9Cr-1Mo-V (Grade P91/T91) սողացող ուժի ուժեղացված ֆերիտիկ (CSEF) պողպատ է, որը ղեկավարվում է ASTM A335/A213 և ASME SA335 ստանդարտներով: Օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու խողովակաշարերում և վերնագրերում (մինչև 600°C), այն թույլ է տալիս ավելի բարակ պատեր, քան P22-ը, բայց հակված է IV ՏԻՊԻ աղետալի ճաքերի և սողացող խափանումների, եթե ճշգրիտ ջերմային ցիկլը խախտվում է եռակցման ժամանակ:
9Cr-1Mo-V (91 աստիճան) պարզապես P22-ի արդիականացված տարբերակ չէ. դա խառնուրդի հստակ դաս է, որը մետաղագործական ներողամտությունը փոխանակում է բարձր ջերմաստիճանի աշխատանքի դիմաց: Թեև այն 2-3 անգամ ավելի է սողում ավանդական ցածր լեգիրված պողպատներից, այն իրեն ավելի շատ նման է կերամիկայի, քան ճկուն պողպատի, երբ արտադրության արձանագրությունները խստորեն չեն կիրառվում: Ակտիվների սեփականատերերի համար նյութական արժեքը երկրորդական է «NDE Tax»-ի նկատմամբ՝ խիստ, անսակարկելի ստուգման ծախսերը, որոնք անհրաժեշտ են վաղաժամ ձախողումը կանխելու համար:
9CR-1MO ԿԱԹԱԹԱՑԻ ԽՈՂՈՎԱԿԻ ՄԱՍԻՆ ՀԱՄԱԽՈՐԴ ԴԱՇՏԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ
Ո՞րն է դաշտում P91 ձախողման ամենատարածված ռեժիմը:
Խափանման գերիշխող մեխանիզմը IV տիպի ճեղքումն է : Սա տեղի է ունենում միջկրիտիկական ջերմային ազդեցության գոտում (IC-HAZ), որը նուրբ հատիկավոր նյութի փափուկ շերտ է, որը ստեղծվել է եռակցման ջերմային ցիկլի ընթացքում: Այս ճաքերը ձևավորվում են ենթամակերևույթի վրա և տեսողական զննությամբ չեն հայտնաբերվում, ինչը հաճախ հանգեցնում է աղետալի պատռման:
Ինչո՞ւ պետք է P91-ը սառչի նախքան Եռակցման հետջերմային մշակումը (PWHT):
P91-ը օդը կարծրացնում է: Եռակցումը պետք է սառչի մինչև մոտավորապես 100°C (212°F)՝ ապահովելու համար, որ ավստենիտը լիովին վերածվում է մարտենզիտի: Եթե PWHT-ը սկսվի մինչև այս փոխակերպման ավարտը, արդյունքում առաջացող միկրոկառուցվածքը կզրկվի անհրաժեշտ կոփված մարտենզիտի ամրությունից:
Ո՞րն է ընդունելի կարծրության միջակայքը P91 եռակցման համար:
P91 կարծրության «Ոսկե միջակայքը» 190 – 250 HBW է : 190 HBW-ից ցածր ցուցանիշները ցույց են տալիս փափուկ բծերը (սողացող ուժի կորուստ), մինչդեռ 270 HBW-ից բարձր ցուցանիշները ցույց են տալիս չափազանց փխրունություն և սթրեսային կոռոզիոն ճեղքման (SCC) նկատմամբ զգայունություն:
Տեխնիկական բնութագրեր. «Բաղադրատոմս» սողացող ուժի համար
9Cr-1Mo-ի բարձր արդյունավետությունը հիմնված է ճշգրիտ միկրոհամաձուլման վրա: Ի տարբերություն ածխածնային պողպատների, ազոտի կամ նիոբիումի թիրախի բացակայությունը կանխում է ածխածնային նիտրիդների ձևավորումը, որոնք անհրաժեշտ են հատիկների սահմանները ամրացնելու համար:
Տարրի
թիրախային կազմը (%)
Գործառույթ
Chromium (Cr)
8.00 – 9.50%
