Pibell Aloi A335 P91

• Cais tiwb aloi A335 P91

Gellir ei ddefnyddio fel pibellau dur ar gyfer uwch-gynhesyddion tymheredd uchel ac ailgynheswyr boeleri subcritical a supercritical gyda thymheredd wal Llai na neu'n hafal i 625 gradd, yn ogystal â phenawdau tymheredd uchel a phibellau stêm gyda thymheredd wal Llai na neu'n hafal i 600 gradd . Gellir ei ddefnyddio hefyd fel cyfnewidwyr gwres ynni niwclear a thiwbiau ffwrnais uned cracio petrolewm.
Safon: ASTM A213 ASTM A335
Cryfder tynnol: Mwy na neu'n hafal i 585 (MPa)
Cryfder cynnyrch: Mwy na neu'n hafal i 415 (MPa)
Elongation: Mwy na neu'n hafal i 20 (%)
Mae dur P91 yn fath newydd o ddur gwrthsefyll gwres martensitig a ddatblygwyd ar y cyd gan Labordy Cenedlaethol Xiangshuling a Labordy Deunyddiau Metelegol Corfforaeth Peirianneg Hylosgi yr Unol Daleithiau. Mae'n seiliedig ar ddur 9Cr1MoV i leihau'r cynnwys carbon, cyfyngu'n llym ar y cynnwys sylffwr a ffosfforws, ac ychwanegu ychydig bach o elfennau vanadium a niobium ar gyfer aloi. Yn ôl ASTM213/A213M-85C, dangosir cyfansoddiad cemegol dur P91 yn Nhabl 1.
Y rhif dur Almaeneg sy'n cyfateb i ddur P91 yw X10CrMoVNNb91, rhif dur Japan yw HCM95, a rhif dur Ffrainc yw TUZ10CDVNb0901.

• Rôl pob elfen aloi yn A335 P91

Maent yn y drefn honno yn chwarae rôl cryfhau datrysiad solet, cryfhau gwasgariad a gwella ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant cyrydiad dur. Mae'r dadansoddiad penodol fel a ganlyn.
① Carbon yw'r elfen sydd â'r effaith cryfhau datrysiad solet mwyaf amlwg mewn dur. Wrth i'r cynnwys carbon gynyddu, mae cryfder tymor byr y dur yn cynyddu, ac mae'r plastigrwydd a'r caledwch yn lleihau. Ar gyfer dur martensitig fel P91, bydd y cynnydd mewn cynnwys carbon yn Cyflymu cyfradd spheroidization a chyfansymio carbidau, yn cyflymu ailddosbarthu elfennau aloi, ac yn lleihau weldadwyedd, ymwrthedd cyrydiad a gwrthiant ocsideiddio dur. Felly, mae dur sy'n gwrthsefyll gwres yn gyffredinol yn gobeithio lleihau'r cynnwys carbon, ond os yw'r cynnwys carbon yn rhy isel, bydd Dwysedd y dur yn cael ei leihau. O'i gymharu â dur 12Cr1MoV, mae gan ddur P91 gynnwys carbon 20% yn is, a bennir trwy ystyried y ffactorau uchod yn gynhwysfawr.
Mae dur ②P91 yn cynnwys symiau hybrin o nitrogen, ac adlewyrchir rôl nitrogen mewn dwy agwedd. Ar y naill law, mae'n chwarae rôl cryfhau datrysiad solet. Mae hydoddedd nitrogen mewn dur ar dymheredd ystafell yn fach iawn. Yn ystod y prosesau gwresogi weldio a thriniaeth wres ôl-weldio yn y parth dur P91 yr effeithir arno â gwres ar ôl weldio, bydd datrysiad solet a phrosesau dyodiad VN yn digwydd yn olynol: Yn ystod gwresogi weldio Cynnwys nitrogen y strwythur austenite a ffurfiwyd yn y gwres yr effeithir arno parth yn cynyddu oherwydd diddymiad VN. Ar ôl hynny, mae graddau'r gorddirlawniad yn y strwythur tymheredd arferol yn cynyddu, ac mae VN dirwy yn gwaddodi yn ystod y driniaeth wres ôl-weldio ddilynol, sy'n cynyddu'r sefydlogrwydd strwythurol. , gwella gwerth cryfder parhaol y parth yr effeithir arno gan wres. Ar y llaw arall, mae dur P91 hefyd yn cynnwys swm bach o A1, a gall nitrogen ffurfio A1N ag ef. Mae A1N ond yn hydoddi i'r matrics mewn symiau mawr uwchlaw 1100 gradd, ac yn ail-ddyodiad ar dymheredd is, a all gael effaith cryfhau gwasgariad gwell.

③ Mae ychwanegu cromiwm yn bennaf i wella ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant cyrydiad dur sy'n gwrthsefyll gwres. Pan fo'r cynnwys cromiwm yn llai na 5%, mae ocsidiad treisgar yn dechrau ar 600 gradd, a phan fydd y cynnwys cromiwm yn cyrraedd 5%, mae ganddo wrthwynebiad ocsideiddio da. Mae gan ddur 12Cr1MoV wrthwynebiad ocsideiddio da o dan 580 gradd, gyda dyfnder cyrydiad o 0.05 mm / a. Mae ei berfformiad yn dechrau dirywio ar 600 gradd, gyda dyfnder cyrydiad o 0.13 mm/a. Cynyddir cynnwys cromiwm P91 i tua 9%, a gall tymheredd y gwasanaeth gyrraedd 650 gradd. Y prif fesur yw hydoddi mwy o gromiwm yn y matrics.
④ Mae fanadium a niobium ill dau yn elfennau cryf sy'n ffurfio carbid. Pan gânt eu hychwanegu, gallant ffurfio carbidau aloi dirwy a sefydlog â charbon, sydd ag effaith cryfhau gwasgariad cryf.
⑤ Prif bwrpas ychwanegu molybdenwm yw gwella cryfder thermol dur a chwarae rôl cryfhau datrysiad solet.

