Увод у челичну цев за котлове од 16Мо3 угљеничног челика
Преглед
16Мо3(такође означен као1.5415према ЕН 10027-2) је амолибден-легирани челик-отпоран на топлотупосебно развијен за рад на повишеним температурама у котловима и посудама под притиском. Овај челик припада групи одниско{0}}елици отпорни на пузање{1}}и стандардизован је према европским нормама ЕН 10216-2 (бешавне цеви) и ЕН 10217-2 (заварене цеви).
Ознака "16Мо3" означава:
16: Приближно 0,16% садржаја угљеника
Мо: Елемент за легирање молибдена
3: Приближно 0,30% садржаја молибдена
Овај материјал је посебно дизајниран задуготрајна-служба на повишеним температурамагде је отпор пузању критично разматрање дизајна.
Кључне карактеристике и примене
Препознатљиве карактеристике:
Супериорна отпорност на пузање: Додатак молибдена значајно побољшава снагу пузања на повишеним температурама
Гоод Велдабилити: Нижи садржај угљеника у комбинацији са контролисаним легирањем омогућава добре карактеристике заваривања
Микроструктурна стабилност: Одржава стабилну микроструктуру током дужег излагања високим температурама
Отпорност на оксидацију: Побољшана отпорност на оксидацију паром у поређењу са обичним угљеничним челицима
Примарне апликације:
Котлови прегрејачи и прегрејачи
Високо{0}}цевовод за пару (главни пароводи, водови за топло загревање)
Цеви размењивача топлоте у производњи електричне енергије
Посуде под притиском које раде на повишеним температурама
Компоненте у постројењима за спаљивање отпада
Петрохемијске пећи за крекирање
Системи цевовода парних турбина
Типични услови услуге:
Температурни опсег:400°Ц до 550°Ц
Притисак: до200 бараи више
Век трајања:100,000+ сатина пројектованој температури
Техничке спецификације
Табела 1: Захтеви за хемијски састав (ЕН 10216-2/ЕН 10217-2)
| Елемент | Стандардни опсег (%) | Типична анализа (%) | Функционална улога |
|---|---|---|---|
| угљеник (Ц) | 0.12 - 0.20 | 0.14 - 0.18 | Основна снага |
| силицијум (Си) | 0.10 - 0.35 | 0.15 - 0.30 | Деоксидатор |
| манган (Мн) | 0.40 - 1.00 | 0.60 - 0.90 | Снага, очвршћавање |
| фосфор (П) | ≤ 0,025 | ≤ 0,020 | Контрола нечистоћа |
| сумпор (С) | ≤ 0,015 | ≤ 0,010 | Контрола нечистоћа |
| молибден (Мо) | 0.25 - 0.35 | 0.28 - 0.32 | Отпорност на пузање |
| хром (Цр) | ≤ 0,30 | ≤ 0,25 | Остатак |
| никл (Ни) | ≤ 0,30 | ≤ 0,25 | Остатак |
| бакар (Цу) | ≤ 0,30 | ≤ 0,25 | Остатак |
| алуминијум (Ал) | ≤ 0,040 | ≤ 0,030 | Рафинирање зрна |
| азот (Н) | ≤ 0,012 | ≤ 0,010 | Контролисано |
| Еквивалент угљеника (ЦЕВ) | 0.35 - 0.45 | ~0.40 | Индикатор заварљивости |
*ЦЕВ=Ц + Мн/6 + (Цр+Мо+В)/5 + (Ни+Цу)/15*
Табела 2: Механичка својства собне температуре
| Имовина | Стандардни захтев | Тест Цондитион | Напомене |
|---|---|---|---|
| Снага течења (Рп0,2) | ≥ 280 МПа | Нормализовано | Минимална вредност |
| Затезна чврстоћа (Рм) | 450 - 600 МПа | Нормализовано | Пун опсег |
| Издужење (А) | ≥ 22% | Л₀=5.65√С₀ | Минимална вредност |
| Енергија удара (КВ) | ≥ 27 Ј (мин) | +20°Ц | Шарпи В-зарез |
| Тврдоћа | 140 - 180 ХБ | Бринелл | Типичан опсег |
Табела 3: Особине повишене температуре
| температура (°Ц) | 400 | 450 | 475 | 500 | 525 | 550 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин Рп0,2 (МПа) | 210 | 195 | 185 | 175 | 165 | 155 |
| Снага пузања Рₚ 1% | 110 | 75 | 60 | 45 | 35 | 25 |
| Снага при пузању | 155 | 110 | 90 | 70 | 55 | 40 |
| Дозвољени напон (МПа)* | 102 | 76 | 63 | 51 | 41 | 33 |
Вредности за 100.000 сати радног века на температури
