ورق فولادی A387Gr22CL1 با چه استانداردی مطابقت دارد؟ تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی هسته و خواص مکانیکی

A387Gr22CL1یک صفحه فولادی با آلیاژ کروم{0} مولیبدن در استاندارد ASTM A387 با عیار بالاتر از Gr11 است که با عناصر آلیاژی بهبود یافته قابل توجه مشخص می شود. «Gr22» نشان می‌دهد که محتوای کروم (Cr) آن تقریباً به 2.00٪-2.50٪ افزایش یافته است، در حالی که محتوای مولیبدن (Mo) در حدود 0.90٪ -1.10٪ حفظ می‌شود. محتوای کروم دو برابر شده جهشی کیفی ایجاد می کند و باعث مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی می شود - به ویژه مقاومت در برابرخوردگی سولفید هیدروژن{0}}در دمای بالا-به مراتب برتر از Gr11 است. افزایش قابل توجه محتوای مولیبدن استحکام دمایی بالا، مقاومت در برابر خزش و پایداری ریزساختاری فولاد را بسیار افزایش می‌دهد. بنابراین، Gr22CL1 برای مقابله با محیط‌های شدیدتر با دمای متوسط ​​و فشار بالا قرار دارد. حد بالای دمای سرویس آن معمولاً 25{11}}50 درجه بالاتر از Gr11 است، که عملکرد پایدار درازمدت را در محدوده دمایی 454 درجه تا 566 درجه ممکن می‌سازد. این ماده کلیدی برای ساخت مخازن تحت فشار سنگین است.

مزیت اصلی Gr22CL1 در استحکام گسیختگی خزش در دمای بالا-ش نهفته است. خزش به تغییر شکل پلاستیکی آهسته مواد در دمای بالا و تنش مداوم اشاره دارد، که یک محدودیت عمده در طراحی تجهیزات با دمای بالا است. محتوای مولیبدن بالاتر و کاربیدهای آلیاژی پایدارتر (مانند M7C3، M2C) که در اثر ترکیب کروم و مولیبدن ایجاد می‌شوند، می‌توانند به طور موثری مرزهای دانه‌ها را سنجاق کرده و مانع حرکت نابجایی شوند، در نتیجه حد خزش مواد و حد مقاومت گسیختگی خزش را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشند. این بدان معناست که تحت دما و فشار طراحی یکسان، با استفاده از Gr22CL1 می‌توان تجهیزات سبک‌تر و نازک‌تری را در مقایسه با مواد با درجه پایین‌تر (مانند Gr11) طراحی کرد و به کاهش وزن و صرفه‌جویی در مواد دست یافت. از طرف دیگر، با ضخامت دیواره یکسان، تجهیزات Gr22CL1 می‌توانند فشار و دمای عملیاتی بالاتری را تحمل کنند و نیازهای فرآیند پیشرفته‌تری را برآورده کنند{17}}به‌عنوان مثال، برنامه‌های کاربردی در مایع‌سازی زغال سنگ و واحدهای هیدروکراکینگ مدرن.

پس از عملیات حرارتی (معمولاً نرمال سازی + تمپر)، ورق فولادی Gr22CL1 یک ساختار بینیت معتدل پایدار به دست می آورد. با این حال، بر خلاف فولادهای کم آلیاژ-، فولادهای دارای کروم-پر مولیبدن (مانند فولاد 2.25Cr-1Mo) دارای ویژگی‌هایی هستند که نیاز به توجه ویژه دارند.شکنندگی مزاج. این به پدیده ای اشاره دارد که در آن چقرمگی ضربه فولاد هنگام خدمت برای مدت طولانی در محدوده دمایی 375 درجه تا 575 درجه یا خنک شدن آهسته در این محدوده به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این یک مشکل خوردگی نیست، بلکه به دلیل جدا شدن عناصر ناخالصی (مانند فسفر، قلع، آنتیموان) در مرزهای دانه ایجاد می شود.

بنابراین، برای مواد Gr22CL1، علاوه بر کنترل دقیق محتوای عناصر ناخالص در فولاد (تولید صفحات فولادی با خلوص بالا با استفاده از فناوری‌های پالایشی مانند گاززدایی خلاء)،ارسال-تصفیه حرارتی جوش (PWHT)برای جلوگیری از ماندن طولانی مدت در محدوده دمایی شکنندگی، در طول تولید باید به شدت نرخ گرمایش/سرمایش را کنترل کرد. در عین حال، ارزیابی چقرمگی آن باید بر اساس صفحات آزمایشی انجام شود که تحت عملیات حرارتی شبیه‌سازی{1}پست جوش قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که ماده پس از ساخت تجهیزات همچنان در حالت نهایی چقرمگی کافی دارد.

با توجه به عملکرد جامع آن، ورق فولادی Gr22CL1 به یک ماده "استاندارد" برای بسیاری از تجهیزات پیشرفته انرژی و فرآیندهای شیمیایی مدرن تبدیل شده است.

