T92 a P92: Jedno složení, dvě formy produktu
T92 a P92 jsou označení trubek a potrubí stejné martenzitické žáruvzdorné oceli 9Cr-2W. Písmeno T je zkratka pro trubku a pochází z ASME SA-213, který zahrnuje bezešvé feritické a austenitické legované ocelové trubky kotlů, přehříváků a výměníků tepla. Písmeno P znamená trubku a pochází z ASME SA-335, které zahrnuje bezešvé trubky z feritické legované oceli pro vysokoteplotní provoz. Dopis proto popisuje spíše formu produktu a výrobní cestu než chemii, protože obě specifikace používají stejný rozsah složení a stejnou minimální pevnost v tahu a mez kluzu pro tuto jakost.
Složení a mechanické požadavky
Slitina byla vyvinuta pro parní provoz nad rozsahem starších ocelí 9Cr-1Mo a přídavek wolframu spolu s borem a dusíkem jí dodává pevnost při tečení při teplotách používaných v moderních vysoce účinných kotlích. Typické specifikované hodnoty jsou uvedeny níže.
| Položka | Hodnota |
|---|---|
| Uhlík | 0,07 až 0,13 procenta |
| Křemík | maximálně 0,50 procenta |
| Mangan | 0,30 až 0,60 procenta |
| Fosfor / síra | 0,020 procent maximum / 0,010 procent maximum |
| Chrom | 8,50 až 9,50 procenta |
| Molybden | 0,30 až 0,60 procenta |
| Wolfram | 1,50 až 2,00 procenta |
| Vanadium | 0,15 až 0,25 procenta |
| niob | 0,04 až 0,09 procenta |
| Bor | 0,001 až 0,006 procenta |
| Dusík | 0,030 až 0,070 procenta |
| Minimální pevnost v tahu | 620 MPa |
| Minimální mez kluzu | 440 MPa |
| Podmínka dodání | Normalizovaný a temperovaný, temperovaný martenzit |
Proč se trubice a potrubí v praxi liší
Vzhledem k tomu, že složení je stejné, rozdíly, které jsou pro výrobce důležité, jsou rozměrové a metalurgické. T92 se vyrábí jako malý průměr, relativně tenkostěnná trubka děrováním za tepla následovaným tažením za studena nebo válcováním za studena na konečnou velikost, což poskytuje těsnou toleranci tloušťky stěny a jemnou mikrostrukturu. P92 se vyrábí jako velkoprůměrová tlustostěnná trubka vytlačováním, kováním nebo válcováním za tepla a používá se pro sběrače a hlavní parní potrubí. Těžší část opracovaná za tepla se ochlazuje pomaleji a přijímá více práce při vysoké teplotě, takže dřívější struktura austenitového zrna u P92 je obecně hrubší než u T92, a údaje o houževnatosti a tečení jsou proto uváděny odděleně pro obě formy produktu.
Aplikace v energetických a procesních závodech
T92 obsluhuje topné plochy kotle. Trubka je vystavena vysokoteplotním spalinám a usazeninám popela na vnější straně a vysokotlaké parní oxidaci uvnitř, takže jak odolnost proti korozi na straně ohně, tak oxidační chování na straně páry jsou součástí posouzení materiálu. P92 slouží sběračům, hlavnímu parnímu potrubí a horkému potrubí pro ohřev, kde je povinností téměř výhradně vnitřní vysokotlaká a vysokoteplotní pára spolu se zatížením systému způsobeným tepelnou roztažností. Žádný produkt není ocel pro všeobecné použití: oba jsou vybrány pro superkritické a ultra superkritické jednotky, kde je teplota páry v rozmezí zhruba 580 až 620 stupňů C.
Výroba, svařování a kontrolní místa
Před svařováním se běžně aplikuje předehřev v rozsahu 200 až 250 stupňů C a teplota mezi průchody je řízena.
Pro kořen a pro výplňové průchody se používá odpovídající přídavný kov, s svařováním kořene na trubce s malým průměrem obloukem s plynovým wolframem a řízeným přívodem tepla na všech průchodech.
Tepelné zpracování po svařování se provádí v rozsahu asi 750 až 780 stupňů C, aby se temperovala martenzitická struktura, a rychlosti ohřevu a chlazení jsou u těžkých spojů stěn omezeny.
Protože je slitina tvrdá a citlivá na tepelné poškození, řezání, ohýbání a obrábění se provádí v tepelně zpracovaném stavu nebo s následným tepelným zpracováním.
Normální záznam kvality tvoří kontroly tvrdosti přes svar a tepelně ovlivněnou oblast plus ultrazvukové nebo radiografické testování těžkých spojů stěn.
FAQ
Otázka: Jsou T92 a P92 ze stejného materiálu?
Sdílejí stejné složení 9Cr-2W a stejnou minimální pevnost v tahu a mez kluzu, ale jedná se o dvě různé formy produktů, které se řídí dvěma různými specifikacemi ASME.
Otázka: Jaká jsou čísla specifikací ASME?
Trubka T92 je kryta ASME SA-213 a trubka P92 je kryta ASME SA-335. Oba jsou také odkazováni na odpovídající označení ASTM a evropské normy pro žáruvzdornou ocel.
Otázka: Lze T92 použít pro hlavní parní potrubí?
Pouze v případě, že lze pro tento účel dodat trubku přiměřeného průměru a tloušťky stěny. Potrubní aplikace obvykle používají P92, protože požadované průměry a tloušťky stěn jsou mimo rozsah trubek.
Otázka: Proč P92 často vykazuje hrubší strukturu?
Jedná se o za tepla opracovaný těžký profilový produkt. Pomalejší ochlazování a odlišná deformační sekvence vytvářejí hrubší původní velikost zrna austenitu než u trubek dokončovaných za studena.
Otázka: Jaká je maximální provozní teplota?
Praktický rozsah je přibližně 580 až 620 stupňů C. Přesné dovolené napětí při dané teplotě je nutné odečíst z tabulek návrhových kódů pro použitou formu výrobku.
Otázka: Proč je nutné tepelné zpracování po svařování?
Svařování produkuje čerstvý, nekalený martenzit v tepelně ovlivněné zóně. Kalení po svařování obnovuje tažnost a houževnatost a snižuje zbytkové napětí ve spoji.