Табела 4: Поређење са сродним класама челика
| Параметар | 16Мо3 | 13ЦрМо4-5 | 10ЦрМо9-10 | П355НХ | П460НХ |
|---|---|---|---|---|---|
| Број материјала | 1.5415 | 1.7335 | 1.7380 | 1.0566 | 1.8949 |
| Мин. принос (МПа) | 280 | 310 | 280 | 355 | 460 |
| макс. температура (°Ц) | 550 | 560 | 580 | 400 | 550 |
| Отпорност на пузање | Добро | Врло добро | Одлично | Ограничено | Добро |
| Заварљивост | Добро | Захтева негу | Тешко | Одлично | Добро |
| Фактор трошкова | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 1.0 | 1.3 |
| Типична употреба | Прегрејачи | Заглавља, бубњеви | Високе{0}}температуре цеви | Бубњеви котла | Цјевоводи високог{0}}притиска |
Производња и прерада
Производни процес:
текст
Основна кисеоничка/електрична лучна пећ → Третман лопатицом → Континуирано ливење → Израда цеви (бешавне: млин са трном или млин за чепове; заварени: обликовање + заваривање) → нормализација (900-960°Ц) → хлађење → испитивање → завршна провера
Топлотна обрада:
Нормализација: 900-960°Ц праћено ваздушним хлађењем
Опционо ослобађање од стреса: 600-650°Ц 1-2 сата
Термичка обрада након{0} заваривања (ПВХТ): Генерално потребно за дебљину > 10-15 мм
Технологија заваривања:
текст
Препоручени процеси: • СМАВ са основним електродама са мало-водоника • ГТАВ за пролазе корена и критичне заваре • САВ за уздужне и ободне шавове • ГМАВ са одговарајућим заштитним гасом Материјали за пуњење: • ЕН ИСО 16834-А: Г {{2}ег, 15 М Ни ИСО 18276: С Мо 500 Г 3Си1 (за потопљени лук) • Препоручене електроде одговарајућег састава Процедура заваривања: 1. Претходно загревање: 150-200°Ц (повећава се са дебљином) 2. Температура међупролаза: 200-250°Ц максимално 3. • Температура након заваривања: 5°Ц топлотна обрада: 1 сат. по дебљини од 25 мм (минимум 1 сат) • Брзина хлађења: ≤ 300°Ц/сат Важна разматрања: • Строга контрола водоника (<5 ml/100g deposited metal) • Avoid high heat inputs (>2,5 кЈ/мм) • Користите ниске међупролазне температуре да спречите раст зрна
Разматрање дизајна
Предности 16Мо3:
Доказана поузданост: Обимна сервисна историја у електранама широм света
Исплативо{0}}: Најекономичнији челик{0}}отпорни на пузање за свој температурни опсег
Гоод Фабрицабилити: Може се савијати, формирати и машински обрађивати стандардном опремом
Предвидљиво понашање: Добро{0}}документована својства материјала и механизми деградације
Стандардизација: Широко доступан у различитим облицима и величинама производа
Ограничења и мере предострожности:
Температурна граница: Не препоручује се температура изнад 550°Ц за дуготрајну{1}} употребу
Ризик од графитизације: Потенцијал за стварање графита у завареним спојевима након дужег рада
ПВХТ Рекуиремент: Обавезно за већину примена за ублажавање напона заваривања
Осетљивост зареза: Умерена осетљивост на зарезе на повишеним температурама
Граница оксидације: Захтева заштитне мере изнад 550°Ц
Параметри дизајна:
Фактор сигурности: Типично 1,5 на снагу кидања пузања
Цорросион Аллованце: 1-3мм у зависности од сервисног окружења
Минимална пројектована температура: -10°Ц (ниже са испитивањем на удар)
Максимални дозвољени напон: На основу разматрања пузања, а не јачине повлачења
Осигурање квалитета и стандарди
Захтеви за сертификацију:
ЕН 10204 3.1/3.2 сертификати материјала
Потпуна следљивост до броја ливења/грејања
Комплетна хемијска анализа укључујући трамп елементе
Извештаји о механичким испитивањима (затезање, удар на собној температури)
Испитивање без{0}}разарања: УТ, РТ, ЕТ по потреби
Сертификат о хидростатичком испитивању