Օքսիդացման դիմադրություն և մատրիցային կայունություն
Մոլիբդեն (Mo)
0,85 – 1,05%
Կոշտ լուծույթի ամրացում (Creep բազա)
Վանադիում (V)
0,18 – 0,25%
Տեղումների ուժեղացում
Նիոբիում (Nb)
0,06 – 0,10%
Հացահատիկի սահմանների ամրացում (կրիտիկական)
Ազոտ (N)
0,030 – 0,070%
Կարևոր է V/Nb կարբոնիտրիդի ձևավորման համար
Ինժեներական ձեռնարկ. Ուշադիր ուշադրություն դարձրեք ազոտի/ալյումինի հարաբերակցությանը ձեր ջրաղացների փորձարկման հաշվետվություններում (MTRs); Ալյումինի ավելցուկը կարող է հեռացնել ազոտը մատրիցից՝ կանխելով նստվածքների ձևավորումը և նվազեցնելով սողացող կյանքը:
Ո՞րն է տարբերությունը P91-ի և P22-ի միջև:
P91-ը (9% Cr) ունի մոտավորապես կրկնակի առաձգական ուժ և 3-4 անգամ ավելի P22-ի (2,25% Cr) ճկման ուժը 600°C-ում, ինչը թույլ է տալիս զգալիորեն ավելի բարակ պատերի հաստությունը: Այնուամենայնիվ, P91-ը պահանջում է խիստ ծավալային NDE և ջերմային հսկողություն, մինչդեռ P22-ը մետալուրգիական առումով ներողամիտ է և ավելի հեշտ է վերանորոգվել:
P91 'NDE Tax'՝ հաշվարկելով իրական տեղադրված ծախսերը
Ինժեներները հաճախ ընտրում են P91-ը՝ նյութի քաշը նվազեցնելու համար, սակայն չեն կարողանում հաշվի առնել ընդհանուր տեղադրված արժեքը (TIC): Որակի ապահովման խիստ ռեժիմը ստեղծում է զգալի «NDE Tax»՝ համեմատած ցածր դասի համաձուլվածքների հետ:
Ստուգման ծավալը. P22-ը հաճախ պահանջում է միայն 10% զոդման ստուգում: P91-ը պահանջում է 100% Volumetric NDE (Phased Array UT կամ RT) գումարած կարծրության փորձարկում յուրաքանչյուր եռակցման վրա:
Ազդեցություն աշխատանքի վրա. PWHT-ից առաջ սառեցման պարտադիր քայլը և բարձրացման/բարձրացման խիստ տեմպերը երկարացնում են եռակցման հերթափոխերը՝ ավելացնելով աշխատաժամանակը 30-50%-ով մեկ հոդով:
Հիդրոփորձարկման ռիսկեր. P91-ը քլորիդների առկայության դեպքում խիստ ենթակա է սթրեսային կորոզիայի ճեղքմանը (SCC): Հիդրոփորձարկումը պահանջում է մաքուր ջուր և անհապաղ չորացում՝ ավելացնելով գործառնական բարդությունը:
Կարո՞ղ եք P91-ը զոդել ածխածնային պողպատին:
Այո, տարբեր մետաղական եռակցումներ (DMW) հնարավոր են, բայց բարդ: Դուք սովորաբար օգտագործում եք լցավորող մետաղ, որը համատեղելի է ցածր կարգի նյութի հետ (հաճախ P22 կամ Inconel) և պետք է նախագծեք PWHT ցիկլ, որը կփափկի P91-ը՝ առանց ավելորդ կոփելու (թուլացնելու) ածխածնային պողպատի կամ P22 կողմը:
Գործառնական իրողություններ և ձախողման ռեժիմներ
Դաշտային փորձը ցույց է տալիս, որ P91-ը անհանդուրժող է «դյուրանցումների» նկատմամբ: Խափանումների մեծ մասը ոչ թե նյութական թերություններ են, այլ կեղծիքի սխալներ:
'Փափուկ կետ' ֆենոմեն
