Степен 91 (П91/Т91) је легирани челик са повећаном чврстоћом пузања (ЦСЕФ) према АСТМ А335/А213. Користи се у ултра-суперкритичним електранама и петрохемијским колекторима који раде до 600°Ц (1110°Ф). Кварови настају катастрофално због пукотина типа ИВ или меких тачака ако термички циклуси заваривања одступају од строгих квалификованих процедура.
9Цр-1Мо-В (Граде 91) представља критичан помак у металургији. За разлику од отпорног П22 (2,25Цр), П91 нуди 2-3к јачину ломљења, омогућавајући тање зидове и смањен термички замор. Међутим, ове перформансе имају цену: понаша се више као керамика него дуктилни челик током производње. Поседује нулту маргину за грешку у вези са уносом топлоте, међупролазним температурама и топлотном обрадом после заваривања (ПВХТ).
ОПШТА ПИТАЊА НА ТЕРЕНУ О ЦЕВИ КОТЛА 9ЦР-1МО
Пронашли смо очитавање тврдоће од 185 ХБВ на завару на терену. Да ли је ово прихватљиво?
Не. Стани одмах. „Златни опсег“ за П91 је 190–250 ХБВ. Очитавање испод 190 ХБВ указује на „меку тачку“ где је структура каљеног мартензита деградирана, што озбиљно угрожава снагу пузања. Овај део се не може поправити; мора се исећи и заменити.
Можемо ли хладно савијати П91 цеви ради поравнања током монтирања?
Строго ограничено. Уопштено, не можете хладно савијати П91 преко ~2,5% деформације без обавезног поновног нормализовања и каљења. Присилно поравнање са падовима ланца ствара висока заостала напрезања која, када се комбинују са тврдоћом П91, доводе до пуцања или ломљења корозије у раном животном веку.
Зашто је завар напукао пре него што смо покренули фабрику?
То је често због мокрог хидротестирања. П91 је веома подложан пуцању од корозије под напрезањем (СЦЦ) у присуству хлорида/влаге ако постоје заостала напрезања. Ако хидро-тестирате, систем се мора одмах осушити, иначе цев може да пукне док не ради.
П91 „Рецепт“: Зашто је другачији
П91 није једноставно П22 са више хрома. Ослања се на специфичну микроструктуру - каљени мартензит са ојачањем талога од ванадијума и ниобијума. Присуство азота је критично за формирање В/Нб карбонитрида који постављају границе зрна и спречавају пузање.
елемента (%)
Опсег састава
Функција
хром (Цр)
8.00 – 9.50
Отпорност на оксидацију
молибден (Мо)
0,85 – 1,05
Јачање чврстог раствора
ванадијум (В)
0,18 – 0,25
Формирање преципитата (МКС тип)
ниобијум (Нб)
0,06 – 0,10
Причвршћивање границе зрна
азот (Н)
0,030 – 0,070
Критично за стабилност карбонитрида
Инжењерски увид: Обратите пажњу на уске опсеге за В, Нб и Н. Ако добављач обезбеди материјал где је азот на дну опсега (0,030%), век пузања се може смањити за половину у поређењу са оптималним опсегом.
Зашто је потребан 100% волуметријски НДЕ?
П91 је склон пуцању испод површине које пропуштају визуелни тестови и тестови пенетрације боје. Пошто материјал има ниску отпорност на лом у поређењу са меким челиком, мали дефект се може брзо ширити. 100% РТ (радиографија) или УТ (ултразвук) је стандардна одбрана.
Режим квара на терену: пукотина типа ИВ
Примарни убица система цевовода П91 је пуцање типа ИВ. Овај квар се дешава у међукритичној зони утицаја топлоте (ИЦ-ХАЗ), уској траци која је у сендвичу између шава и основног метала.
Механизам: Термички циклус током заваривања ствара фино зрнасту зону у којој су се талози растворили или груби, смањујући снагу пузања.
Детекција: Ове пукотине често покрећу средину зида (подповршину). Визуелни преглед неће показати ништа док цев не пукне.
Превенција: Строго придржавање ПВХТ температура (730°Ц - 760°Ц) и минимизирање напрезања у цевоводу система.
Зашто се П91 мора охладити пре ПВХТ-а?
П91 очвршћава на ваздуху. Завар се мора охладити на испод 100°Ц (212°Ф) како би се осигурало да се аустенит потпуно трансформише у мартензит. Ако започнете ПВХТ док аустенит остаје, материјал неће формирати потребну структуру каљеног мартензита, што ће резултирати кваром.
Када је 9Цр-1Мо цев за котао погрешан избор
Неконтролисано заваривање на терену: Ако не можете да гарантујете одржавање предгревања (мин 200°Ц) и прецизан ПВХТ, користите П22. П91 неће успети у неконтролисаном окружењу.
Заваривање различитих метала (ДМВ) без искуства: Заваривање П91 са аустенитним нерђајућим челиком ствара интерфејс високог напрезања због неусклађености термичког ширења. Избегавајте ако није критично.
Поправке „закрпе“: Не можете ефикасно закрпити поправку П91. Секције које пропуштају захтевају потпуни изрез и замену калема. Ако су брзе поправке приоритет, П91 је обавеза.
Окружење са високим садржајем хлорида: П91 је осетљив на СЦЦ. У окружењима са јаком изложеношћу хлоридима током застоја, удубљење може довести до брзог квара.
Често постављана питања
Могу ли да користим метал за пуњење од угљеничног челика на П91?
Апсолутно не. Морате користити одговарајући потрошни материјал (обично Е9015-Б9). Коришћењем пунила од угљеничног челика ствара се завар са знатно нижом чврстоћом пузања од основног метала, што гарантује катастрофално пуцање на радним температурама.
Да ли ће П91 отказати ако је ПВХТ температура превисока?
Да. Ако ПВХТ пређе доњу критичну температуру (АЦ1, приближно 820°Ц), материјал се поново аустенизира. Након хлађења, ово ствара неопуштен мартензит (крхак) или грубе карбиде, уништавајући својства пузања материјала.
Које су алтернативе П91?
Ако је пројектована температура испод 540°Ц (1000°Ф), степен 22 (П22/Т22) је стандардна алтернатива. Дебљи је и тежи за исти степен притиска, али је далеко попустљивији током заваривања и поправке.