Извештај о величини зрна (АСТМ 5-8 типично)
Применљиви стандарди:
Стандарди производа: ЕН 10216-2, ЕН 10217-2
Стандард материјала: ЕН 10028-2
Десигн Цодес: ЕН 12952 (бојлери), ЕН 13480 (цевовод)
Тестинг Стандардс: ЕН ИСО 6892-1, ЕН ИСО 148-1
Стандарди за заваривање: ЕН ИСО 15614-1 за квалификацију поступка
Посебни захтеви за тестирање:
Тестирање пузања: За критичне апликације или нове добављаче
Тестирање тврдоће: Основни метал, ХАЗ и метал заваривања
Испитивање микроструктуре: Посебно за заварене спојеве
Тест савијања: За квалификације поступка заваривања
Тест руптуре стреса: За валидацију дугорочних{0}}својстава
Перформансе услуге и одржавање
Механизми деградације:
Црееп: Ограничавајући фактор примарног века{0}} на пројектованим температурама
Оксидација: И спољашња и унутрашња (парна{0}}страна) оксидација
Графитизација: Посебно у ХАЗ заваривању након дуготрајног-служивања
Термални замор: У компонентама које су подвргнуте променама температуре
Стрес Релакатион: У вијчаним спојевима и носачима
Инспекција и надзор:
Редовни визуелни преглед: За деградацију површине
Ултразвучно тестирање: За детекцију оштећења од пузања
Репликацијска микроскопија: За микроструктурну процену
Харднесс Сурвеис: За откривање омекшавања или старења
Димензионалне провере: За мерење деформације пузања
Процена преосталог живота:
На основу радних сати и историје температуре
Мерење и екстраполација деформације пузања
Микроструктурна евалуација
Уклањање узорка и тестирање у критичним случајевима
Смернице за избор
Када је 16Мо3 оптималан избор:
Температурни опсег: 450-525°Ц са пројектованим веком трајања од 100,000+ сати
Економски пројекти: Где су трошкови значајни, али је потребна отпорност на пузање
Проверени дизајни: За стандардизоване компоненте котла са утврђеном сервисном историјом
Умерена озбиљност: Примене које не захтевају највећу отпорност на пузање
Гоод Аваилабилити: Региони са успостављеним ланцима снабдевања за овај разред
Алтернативе које треба размотрити:
За више температуре (525-580°Ц): 13ЦрМо4-5 или 10ЦрМо9-10
За ниже температуре (<450°C): П355НХ или П460НХ за уштеду трошкова
За корозивна окружења: Аустенитни нерђајући челици (304Х, 316Х)
За највећу отпорност на пузање: Напредни челици са 9-12% хрома
Посебна разматрања за нове пројекте:
Усклађеност кода: Проверите прихватање у применљивим кодовима дизајна
Квалификација добављача: Обезбедите доказану производну способност
Велдинг Екпертисе: Потврдите искуство извођача са овим материјалом
Дугорочна{0}}подршка: Размотрите доступност заменских материјала током животног века биљке
Дигитална документација: Одржавање потпуне следљивости материјала
16Мо3 представља акласичан, добро{0}}проверен материјалза услугу повишене температуре у енергетском сектору. Његовоуравнотежена комбинација отпорности на пузање, могућности израде и ценеје направио астандардни изборза цеви за прегрејаче, цеви за пару и друге компоненте за високе{0}}температуре у конвенционалним електранама деценијама. Док новији материјали нуде побољшана својства, 16Мо3 је и даље специфициран за апликације у којима се његов оквир перформанси поклапа са захтевима дизајна и где његова обимна историја сервиса пружа поверење у дугорочну{4}}поузданост.
Модерне апликације: Све се користи у постројењима за биомасу и отпад{0}}у-енергетским постројењима где радни услови спадају у оптимални температурни опсег, што показује сталну важност овог утврђеног материјала у развоју енергетских технологија.