Եթե դաշտային եռակցողը տաքացնում է մետաղը ավելի ցածր կրիտիկական ջերմաստիճանից (AC1 ~ 820°C) PWHT-ի ժամանակ, բայց չի կարողանում նորից նորմալանալ, նյութը կորցնում է իր խտացված մարտենզիտի կառուցվածքը: Խողովակը դառնում է «մառախուղ»՝ կապված սողացող ուժի հետ և տարիներ շուտ կթռչի կամ կպայթի: Դյուրակիր կարծրության փորձարկումը միակ միջոցն է դա պարզելու դաշտում:
Պատրաստման սահմանափակումներ
Սառը ճկման բացակայություն. P91-ը չի կարող սառը թեքվել ~2,5%-ից ավելի լարվածությունից՝ առանց նորմալացման և ջերմության ամբողջական ցիկլի: Դաշտային բրիգադները, որոնք օգտագործում են շղթաներ՝ ուժի մեջ դնելու սխալ դասավորության համար, ակտիվորեն ոչնչացնում են միկրոկառուցվածքը:
Կարո՞ղ եք կարկատել վերանորոգում P91-ում:
Ընդհանրապես, ոչ: Դուք չեք կարող պարզապես զոդել P91-ի արտահոսքը՝ բարդ ջերմային պահանջների պատճառով: Վնասված հատվածը սովորաբար պետք է ամբողջությամբ կտրվի և նոր կծիկի կտորը եռակցվի թարմ, ամբողջական ցիկլի PWHT-ով:
Երբ 9Cr-1Mo կաթսայի խողովակը սխալ ընտրություն է
Վիճակ. Եթե հաստատությունը չունի բյուջե կամ որակյալ անձնակազմ 100% ծավալային NDE-ի և կարծրության փորձարկման համար:
Վիճակ. Եթե շրջակա միջավայրը պարունակում է բարձր քլորիդներ, և համակարգը չի կարող կատարյալ չոր մնալ անջատումների ժամանակ (SCC բարձր ռիսկ):
Վիճակ. Ցածր ճնշման/ցածր ջերմաստիճանի կիրառությունների համար, որտեղ բավարար է P22 կամ ածխածնային պողպատ; P91-ի «կատարումը» չարժի կեղծիքի ռիսկը:
Վիճակ. Եթե վերանորոգման մատչելիությունը վատ է. P91-ը պահանջում է զգալի մաքրություն ինդուկցիոն ջեռուցման մարտկոցների համար ապագա վերանորոգման ժամանակ:
Հաճախակի տրվող հարցեր (ՀՏՀ)
Կարո՞ղ եմ P91-ը փոխարինել P22-ով՝ կյանքը երկարացնելու համար:
Ոչ ավտոմատ կերպով: Թեև P91-ն ավելի ամուր է, այն P22 համակարգի մեջ խառնելը պահանջում է ջերմային ընդարձակման տարբերությունների և եռակցման ընթացակարգերի մանրակրկիտ վերլուծություն: Այն նաև ներկայացնում է պահպանման խիստ պահանջներ, որոնք նախկինում չէր պահանջում P22 խողովակաշարի համակարգը:
Արդյո՞ք P91-ը չի աշխատի, եթե PWHT-ն բաց թողնվի:
Այո՛։ Առանց եռակցման հետջերմային մշակման, ջերմային ազդեցության գոտին մնում է կոշտ և փխրուն (չխթված մարտենսիտ), ինչը այն դարձնում է շատ ենթակա փխրուն կոտրվածքների և սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի՝ գրեթե անմիջապես գործարկումից հետո:
Որո՞նք են P91-ի այլընտրանքները:
P91-ի առավելագույնից մի փոքր ցածր ջերմաստիճանի համար (540°C-ից ցածր) P22 աստիճանը (2,25Cr-1Mo) ստանդարտ այլընտրանք է: Այն ավելի հաստ է և ծանր, բայց զգալիորեն ավելի ներողամիտ է տեղադրման և վերանորոգման ժամանակ: Ավելի բարձր ջերմաստիճանների համար (>600°C), օգտագործվում են ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատներ (304H/347H) կամ 92 աստիճան (9Cr-2W), թեև 92-րդ դասարանը պարունակում է P91-ի արտադրության նմանատիպ ռիսկեր:
