакар (Цу) | ≤ 0,30 | ≤ 0,25 | Резидуални елемент |
| ванадијум (В) | -- | -- | Обично се не додаје |
| ниобијум (Нб) | -- | -- | Обично се не додаје |
| азот (Н) | ≤ 0,012 | ≤ 0,010 | Контролисано додавање |
Табела 2: Механичка својства собне температуре
| Имовина | Стандардни захтев | Типичне вредности | Тест Цондитион |
|---|---|---|---|
| Снага течења (Рп0,2) | ≥ 310 МПа | 320-400 МПа | Нормализовано+Каљено |
| Затезна чврстоћа (Рм) | 460 - 590 МПа | 480-550 МПа | Нормализовано+Каљено |
| Издужење (А) | ≥ 22% | 24-30% | Л₀=5.65√С₀ |
| Смањење површине (З) | -- | 60-75% | Попречно |
| Енергија удара (КВ) | ≥ 40 Ј (просечно) | 50-100 J | +20°Ц |
| Тврдоћа | 140 - 195 ХБ | 150-180 ХБ | Бринелл |
Табела 3: Особине повишене температуре
| температура (°Ц) | 400 | 450 | 475 | 500 | 525 | 550 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин Рп0,2 (МПа) | 260 | 240 | 225 | 210 | 200 | 190 |
| Снага пузања 10⁵х | 110 | 70 | 55 | 40 | 30 | 22 |
| Дозвољени напон (МПа) | 96 | 68 | 55 | 43 | 33 | 25 |
| вс . 16Мо3 | +10% | +25% | +35% | +40% | +45% | +50% |
| против П460НХ | +20% | +30% | -- | -- | -- | -- |
Табела 4: Поређење са сродним класама челика
| Параметар | 13ЦрМо4-5 | 16Мо3 | 10ЦрМо9-10 | П460НХ | Кс11ЦрМо5-1 |
|---|---|---|---|---|---|
| Материјал бр. | 1.7335 | 1.5415 | 1.7380 | 1.8949 | 1.7361 |
| Цхроме садржај | 1% | <0.3% | 2.25% | <0.3% | 5% |
| молибден | 0.5% | 0.3% | 1% | <0.08% | 0.5% |
| Мин. принос (МПа) | 310 | 280 | 280 | 460 | 280 |
| макс. температура (°Ц) | 560 | 550 | 580 | 550 | 600 |
| Отпорност на пузање | Добро | Умерено | Врло добро | Ограничено | Врло добро |
| Заварљивост | Добро | Добро | Тешко | Добро | Захтева негу |
| Фактор трошкова | 1.4 | 1.0 | 1.8 | 1.3 | 1.7 |
Производња и прерада
Производни процес:
текст
Основна кисеоничка/електрична лучна пећ → Третман лопатицом → Континуирано ливење → Израда цеви (бешавне или заварене) → Нормализација (900-950°Ц) + каљење (650-700°Ц) → Хлађење → Испитивање → Финална контрола
Захтеви за топлотну обраду:
Нормализација: 900-950°Ц праћено ваздушним хлађењем
Каљење: 650-700°Ц током 1-2 сата
Термичка обрада након{0}}варења: Потребно за дебљину > 10-15 мм
Финал Мицроструцтуре: ферит{0}}перлит или баинит у зависности од брзине хлађења
Технологија заваривања:
Карактеристике заваривања:
Умерена отврдњавање: Мање од челика са високим хромом
Добра својства завареног метала: Уз одговарајуће процедуре
ПВХТ је обавезан: За већину апликација за ублажавање стреса
Контрола водоника: Важно за спречавање пуцања
Препоручени поступци заваривања:
текст
Захтеви пре-заваривања: • Преглед сертификације материјала • Квалификација поступка заваривања (ВПКР) • Избор додатног метала Захтеви за предгревањем: • 150-минимум 200°Ц • Повећава се са дебљином и ограничењем. Процеси заваривања: • СМАВ са основним ниским-пролазом са основним ниским-Грецом електродеса за Грецом електродеза за корење водоника уздужни шавови • ГМАВ са одговарајућом заштитом гаса Температура међупрохода: • Максимална: 250-300°Ц • Континуирано надгледати термичку обраду након заваривања: • Температура: 650-700°Ц • Време: 1-2 сата (минимум 1х/25мм) • Брзина грејања/хлађења за 0°С/Хлађење: 0°С. рељеф и ХАЗ омекшавање Материјали за пуњење: • Поклапање: ЕН ИСО 16834-А: Г 42 4 М М1Мо • Заједничка електрода: Е9015-Б3 (АВС) или еквивалент
