Resum
SA-213 T22ésno un acer al carboni. Aquest és un punt comú de confusió. És unacer de baix-aliatgeque conté crom i molibdè. S'especifica sota l'estàndard ASME SA-213 per a calderes, sobreescalfadors i tubs d'intercanviador de calor d'acer ferrític i austenític sense soldadura.
El seu ús principal és en seccions d'alta-temperatura i alta-pressió de calderes, com ara sobreescalfadors i reescalfadors, on la seva força i resistència a l'oxidació i la fluència millorades superen les dels acers al carboni.
Característiques clau
Tipus de material:Acer de baix-aliatge (crom-molibdè)
Nom comú:T22, 2,25Cr-1Mo
Estàndard:ASME SA-213 / ASTM A213 (Són idèntics)
Procés de fabricació:Sense costures
Composició química (% en pes)
La composició és la que defineix T22 i li dóna les seves propietats.
| Element | Contingut (%) |
|---|---|
| Carboni (C) | 0.05 - 0.15 |
| Manganès (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fòsfor (P) | 0,025 màx |
| Sofre (S) | 0,025 màx |
| Silici (Si) | 0,50 màx |
| Crom (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molibdè (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Per què aquests elements?
Crom (Cr):Proporciona una millor resistència a l'oxidació (escala) i a la corrosió, especialment dels compostos de sofre i el vapor.
Molibdè (Mo)Augmenta la resistència a temperatures elevades i millora la resistència a la fluència (deformació lenta sota esforç constant a altes temperatures).
Propietats mecàniques
La norma especifica els requisits mínims per a la resistència a la tracció i el rendiment, així com la duresa.
| Propietat | Valor |
|---|---|
| Resistència a la tracció | 415 MPa (60 ksi) min |
| Límit de rendiment | 205 MPa (30 ksi) min |
| Elongació | Varies with wall thickness, typically >30% |
| Duresa (Brinell) | 163 HBW màxim (per a condicions normalitzades i temperades) |
Per què s'utilitza T22 a les calderes? (Avantatges)
Excel·lent força de fluència:La raó clau del seu ús. Pot suportar la immensa pressió interna i les altes temperatures (normalment fins a ~ 1100 graus F / 593 graus) a les seccions de sobreescalfador i reescalfador sense deformar-se amb el pas del temps.
Bona resistència a l'oxidació:El contingut de crom forma una capa d'òxid estable que protegeix el metall d'una escala més gran en entorns de vapor i gasos de combustió.
Bona soldabilitat:És fàcilment soldable amb procediments adequats i metalls d'aportació adequats (per exemple, ER90S-B3, E9015-B3).
Estabilitat microestructural:Manté la seva força i no es degrada fàcilment durant llargs períodes de servei a altes temperatures.
Aplicacions comuns
Tubs de sobreescalfador
Tubs de reescalfament
Tubs d'intercanviador de caloren servei d'-alta temperatura
Tubs de paret de la calderaen calderes d'alta-capacitat i{1}}alta pressió
Comparació amb l'acer al carboni (p. ex., SA-210 A1)
És útil comparar T22 amb un tub de caldera d'acer al carboni real.
| Característica | SA-213 T22 (Baix aliatge) | SA-210 A1 (acer al carboni) |
|---|---|---|
| Elements clau | 2,25% Cr, 1% Mo | Carboni, manganès |
| Temp. màxima de servei | ~1100 graus F (593 graus) | ~850 graus F (454 graus) |
| Força a Temp | Alt(Bona força de fluència) | Moderat (limitat per sobre de 800 graus F) |
| Resistència a l'oxidació | Bé | Fira |
| Cost | Més alt | Abaix |
| Ús típic | Sobreescalfadors, Reescalfadors | Tubs de paret d'aigua, Economitzadors |
Tractament tèrmic i soldadura
Tractament tèrmic:Els tubs T22 es subministren alNormalitzat i temperatcondició. Aquest tractament tèrmic és crucial per desenvolupar la microestructura òptima per a la resistència i la tenacitat a altes-temperatura.
Soldadura:Requereix un tractament tèrmic de pre-escalfament i post-soldadura (PWHT) per evitar la formació de zones martensítiques dures i trencadisses a la-zona afectada per la calor (HAZ) i per alleujar les tensions residuals. Utilitzar el metall d'aportació correcte (com ara la vareta TIG ER90S-B3) és fonamental.
Problemes potencials
Fissures per corrosió per tensió (SCC):Pot ocórrer en determinats entorns si no s'alleugen les tensions residuals.
Grafitització:Després d'una exposició-molt llarga a temperatures del rang de 800-1100 graus F (427-593 graus ), el carboni pot precipitar-se en forma de grafit, debilitant potencialment el material. Aquest és un mecanisme d'envelliment a llarg termini conegut per a T22.
Corrosió al foc:Pot ser atacat per compostos de cendres de -punt de fusió- baix en determinats entorns de combustible.
En resum,SA-213 T22 és un acer de baix aliatge de cavall de batalladissenyat específicament per a les seccions -d'alta temperatura més exigents de les calderes modernes, oferint un equilibri fiable de força, resistència a la fluència i resistència a l'oxidació que l'acer al carboni no pot proporcionar.
