T92 и P92: один состав, две формы продукта
Т92 и Р92 — обозначения труб и труб из одной и той же мартенситной жаростойкой стали 9Cr-2W. Буква T означает «труба» и взята из стандарта ASME SA-213, который охватывает бесшовные трубы котлов, пароперегревателей и теплообменников из ферритной и аустенитной стали. Буква P обозначает трубу и взята из стандарта ASME SA-335, который охватывает бесшовные трубы из ферритной стали для эксплуатации при высоких температурах. Таким образом, в письме описывается форма продукта и маршрут производства, а не химический состав, поскольку в обеих спецификациях используется один и тот же диапазон состава и одинаковый минимальный предел прочности и текучести для этого сорта.
Состав и механические требования
Сплав был разработан для работы с паром, превышающим диапазон более старых сталей 9Cr-1Mo, а добавка вольфрама вместе с бором и азотом придает ему прочность на ползучесть при температурах, используемых в современных высокоэффективных котлах. Типичные указанные значения показаны ниже.
| Элемент | Ценить |
|---|---|
| Углерод | от 0,07 до 0,13 процента |
| Кремний | 0,50 процента максимум |
| Марганец | от 0,30 до 0,60 процента |
| Фосфор/Сера | максимум 0,020 процента / максимум 0,010 процента |
| Хром | 8,50–9,50 процента |
| Молибден | от 0,30 до 0,60 процента |
| вольфрам | от 1,50 до 2,00 процента |
| Ванадий | от 0,15 до 0,25 процента |
| Ниобий | от 0,04 до 0,09 процента |
| Бор | от 0,001 до 0,006 процента |
| Азот | от 0,030 до 0,070 процентов |
| Минимальная прочность на растяжение | 620 МПа |
| Минимальный предел текучести | 440 МПа |
| Условия поставки | Нормализованный и отпущенный, отпущенный мартенсит |
Почему труба и труба различаются на практике
Поскольку состав один и тот же, для производителя важны различия в размерах и металлургии. T92 производится в виде трубы небольшого диаметра с относительно тонкими стенками путем горячей прошивки с последующей холодной вытяжкой или холодной прокаткой до конечного размера, что обеспечивает жесткий допуск по толщине стенки и мелкую микроструктуру. Р92 производится в виде толстостенных труб большого диаметра методом экструзии, ковки или горячей прокатки и используется для коллекторов и главных паропроводов. Более тяжелая горячедеформированная секция охлаждается медленнее и получает больше работы при высокой температуре, поэтому предыдущая структура зерен аустенита P92 обычно более крупная, чем у T92, и поэтому данные о ударной вязкости и ползучести сообщаются отдельно для двух форм продукта.
Применение на электростанциях и технологических установках
Т92 обслуживает поверхности нагрева котла. Труба подвергается воздействию высокотемпературных дымовых газов и отложений золы снаружи, а также окислению паром под высоким давлением внутри, поэтому при оценке материала учитываются как стойкость к коррозии при возгорании, так и поведение при окислении со стороны пара. P92 обслуживает коллекторы, главный паровой трубопровод и трубопровод горячего промежуточного нагрева, где почти полностью используется внутренний пар высокого давления и высокой температуры вместе с нагрузками системы, вызванными тепловым расширением. Ни один из продуктов не является сталью общего назначения: оба выбраны для сверхкритических и ультрасверхкритических агрегатов, где температура пара находится в диапазоне примерно от 580 до 620 градусов Цельсия.
Точки изготовления, сварки и контроля
Перед сваркой обычно применяется предварительный нагрев в диапазоне от 200 до 250 градусов Цельсия, а температура между проходами контролируется.
Для корневого и заполняющего проходов используется соответствующий присадочный металл, для корневой части трубы малого диаметра используется газовая вольфрамовая дуговая сварка, а на всех проходах осуществляется контролируемое тепловложение.
Послесварочная термообработка проводится в диапазоне примерно от 750 до 780 градусов Цельсия для отпуска мартенситной структуры, а скорости нагрева и охлаждения ограничены для соединений с толстыми стенками.
Поскольку сплав твердый и чувствителен к термическим повреждениям, резку, гибку и механическую обработку производят в термически обработанном состоянии или с последующей термообработкой.
Проверка твердости сварного шва и зоны термического воздействия, а также ультразвуковой или радиографический контроль толстостенных соединений составляют обычный показатель качества.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: T92 и P92 — один и тот же материал?
Они имеют одинаковый состав 9Cr-2W и одинаковый минимальный предел прочности и текучести, но представляют собой две разные формы продукта, на которые распространяются две разные спецификации ASME.
Вопрос: Каковы номера спецификаций ASME?
Трубка T92 соответствует стандарту ASME SA-213, а труба P92 соответствует стандарту ASME SA-335. Оба материала также упоминаются в соответствующих обозначениях ASTM и европейских стандартах на жаропрочные стали.
Вопрос: Можно ли использовать T92 для главной паровой трубы?
Только в том случае, если для этой задачи может быть поставлена труба соответствующего диаметра и толщины стенки. В трубопроводах обычно используется P92, поскольку требуемые диаметры и толщины стенок выходят за пределы диапазона труб.
Вопрос: Почему P92 часто имеет более грубую структуру?
Это изделие тяжелого сечения, подвергнутое горячей обработке. Более медленное охлаждение и другая последовательность деформации приводят к более крупному размеру зерен предварительного аустенита, чем в холоднокатаной трубе.
Вопрос: Какова максимальная рабочая температура?
Практический диапазон составляет примерно от 580 до 620 градусов C. Точное допустимое напряжение при данной температуре необходимо узнать из таблиц кодов конструкции для используемой формы продукта.
Вопрос: Почему требуется термообработка после сварки?
В результате сварки в зоне термического влияния образуется свежий, неотпущенный мартенсит. Закалка после сварки восстанавливает пластичность и вязкость, а также снижает остаточные напряжения в соединении.