Разматрање дизајна
Предности 13ЦрМо4-5:
Доказана поузданост: Обимна сервисна историја у електропривреди
Исплативо{0}}: Економичан за свој температурни опсег
Гоод Фабрицабилити: Може се лако савијати, формирати и машински обрађивати
Предвидљиво понашање: -Добро схваћена својства материјала
Прихватање кода: Широко прихваћен у свим главним кодовима дизајна
Ограничења и мере предострожности:
Температурна граница: Није погодно изнад 560°Ц за дуготрајну{1}}службу
Ризик од графитизације: Потенцијал у одређеним условима након продуженог рада
ПВХТ Рекуиремент: Често обавезно за заварене -заваре који садрже притисак
Умерена снага: Ниже од неких алтернативних материјала
Граница оксидације: Може захтевати заштиту у агресивном окружењу
Параметри дизајна:
Фактор сигурности: Типично 1,5 на снагу кидања пузања
Цорросион Аллованце: 1-2мм у зависности од сервисног окружења
Минимална пројектована температура: -10°Ц (ниже са испитивањем на удар)
Фатигуе Цонсидератионс: Важно за цикличне сервисне компоненте
Микроструктурне карактеристике
Фазна трансформација:
Аустенитизинг Температуре900-950°Ц
Критична брзина хлађења: Умерено
Трансформатион Продуцтс: Перлит, могуће бејнит
Темперинг Респонсе: стабилни карбиди (М₃Ц, М₇Ц₃)
Дугорочна{0}}стабилност:
Царбиде Цоарсенинг: М₃Ц у М₇Ц3 трансформација
Ризик од графитизације: У одређеним температурним распонима (ретко)
Сфероидизација: Деградација перлита током времена
Пузања кавитација: После продуженог рада на високим{0}температурама
Осигурање квалитета и стандарди
Захтеви за сертификацију:
ЕН 10204 3.1 или 3.2 сертификат материјала
Потпуна следљивост до броја грејања/партије
Комплетна хемијска анализа
Извештаји о механичким испитивањима (собна температура)
Извештаји о{0}}неразарајућим испитивањима
Евиденција топлотне обраде
Применљиви стандарди:
Стандарди производа: ЕН 10216-2 (бешавно), ЕН 10217-2 (заварено)
Стандард материјала: ЕН 10028-2
Тестинг Стандардс: ЕН ИСО 6892-1, ЕН ИСО 148-1
Стандарди за заваривање: ЕН ИСО 15614-1
Десигн Цодес: ЕН 12952, ЕН 13480, АСМЕ одељак И
Специјално тестирање (по потреби):
Тестирање пузања: За критичне апликације
Харднесс Сурвеис: Основни метал, ХАЗ и метал заваривања
Испитивање микроструктуре: Процена величине зрна
Тест савијања: За квалификацију поступка заваривања
Перформансе услуге и одржавање
Механизми деградације:
Црееп: Ограничавајући фактор примарног века{0}} на пројектованим температурама
Оксидација: И спољна и парна{0}}страна
Графитизација: У завареној ХАЗ после веома дугог рада (ретко)
Термални замор: У компонентама са температурним циклусом
Корозија: У одређеним агресивним срединама
Инспекција и надзор:
Редовни визуелни преглед: За деградацију површине
Ултразвучно тестирање: За детекцију оштећења од пузања
Репликацијска микроскопија: За микроструктурну процену
Тестирање тврдоће: За откривање омекшавања
Димензионалне провере: За мерење деформације пузања
Процена преосталог живота:
На основу историје рада (температура, време)
Мерење деформације пузања
Микроструктурна евалуација
Испитивање узорака у критичним случајевима
Економска разматрања
Фактори трошкова:
Материјална цена: 30-40% више од угљеничних челика
Трошкови израде: Умерено повећање због захтева за заваривање