Proses trin gwres tiwb aloi A335 P91
Mae triniaeth wres olaf P91 yn normaleiddio + tymeru tymheredd uchel. Y tymheredd normaleiddio yw 1040 gradd, nid yw'r amser dal yn llai na 10 munud. Y tymheredd tymheru yw 730 ~ 780 gradd, nid yw'r amser dal yn llai nag 1 awr. Mae'r strwythur ar ôl y driniaeth wres derfynol yn cael ei dymheru. Martensite tân.
Priodweddau mecanyddol tiwb aloi A335 P91
Mae cryfder tynnol tymheredd arferol dur P91 yn Fwy na neu'n hafal i 585 MPa, mae cryfder cynnyrch tymheredd arferol yn Fwy na neu'n hafal i 415 MPa, mae'r caledwch yn Llai na neu'n hafal i 250 HB, yr elongation (sbesimen cylchlythyr safonol gyda 50 mm) yn Fwy na neu'n hafal i 20%, a'r gwerth straen caniataol [σ] yw 650 gradd =30 MPa.
Yn ôl y fformiwla cyfwerth â charbon a argymhellir gan y Gymdeithas Weldio Ryngwladol, mae cyfwerth carbon P91 yn 1.631, ac mae weldadwyedd P91 yn wael.

• Problemau wrth weldio A335 P91

1. Cynhyrchu strwythur caledu mewn parth yr effeithir arno gan wres
Mae cyfradd oeri critigol P91 yn isel ac mae'r sefydlogrwydd austenite yn wych. Nid yw trawsnewid pearlite arferol yn hawdd i ddigwydd yn ystod oeri, felly mae trawsnewid martensite yn digwydd wrth oeri i dymheredd is. Oherwydd hyn, mae gan P91 dueddiad mawr i galedu a hollti oer.
Gan fod gan feinweoedd amrywiol yn y parth yr effeithir arnynt gan wres wahanol ddwysedd, cyfernodau ehangu a gwahanol ffurfiau dellt, mae'n anochel y bydd gwahanol ehangiad a chrebachiad cyfaint yn cyd-fynd â nhw yn ystod y prosesau gwresogi ac oeri; ar y llaw arall, oherwydd yr anwastad ac Oherwydd y tymheredd uchel, mae straen mewnol y cyd weldio P91 yn fawr iawn.
Ar gyfer P91, mae austenite yn sefydlog iawn ac mae angen ei oeri i dymheredd is (tua 400 gradd) i newid i martensite. Mae'r strwythur martensite bras yn frau ac yn galed, ac mae'r cymalau o dan amodau straen cymhleth. Ar yr un pryd, yn ystod proses oeri'r weldiad, mae hydrogen yn ymledu o'r weldiad i'r ardal sêm agos. Mae presenoldeb hydrogen yn hyrwyddo embrittlement martensite. O ganlyniad i'w effeithiau cyfunol, mae craciau oer yn cael eu cynhyrchu'n hawdd yn y parth diffodd.
2. Twf grawn yn y parth yr effeithir arno gan wres
Mae'r cylch thermol weldio yn cael effaith sylweddol ar y twf grawn ym mharth y cymal weldio sy'n cael ei effeithio gan wres, yn enwedig y parth ymasiad ger y tymheredd gwresogi uchaf. Pan fydd y gyfradd oeri yn fach, bydd strwythurau ferrite a charbid enfawr bras yn ymddangos yn y parth weldio yr effeithir arno gan wres, a fydd yn lleihau plastigrwydd y dur yn sylweddol; pan fydd y gyfradd oeri yn fawr, oherwydd y genhedlaeth o strwythur martensite bras, bydd plastigrwydd y dur hefyd yn cael ei leihau. Mae plastigrwydd cymalau weldio yn lleihau.
3. Cynhyrchu haen meddalu
Pan fydd dur P91 yn cael ei weldio mewn cyflwr diffodd a thymheru, mae'n anochel cynhyrchu haen feddalu yn y parth yr effeithir arno gan wres, ac mae'r meddalu yn fwy difrifol na dur pearlitig sy'n gwrthsefyll gwres. Pan fydd y cyflymder gwresogi ac oeri yn arafach, mae gradd y meddalu yn fwy. Yn ogystal, mae lled yr haen wedi'i feddalu a'i bellter o'r llinell ymasiad nid yn unig yn gysylltiedig ag amodau gwresogi a nodweddion y weldio, ond hefyd yn gysylltiedig â chynhesu, triniaeth wres ôl-weldio, ac ati.
4. Straen cracio cyrydiad
Cyn triniaeth wres ôl-weldio dur P91, yn gyffredinol nid yw'r tymheredd oeri yn is na 100 gradd. Os caiff ei oeri ar dymheredd yr ystafell a bod yr amgylchedd yn gymharol llaith, bydd cracio cyrydiad straen yn digwydd yn hawdd. Rheoliadau'r Almaen: rhaid ei oeri i lai na 150 gradd cyn triniaeth wres ar ôl weldio. Pan fo'r darn gwaith yn drwchus, mae ganddo weldiau ffiled, ac mae ganddo ddimensiynau geometrig gwael, ni ddylai'r tymheredd oeri fod yn is na 100 gradd. Os caiff ei oeri ar dymheredd ystafell, mae'n cael ei wahardd yn llym i fod yn wlyb, fel arall bydd cracio cyrydiad straen yn digwydd yn hawdd.