Углеродистая сталь
SA178
Углеродистая сталь демонстрирует умеренную коррозионную стойкость и достаточную прочность до 1000°F (450°C). Однако при использовании при температурах выше 800°F (320°C) необходимо учитывать склонность к графитизации. Графитизация не является существенной проблемой для труб различной толщины, встречающихся в котловых трубах. Тем не менее, использование труб большого сечения при температурах выше 800°F (320°C) не рекомендуется. Применение бесшовных и сварных труб из углеродистой стали в котлах ограничено максимальной температурой 800°F (320°C) для стали с оболочкой и 1000°F (450°C) для раскисленной стали в соответствии с Кодексом ASME по котлам и сосудам под давлением, «Раздел I, Паровые котлы». Кодекс не указывает максимально допустимые напряжения выше 1000°F (450°C) для углеродистых сталей. Углеродисто-молибденовые стали
Углерод-молибденовые стали
SA209
Углеродомолибденовые стали обладают более высокой ползучестью, чем обычные углеродистые стали, и широко используются в высокотемпературных котлах. Номинальное содержание молибдена в этих сталях составляет 0,5%. При длительном воздействии температур выше 850-900°F (290-260°C) углеродомолибденовые стали также склонны к графитизации. Опять же, это явление зависит от размера сечения, и использование труб этой марки при температурах выше 850°F (290°C) не рекомендуется. Карбидная фаза нестабильна и превращается обратно в графит. В Кодексе ASME по котлам и сосудам под давлением, «Раздел I», указаны допустимые напряжения для углеродомолибденовых сталей до 1000°F (450°C).
Хромовые сплавы среднего размера
SA213-T2
Эта низколегированная сталь обладает устойчивостью к графитизации и большей ползучестью, чем углеродисто-молибденовые стали. Коррозионная стойкость сопоставима с углеродисто-молибденовыми сталями. Допустимые напряжения для стали Т2 указаны в Кодексе ASME для котлов до 1000°F.
Хром, содержащийся во всех сплавах Croloy, стабилизирует углерод в виде карбидов хрома, что делает их невосприимчивыми к графитизации.
SA213-T12
Это сплав, состоящий из 1% хрома и 1/2% молибдена, максимальная температура которого, согласно Кодексу ASME по котлам и сосудам под давлением, «Раздел I, Допустимые напряжения», ограничена 1200°F (540°C). Трубы из сплава T12 иногда используются вместо труб из сплава T2 из-за их большей прочности.
SA213-T11
Этот сорт стали обладает такими же свойствами ползучести, как и сталь Т12. Он более коррозионностойкий, чем стали без хрома, и достаточно устойчив к высокотемпературному окислению благодаря более высокому содержанию кремния и хрома.
Стойкость к окислению важна, поскольку металлы, подвергающиеся воздействию высоких температур в течение длительного времени, накапливают защитное покрытие из окалины. При некоторой минимальной температуре окалина перестает прилипать, постепенно отслаивается и вызывает эрозию турбин твердыми частицами. Однако отслоение редко приводит к отказам до начала ползучести или высокотемпературной деформации.
Допустимые напряжения указаны в Кодексе ASME для котлов и сосудов под давлением до 1200°F.
SA213-T22
Этот сплав, содержащий 2-1/4 хрома и 1 молибден, обладает исключительно высокими характеристиками ползучести, но его применение ограничено температурами до 1125°F из-за возможного отслоения окалины при более высоких температурах. Он включен в Кодекс ASME для котлов и рассчитан на температуры до 1200°F.
SA213-T9
Сплав Т9, состоящий из 9 атомов хрома и 1 атома молибдена, обладает очень хорошей коррозионной стойкостью и высокой прочностью при высоких температурах. Он также обладает хорошей стойкостью к окислению и может использоваться при температурах до 1200°F (540°C). Иногда Т9 является адекватной заменой более дорогим маркам нержавеющей стали. В соответствии с Кодексом по котлам, допустимая температура использования Т9 ограничена 1200°F (540°C).
НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛЬ – Аустенитные нержавеющие стали
В Кодексе ASME по котлам и сосудам под давлением представлены аустенитные нержавеющие стали с двумя наборами допустимых напряжений. Причина этого — их относительно низкий предел текучести. Более высокие значения допустимых напряжений были определены при температурах, при которых их использование было бы ограничено кратковременными прочностными характеристиками.
При более высоких напряжениях предел текучести превышает 62,5%, но не превышает 90%. При таких напряжениях можно ожидать незначительной пластической деформации. Эти более высокие значения напряжений обычно используются для труб пароперегревателей и подогревателей.
В Кодексе по котлам указаны максимально допустимые напряжения при различных температурах в зависимости от марки аустенитной нержавеющей стали.
SA213-T304
Разновидности этого сплава с содержанием 18% хрома и 8% никеля включают марки 304L, 304LN, 304H и 304N. Каждая из них обладает превосходной коррозионной и окислительной стойкостью, а также высокой прочностью.
Высокая прочность низкоуглеродистых марок поддерживается за счет контроля содержания азота.
Марка T304 имеет более высокое содержание углерода и минимальную температуру отжига для обеспечения хорошей прочности при длительном воздействии высоких температур. Допустимая температура для марок T304 в окислительных условиях ограничена 1650°F. В разделе I Кодекса ASME для котлов указаны допустимые напряжения до 1500°F.
SA213-T316
Сталь T316 похожа на сталь T304, но обладает лучшей коррозионной стойкостью и прочностью на ползучесть. Добавление молибдена в сталь 316 повышает ее устойчивость к точечной и щелевой коррозии.
К разновидностям этой марки относятся 316L, 316LN, 316H и 316N.
SA213-T321 и T347
T321 и 347 — это разновидности T304, обладающие сопоставимыми минимальными прочностными характеристиками при растяжении. Эти две марки стабилизируются добавками титана и колумбийского титана соответственно, а также подвергаются соответствующей термической обработке.
Для обеспечения высокой прочности в течение длительного времени при повышенных температурах были разработаны стали марок T321H и 347H, аналогичные 304H, с более высоким содержанием углерода и заданными минимальными температурами отжига в твердом состоянии.
Среди всех нержавеющих сталей наибольшую устойчивость к окислению и коррозии обеспечивают стали T309 (25% хрома, 13% никеля) и T310 (25% хрома, 20% никеля). Они также обладают хорошими высокотемпературными свойствами. Однако, поскольку эти стали содержат феррит, они более подвержены образованию сигма-фазы.
Дата публикации: 21 февраля 2022 г.