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探讨合金钢管
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SA-213T91合金钢管详解

(2014-01-09 14:22:12)
标签:

t91合金钢管

sa-213t91

10cr9mo1vnb

高温过热器

再热器

分类: 合金钢管

SA-213T91合金钢管详解

简介

    T91是由美国橡胶岭国家试验室研制开发的、用于核电(也可用于其它方面)高温受压部件的材料,该钢是在T9(9Cr-1Mo)钢的基础上,降C、添加V、Nb、N从而形成的新型铁素体型钢; ASME SA-213标准钢号,我国于1995年将该钢移植到GB5310标准中,牌号定为10Cr9Mo1VNb。

T91钢具有较好的综合力学性能、时效前后的组织和性能稳定,具有良好的焊接性能和工艺性能,较高的持久强度及抗氧化性。与奥氏体TP304H相比,具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和较高的导热系数,且持久强度的等强温度和等应力温度较高,分别达到625℃和607℃。

用途

    T91钢可代替TP304H(1Cr18Ni9)奥氏体不锈钢管,制造金属壁温不超过625℃的亚临界、超临界的电站锅炉的高温过热器和再热器等受压件,也可用作为压力容器和核电高温受压件用钢。P91主要用于制造金属壁温不超过600℃高温过热器和再热器联箱、主蒸汽管道,其在超临界机组中应用的优越性更为明显。 

技术要求及试验数据

3.1 化学成分

化 学 成 分 (%)

   规范

C

Mn

Si

P

S

Cr

Ni

Mo

V

Nb

N

Al

SA213

0.08-0.12

0.30-0.60

0.20-0.50

≤.020

≤.010

8.0-9.5

≤0.40

0.85-1.05

0.18-0.25

0.06-0.10

0.03-0.07

≤.040

GB5310

0.08-0.12

0.30-0.60

0.20-0.50

≤.020

≤.010

8.0-9.5

≤0.40

0.85-1.05

0.18-0.25

0.06-0.10

0.03-0.07

≤.040

3.2 金相组织

    T91钢的供货状态为正火+回火热处理,金相组织为回火索氏体(或称马氏体)。

3.3 力学性能

室温力学性能

规范

拉伸性能(纵向)

硬度HB

AKv(J)

σs(MPa)

σb(MPa)

δ(%)

横向

纵向

SA213

≥415

≥585

≥20

≤250

 

 

3.4 持久强度σSA-213T91合金钢管详解(MPa)

规范

580

590℃

600℃

610℃

620℃

630℃

640℃

650℃

SA213

119

109

97

85

73

63

53

44

3.5 最大许用应力σ(MPa)

温度

450

475

500

525

550

575

600

625

650

σ

124

117

110

103

95

83

65

45

29

注: 摘自ASME II卷D篇1A表并内插的数据

3.6 抗氧化性

    对进口T91和国产T91钢在600、625和650℃的蒸汽抗氧化性试验证实:T91钢管在三个温度下均为一级完全抗氧化性。优于SA213-T22管的抗氧化性,在600℃相同条件下的氧化腐蚀深度为T22的74%左右。

工艺资料

4.1 热处理

    T91钢的供货状态为正火+回火。热处理规范为正火温度1050±10℃,保温时间3min/mm并至少20min;回火温度780±10℃,保温时间不低于60min。

4.2 焊接

    可采用手工焊、钨极气体保护焊或熔化极自动焊,同种钢焊接可用日制CM-9Cb手工焊条,钨极气体保护焊可用日制TGS-9Cb和熔化极自动焊用MGS-9Cb焊丝,与奥氏体不锈钢焊接可用ERNiCr-3焊材。

    该钢无再热裂倾向,却有冷裂倾向。小口径薄壁管焊前可不预热,厚壁管焊前200℃预热可防止冷裂。焊后经750℃保温不少于1小时的消除应力热处理。

4.3 弯管

冷变形量大于10%或弯管半径小于3倍的钢管外径时,需进行加热不低于730℃、保温不少于1小时的回火热处理,以消除钢管的冷作硬化。热弯温度超过回火温度时应进行重新正火加回火。

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