วัสดุ F91 เป็นเหล็กอัลลอยด์โครเมียม-โมลิเบนเนียมที่มีความแข็งแรงสูง มักจะเรียกว่าเกรด 91 หรือเพียง F91 วัสดุนี้มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมที่ส่วนประกอบต้องทนต่อความร้อนและแรงกดดันที่รุนแรงในช่วงเวลาที่ยาวนานโดยไม่ล้มเหลว ข้อมูลจำเพาะของมันกำหนดการผสมผสานที่แม่นยำขององค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลที่ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำมาตรฐานช่วยให้การดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้นในการผลิตพลังงานและอื่น ๆ
คุณสมบัติทางกลของวัสดุ F91
วัสดุ F91 ถูกระบุเพื่อส่งมอบคุณสมบัติเชิงกลที่โดดเด่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง หลังจากผ่านกระบวนการบำบัดความร้อนที่จำเป็น F91 จะมีความแข็งแรงสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูงเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำเช่น T22 หรือแม้แต่รุ่นก่อนของ P91 P9 แรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตสูงนี้ช่วยให้การออกแบบส่วนประกอบที่มีผนังบางลงลดความเครียดจากความร้อนและน้ำหนักส่วนประกอบในขณะที่ยังคงมีแรงดันสูงอย่างปลอดภัย
ความสำคัญอย่างเท่าเทียมกันคือความแข็งแรงของการคืบและความแข็งแรงการแตกที่ยอดเยี่ยมซึ่งหมายความว่ามันจะต่อต้านแนวโน้มที่จะยืดหรือแตกหักอย่างช้าๆเมื่ออยู่ภายใต้ความเครียดคงที่ที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลาหลายพันชั่วโมงซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับหม้อไอน้ำและกังหันที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานมานานหลายทศวรรษ
ในขณะที่ความทนทานของอุณหภูมิห้องเป็นสิ่งที่ดีค่าที่แท้จริงของวัสดุอยู่ในการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้ภาระความร้อนและกลไกที่รุนแรงที่พบในแอปพลิเคชันที่ตั้งใจไว้
การบำบัดความร้อน
การบรรลุคุณสมบัติที่โดดเด่นที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดของวัสดุ F91 นั้นต้องใช้การรักษาด้วยความร้อนที่แม่นยำ กระบวนการมาตรฐานเกี่ยวข้องกับการทำให้เป็นมาตรฐานตามด้วยการแบ่งเบed การทำให้เป็นมาตรฐานเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เหล็กให้กับอุณหภูมิสูงโดยทั่วไปรอบ 1040-1080 องศา / 1904-1976 องศา F ถือไว้ที่นั่นเพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนนิติกเครื่องแบบแล้วระบายความร้อนในอากาศ ขั้นตอนนี้ปรับแต่งโครงสร้างธัญพืชและละลายองค์ประกอบการผสม
ทันทีหลังจากการทำให้เป็นมาตรฐานเหล็กต้องได้รับการแบ่งเบed สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการอุ่นที่อุณหภูมิต่ำถือและจากนั้นเย็นลงในอากาศ การแบ่งเบาอารมณ์มีความสำคัญ มันเปลี่ยนโครงสร้างที่แข็งและเปราะหลังจากปรับโครงสร้างจุลภาคที่เหนียวและเหนียวที่เรียกว่ามาร์เทนไซต์อารมณ์
ที่สำคัญกว่านั้นคือการตกตะกอนคาร์ไบด์ที่ซับซ้อนของวานาเดียมและไนโอเบียมภายในโครงสร้างนี้ การตกตะกอนที่ละเอียดเหล่านี้เป็นแหล่งหลักของความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการคืบของ F91
แอปพลิเคชันวัสดุ F91
ข้อมูลจำเพาะวัสดุ F91 ได้รับการปรับแต่งสำหรับส่วนประกอบที่ทำงานภายใต้ความดันสูงและความร้อนที่รุนแรง การใช้งานที่โดดเด่นของมันคือในโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนสำคัญของหม้อไอน้ำที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพสูงที่ทำงานที่อุณหภูมิและแรงดันไอน้ำที่สูงขึ้น คุณจะพบ F91 ที่ใช้อย่างกว้างขวางใน:
- ท่อฮีตเตอร์ Super และ Re: ถือไอน้ำที่ร้อนแรงที่สุดภายในหม้อไอน้ำ
- ท่อไอน้ำหลักและส่วนหัว: การขนส่งไอน้ำแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงจากหม้อไอน้ำไปยังกังหัน
- ปลอกกังหันและส่วนประกอบ: ชิ้นส่วนที่สัมผัสกับไอน้ำอุณหภูมิสูงภายในกังหัน
นอกเหนือจากการผลิตพลังงานแล้ว F91 ยังถูกระบุไว้สำหรับท่ออุณหภูมิสูงส่วนหัวและภาชนะรับความดันในกระบวนการปิโตรเคมีที่ต้องการและเตาเผาความร้อนบางอย่างไม่ว่าจะด้วยการผสมผสานความแข็งแรงและอุณหภูมิที่ไม่ซ้ำกันก็ให้ประโยชน์อย่างมากต่อโลหะผสมมาตรฐาน
