- مشخصات استاندارد ASTM A213/ASME SA213 برای دیگ های بدون درز فریتی و آسوتنیتی آلیاژی فولادی، سوپرهیتر و لوله های مبدل حرارتی
درجه فولاد مشخص شده توسط استاندارد ASME SA-213 SA213 T91 است. این یک نوع کاملاً جدید از فولاد فریتی است که از فولاد 9Cr-1Mo با تنظیم مقدار اجزای N و افزودن مقدار کمی از عناصر میکروآلیاژی Nb و V ایجاد شده است. این فولاد دارای ویژگی های مکانیکی بسیار خوبی است، از جمله استحکام بادوام و مقاومت در برابر اکسیداسیون، ساختار و عملکرد پایدار قبل و بعد از سن، عملکرد جوشکاری خوب و عملکرد فرآیند خوب. دمای استحکام ثابت و دمای تنش ثابت مقاومت بادوام آن بالاتر است و به ترتیب به 625 درجه و 607 درجه می رسد از فولاد زنگ نزن آستنیتی که دارای ضریب انبساط حرارتی کمتر و هدایت حرارتی بالاتری است. فولاد T91 (9Cr{11}}Mo) در دمای 600 درجه سه برابر بادوامتر از فولاد T9 (9Cr{15}}Mo) است و در عین حال مقاومت بالای T9 در برابر خوردگی در دمای بالا را حفظ میکند.
یک فولاد مارتنزیتی خنک شده با هوا با مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، مقاومت در برابر خزش و استحکام حرارتی، SA213 T91 دارای غلظت آلیاژ بالایی است. در هنگام جوشکاری تمایل قابل توجهی به سخت شدن دارد و به شدت مستعد ترک خوردگی سرد است. قطر لوله کمتر از 168 میلی متر به عنوان T91 و قطر لوله بالاتر از 168 میلی متر به عنوان P91 نامیده می شود. استانداردهای ترکیب شیمیایی و کیفیت مکانیکی برای هر دو یکسان است زیرا به یک کلاس فولادی تعلق دارند. کروم، مولیبدن، کربن، منگنز، سیلیکون، وانادیم، نیتروژن و مقادیر کمی از عناصر دیگر اجزای مهم SA213 T91 هستند. در حالی که مولیبدن مقاومت در برابر خزش را افزایش می دهد و به عملکرد کلی مواد در دماهای بالا کمک می کند، کروم یک عنصر آلیاژی کلیدی است که مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام در دمای بالا را فراهم می کند. سختی و استحکام کششی توسط محتوای کربن ایجاد می شود، در حالی که خواص مکانیکی مواد تحت تأثیر سایر عناصر آلیاژی قرار می گیرد.
ترکیب شیمیایی (درصد) ASME SA213 T91
| ترکیب شیمیایی (درصد) | ||||||||||||||
| استاندارد | C | منگنز | P، حداکثر | S، حداکثر | سی | Cr | نیکل، حداکثر | مو | Al، حداکثر | Ti، حداکثر | V | N | Nb | Zr، حداکثر |
| ASME SA213 T91 | 0.07-0.14 | 0.30-0.60 | 0.020 | 0.010 | 0.20-0.50 | 8.00-9.50 | 0.40 | 0.85-1.05 | 0.02 | 0.01 | 0.18-0.25 | 0.030-0.070 | 0.06-0.10 | 0.01 |
الزامات سختگیرانه دیگ بخار و مخازن تحت فشار ASME اغلب با ویژگی های مکانیکی SA213 T91 برآورده می شود. در دماهای پایین و بالا، استحکام کششی، استحکام تسلیم و چقرمگی ضربه استثنایی را نشان می دهد. این ماده به دلیل قابلیتهای خزش و پارگی فوقالعادهاش برای کاربردهایی که در معرض طولانیمدت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا قرار دارند، مناسب است.
خواص مکانیکی ASME SA213 T91
| ویژگی های مکانیکی | |||
| مقاومت کششی، MPa، حداقل | قدرت تسلیم، MPa، حداقل | ازدیاد طول (درصد)، حداقل | سختی، حداکثر |
| 585 | 415 | 20 | 250 HBW |
عملیات حرارتی ASME SA213 T91
| مقطع تحصیلی | تایپ کنید | دمای آستنیته/تصفیه محلول (درجه) | دمای بازپخت یا دمای تحت بحرانی (درجه) |
| T91 | نرمال کردن به علاوه تمپرینگ | 1040-1080 | 730-800 |
افزایش ریزساختار و ویژگی های ASME SA213 T91 بیشتر به عملیات حرارتی بستگی دارد. برای اینکه مواد دارای استحکام، سختی و شکل پذیری مطلوب باشند، اغلب قبل از حرارت دادن نرمال یا آنیل می شوند. علاوه بر این، این عملیات حرارتی به کاهش تنش پسماند و تقویت مقاومت ماده در برابر تغییر شکل ناشی از دما کمک می کند.
با حداکثر دمای دیواره فلزی 625 درجه، ASME SA213 T91 در درجه اول برای تولید سوپرهیترهای با دمای بالا و گرم کننده های مجدد برای دیگ های بخار نیروگاه های تحت بحران و فوق بحرانی استفاده می شود. علاوه بر این، می توان از آن به عنوان فولاد برای مخازن تحت فشار و اجزای فشار با دمای بالا برای انرژی هسته ای استفاده کرد. به دلیل خواص مکانیکی برتر در دمای بالا و مقاومت در برابر هیدروژن در دمای بالا، مواد T91 را می توان به جای لوله های مواد T22 و T5 در تقطیر، ترک خوردگی و پالایشگاه ها استفاده کرد. با این حال، مواد T91 برای محیط های غنی از گوگرد بهتر از مواد T22 و T5 در دیگ مناسب است.