Трошкови животног циклуса: Повољно због дужег радног века на температури
Доступност: Добро на европским тржиштима
Укупни трошкови власништва:
текст
Почетни трошак: Умерени трошкови инсталације: Умерени трошкови одржавања: Ниски до умерени Трошкови замене: Умерени животни век: типично 20-25 година Укупна економија: Веома повољна за дизајниране апликације
Смернице за избор
Када је 13ЦрМо4-5 прикладан:
Температурни захтеви: 475-525°Ц радни опсег
Економски пројекти: Тамо где је равнотежа{0}}учинака критична
Проверени дизајни: За компоненте са успостављеном историјом сервиса
Потребна је добра израда: Сложени облици или екстензивно заваривање
Усклађеност кода: Пројекти који користе европске дизајнерске кодове
Када размотрити алтернативе:
Испод 475°Ц: П460НХ или слично може бити економичније
Изнад 525°Ц: Узмите у обзир 10ЦрМо9-10 или сличан
Веома циклична услуга: Може захтевати другачији избор материјала
Тешка окружења: Потребно је више материјала{0}}отпорних на корозију
Веома висок притисак: Можда ће бити потребни материјали веће чврстоће
Еквивалентне спецификације:
| Стандард | Еквивалентна оцена | Напомене |
|---|---|---|
| АСТМ | A335 P11 | Сличан састав, различита својства |
| АСМЕ | СА335 П11 | Одељак И и ВИИИ прихватљив |
| ДИН | 15ЦрМо5 | Старија немачка ознака |
| ИСО | 12ЦрМо4-5 | Слична спецификација |
Модерне апликације и трендови
Тренутна употреба:
Конвенционалне електране: Још увек се широко користи у постојећим објектима
Пројекти продужења живота: Замена старих компоненти
Индустријски котлови: За производњу процесне паре
Постројења за когенерацију: Комбиновани системи за грејање и енергију
Реневабле Интегратион: Резервна и балансна снага
Будућа перспектива:
Постепена замена: Новијим материјалима у високоефикасним{0}}фабрикама
Континуирана употреба: На тржиштима реконструкције и одржавања
Посебне апликације: Где су његове специфичне особине оптималне
Стандардизација: Још увек укључен у све главне кодове дизајна
Компаративна анализа са главним алтернативама
вс . 16Мо3:
Предност: Боља снага пузања изнад 475°Ц
Недостатак: Виша цена, сложеније заваривање
Децисион Поинт: ~475°Ц радна температура
у односу на П460НХ:
Предност: Супериорна својства{0}при високим температурама
Недостатак: Јачина на нижој собној температури
Децисион Поинт: Захтеви за температуру у односу на притисак
у односу на Кс11ЦрМо5-1:
Предност: Боља заварљивост, нижа цена
Недостатак: Могућност ниже температуре
Децисион Поинт: 525°Ц граница радне температуре
резиме:13ЦрМо4-5 представља адобро-утврђен, поуздан материјалза примену средње температуре у енергетској и процесној индустрији. Његовоуравнотежена комбинација отпорности на пузање, могућности израде и ценеје направио астандардни изборза бубњеве котлова, колекторе и системе цевовода који деценијама раде у опсегу од 475-525°Ц. Док новији материјали нуде побољшане перформансе при високим температурама, 13ЦрМо4-5 је и даље специфичан за апликације у којима његова доказана евиденција, добра доступност и повољна економичност пружају оптимално решење. Одговарајућа пажња напоступци заваривања и термичке обрадеје од суштинског значаја за успешну примену, али ови захтеви су мање строги него за више легиране челике, што га чини доступним широком спектру произвођача и оператера.