วัสดุ F91มาตรฐานและรูปแบบ
วัสดุ F91 ถูกควบคุมโดยมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลซึ่งให้รายละเอียดองค์ประกอบทางเคมีคุณสมบัติทางกลข้อกำหนดการรักษาความร้อนขั้นตอนการทดสอบและรูปแบบที่ยอมรับได้ มาตรฐานที่สำคัญ ได้แก่ :
- ASTM A213: ครอบคลุมหม้อไอน้ำเหล็กอัลลอยด์เฟอร์ริติกและออสเทนนิติกที่ไร้รอยต่อ, ซูเปอร์ฮีตเตอร์และท่อความร้อน
- ASTM A335: ครอบคลุมท่อโลหะผสมเฟอร์ริติกที่ไร้รอยต่อสำหรับบริการอุณหภูมิสูง
- ASTM A387: ครอบคลุมแผ่นเหล็กอัลลอยด์โครเมียม-โมลเบนเนียมสำหรับภาชนะรับแรงดัน (เกรด 91)
- en 10216-2: หลอดเหล็กไร้รอยต่อเพื่อจุดประสงค์ความดัน - ส่วนที่ 2: ท่อเหล็กที่ไม่ใช่อัลลอยด์และโลหะผสมที่มีคุณสมบัติอุณหภูมิสูงกว่าที่ระบุ (x10crmovnb 9-1)
F91 พร้อมใช้งานในรูปแบบที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่เป็นท่อและท่อที่ไร้รอยต่อแผ่นเพลทและการโพ้นตุการขึ้นรูปเช่นอุปกรณ์, หน้าแปลน, วาล์ว, วาล์ว
กระบวนการผลิตวัสดุ F91
การทำงานกับวัสดุ F91 ต้องการความรู้เฉพาะเนื่องจากเนื้อหาโลหะผสมและโครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัว การเชื่อมเป็นกระบวนการที่สำคัญ F91 ได้รับการพิจารณาว่าสามารถเชื่อมได้ แต่ต้องการขั้นตอนที่เข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวและตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อต่อเชื่อมยังคงรักษาคุณสมบัติของโลหะแม่ ซึ่งรวมถึงการอุ่นเครื่องที่จำเป็นก่อนการเชื่อมและการรักษาความร้อนหลังการเชื่อมทันทีหลังจากการเชื่อม
PWHT เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนกับส่วนประกอบรอยเชื่อมกับช่วงอุณหภูมิการแบ่งเบed (โดยปกติ 730-780 องศา / 1346-1436 องศา F) และถือเป็นเวลาที่กำหนดตามความหนาตามด้วยการควบคุมการระบายความร้อน ขั้นตอนนี้ไม่สามารถต่อรองได้ มันกระตุ้นโลหะเชื่อมที่แข็งเปราะและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) การฟื้นฟูความทนทานและการช่วยลดความเครียดข้อต่อ
การควบคุมอุณหภูมิอินเทอร์ผ่านระหว่างการเชื่อมและทำให้มั่นใจได้ว่าสภาพที่สะอาดมากก็มีความสำคัญเช่นกัน การตัดเฉือน F91 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพที่ได้รับความร้อนอาจเป็นสิ่งที่ท้าทายกว่าการตัดเฉือนเหล็กโลหะผสมที่ต่ำกว่าเนื่องจากความแข็งและความแข็งแรงของมันต้องใช้เครื่องมือและเทคนิคที่เหมาะสม
F91 ข้อดีและข้อเสียของวัสดุ
ข้อมูลจำเพาะของวัสดุ F91 มีข้อได้เปรียบที่น่าสนใจ: ความแข็งแรงอุณหภูมิสูงที่เหนือกว่าช่วยให้ผนังส่วนประกอบที่บางลงลดน้ำหนักและความเครียดจากความร้อน ความแข็งแรงของการคืบและการแตกที่ยอดเยี่ยมช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาวภายใต้สภาวะที่รุนแรงทำให้โรงไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงขึ้น ความต้านทานออกซิเดชันที่ดีที่อุณหภูมิการให้บริการช่วยปกป้องพื้นผิวของวัสดุ ค่าการนำความร้อนที่ดีและการขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกก็มีประโยชน์เช่นกัน
อย่างไรก็ตามมันยังมีข้อเสีย: ค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำมาตรฐาน การผลิตที่ซับซ้อนต้องใช้การเชื่อมอย่างเข้มงวดและขั้นตอน PWHT ความต้านทานการกัดกร่อนที่ จำกัด ในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรดหรือคลอไรด์-มันถูกออกแบบมาสำหรับบริการไอน้ำอุณหภูมิสูงไม่ใช่ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไป ความเสี่ยงที่เปราะบางหากรับความร้อนอย่างไม่เหมาะสมหรือเย็นลงช้าเกินไปหลังจากการแบ่งแยก
ข้อมูลจำเพาะของวัสดุ F91 กำหนดเหล็กโลหะผสมสมรรถนะสูงทางวิศวกรรมที่ได้รับการออกแบบให้เป็น Excel ซึ่งวัสดุมาตรฐานจะสั้นลง ในขณะที่การทำงานกับ F91 จำเป็นต้องมีการปฏิบัติตามกฎการผลิตเฉพาะโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมการจ่ายเงินเป็นส่วนประกอบที่สามารถดำเนินการในระยะยาวที่เชื่อถือได้ภายใต้แรงกดดันและความร้อนสูง เมื่อความแข็งแรงและความทนทานอุณหภูมิสูงเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับท่อ, ท่อ, ส่วนหัวและภาชนะรับความดันวัสดุ F91 ให้วิธีการที่พิสูจน์แล้วและจำเป็น