به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شود:

1.-ظرفیت بزرگ، با شدت- زیادراکتورهای هیدروفرآوری: به ویژه راکتورهای هیدروکراکینگ نفت سنگین و هیدروتریکاسیون پسماند که با فشار بالاتر کار می کنند، محیط های سنگین تری را مدیریت می کنند و خوردگی قوی تری دارند.

2. تجهیزات شیمیایی زغال سنگ اصلی: مانند راکتورهای مایع سازی زغال سنگ، دیگ های بخار با فشار بالا و مبدل های شیفت واحدهای گازی شدن زغال سنگ با راندمان بالا، که با دمای بالا، فشار بالا، فشار جزئی هیدروژن بالا و خوردگی گاز سنتز مواجه هستند.

3. مخازن تحت فشار-بزرگ- با ضخامت بالا: به دلیل استحکام بالاتر Gr22، هنگام ساخت ظروف با دیواره فوق-ضخیم{5} (مانند تجهیزات خاص در زمینه های انرژی هسته ای و شیمیایی)، می تواند به طور موثر ضخامت دیوار را کاهش دهد و مشکلات ناشی از عملیات حرارتی، ضخامت، جوشکاری، جوشکاری بزرگ را حل کند.

در این زمینه‌ها، عملکرد Gr11 دیگر نمی‌تواند الزامات را برآورده کند، و Gr22CL1 به پایه‌ای برای اطمینان از عملکرد ایمن، پایدار، طولانی‌مدت، بار- و کارآمد تجهیزات تبدیل شده است.

انتخاب Gr22CL1 به معنای پذیرش چالش های پیچیده تر فرآیند تولید است. جوش پذیری آن نسبت به Gr11 حساس تر است. باید از مواد جوشکاری درجه بالاتر استفاده شود، مانند AWS A5.5 E9018{10}}B3L ("B3" مربوط به Gr22 است، "L" نشان دهنده چقرمگی در دمای پایین است).

دمای پیش گرمایش و کنترل دمای بین پاسی باید سخت‌گیرانه‌تر باشد (معمولاً به کمتر از 200 درجه نیاز ندارد).

بحرانی ترین پیوند استارسال-تصفیه حرارتی جوش (PWHT)که مشخصات آن بسیار دقیق است: دمای عملیات حرارتی باید بالاتر از حداکثر دمای سرویس مواد باشد، معمولاً در محدوده 14 ± 690 درجه. زمان نگهداری باید به دقت محاسبه شود تا از کاهش تنش کافی بدون ایجاد نرمی بیش از حد اطمینان حاصل شود. نرخ گرمایش و سرمایش باید کنترل شود تا از ناحیه تردی مزاج جلوگیری شود و از ایجاد تنش های جدید جلوگیری شود. هر گونه انحراف فرآیند ممکن است منجر به عملکرد مشترک ناموفق و حتی شکست زودهنگام در طول سرویس شود.

Gr22CL1 یک درجه کلاسیک است که گذشته و آینده را در خانواده فولاد کروم-مولیبدن به هم متصل می کند. با پیشرفت تکنولوژی، برای دنبال کردن راندمان بالاتر، انواع بهبود یافته (مانند Gr22Cl.2، Gr24) با افزودن عناصر کمیاب مانند وانادیوم (V) و نیوبیم (Nb) بر اساس Gr22 پدیدار شده‌اند که دارای استحکام دمای بالا{8} بهتری هستند.

علاوه بر این، برای حل کامل مشکل شکنندگی مزاج، Gr22 با خلوص بالا{0} با محتوای ناخالصی کم (مانند SA-542 نوع D) توسعه یافته است. Gr22CL1 و این مواد جدید با هم یک توالی فنی را تشکیل می دهند.

هنگام انتخاب، یک ارزیابی فنی و اقتصادی جامع مورد نیاز است: برای اکثر-راکتورهای هیدروفرآوری در مقیاس بزرگ سنتی، Gr22CL1-با تکنولوژی بالغ و تجربه کاربردی غنی{4}}هنوز یکی از مقرون به صرفه‌ترین انتخاب‌ها است{6}}. برای تجهیزاتی با دمای بسیار{7}بالا، طول عمر طراحی فوق‌العاده طولانی، یا نیازهای سختی شدید، می‌توان مدل‌های پیشرفته‌تری را در نظر گرفت. درک مرزهای عملکرد Gr22CL1 یک پیش نیاز برای انتخاب مواد علمی و طراحی تجهیزات پیشرفته است.

درخواست یک نقل قول

اگر می‌خواهید درباره محصولات GNEE اطلاعات بیشتری کسب کنید، می‌توانید یک ایمیل به آن ارسال کنیدalloy@gneesteelgroup.com. ما بیشتر از اینکه به شما کمک کنیم خوشحالیم.