[Wissen über Stahlrohre] Einführung in häufig verwendete Kesselrohre und Legierungsrohre

20G: Dies ist die gelistete Stahlnummer von GB5310-95 (entsprechende ausländische Marken: st45.8 in Deutschland, STB42 in Japan und SA106B in den Vereinigten Staaten). Es ist der am häufigsten verwendete Stahl für Kesselstahlrohre. Die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften sind grundsätzlich die gleichen wie bei 20 Stahlplatten. Der Stahl hat eine gewisse Festigkeit bei Normaltemperatur sowie bei mittleren und hohen Temperaturen, einen niedrigen Kohlenstoffgehalt, eine bessere Plastizität und Zähigkeit sowie gute Kalt- und Warmformungs- und Schweißeigenschaften. Er wird hauptsächlich zur Herstellung von Hochdruck- und höherparametrigen Kesselrohrverbindungsstücken, Überhitzern, Nacherhitzern, Economizern und Wasserwänden im Niedertemperaturbereich verwendet; wie beispielsweise Rohre mit kleinem Durchmesser für Heizflächenrohre mit einer Wandtemperatur von ≤ 500 °C und Wasserwandrohre, Economizer-Rohre usw., Rohre mit großem Durchmesser für Dampfrohre und Sammler (Economizer, Wasserwand, Niedertemperatur-Überhitzer und Nacherhitzer-Sammler) mit einer Wandtemperatur von ≤ 450 °C und Rohrleitungen mit einer Mitteltemperatur von ≤ 450 °C, Zubehör usw. Da Kohlenstoffstahl graphitiert, wenn er längere Zeit bei über 450 °C betrieben wird, sollte die maximale Langzeitgebrauchstemperatur der Heizflächenrohre am besten auf unter 450 °C begrenzt werden. In diesem Temperaturbereich kann die Festigkeit des Stahls die Anforderungen von Überhitzern und Dampfrohren erfüllen und er weist eine gute Oxidationsbeständigkeit, plastische Zähigkeit, Schweißleistung und andere Eigenschaften zur Warm- und Kaltverarbeitung auf und wird häufig verwendet. Der im iranischen Hochofen verwendete Stahl (bezogen auf eine einzelne Einheit) besteht aus dem Abwassereinleitungsrohr (die Menge beträgt 28 Tonnen), dem Dampfwassereinleitungsrohr (20 Tonnen), dem Dampfanschlussrohr (26 Tonnen), dem Economizer-Sammelrohr (8 Tonnen), dem Überhitzungswassersystem (5 Tonnen), der Rest wird als Flachstahl und Auslegermaterial verwendet (ca. 86 Tonnen).

SA-210C (25MnG): Dies ist die Stahlsorte im ASME-SA-210-Standard. Es handelt sich um ein Kohlenstoff-Mangan-Stahlrohr mit kleinem Durchmesser für Kessel und Überhitzer. Es ist ein warmfester Perlitstahl. 1995 wurde er in China in GB5310 übernommen und 25MnG genannt. Abgesehen vom hohen Kohlenstoff- und Mangangehalt ist die chemische Zusammensetzung einfach, ansonsten ähnelt sie 20G, sodass die Streckgrenze etwa 20 % höher ist als bei 20G und auch die Plastizität und Zähigkeit denen von 20G entsprechen. Der Stahl ist einfach herzustellen und lässt sich gut kalt und warm verarbeiten. Seine Verwendung anstelle von 20G kann Wandstärke und Materialverbrauch reduzieren und gleichzeitig die Wärmeübertragung des Kessels verbessern. Einsatzbereich und Einsatztemperatur sind grundsätzlich dieselben wie bei 20G. Er wird hauptsächlich für Wasserwände, Economizer, Niedertemperatur-Überhitzer und andere Komponenten mit einer Betriebstemperatur unter 500 °C verwendet.

SA-106C: Dies ist die Stahlsorte gemäß ASME SA-106. Es handelt sich um ein Kohlenstoff-Mangan-Stahlrohr für Großkessel und Überhitzer im Hochtemperaturbereich. Die chemische Zusammensetzung ist einfach und ähnelt der von 20G-Kohlenstoffstahl, der Kohlenstoff- und Mangangehalt ist jedoch höher, sodass die Streckgrenze etwa 12 % höher ist als die von 20G. Auch die Plastizität und Zähigkeit sind nicht schlecht. Der Stahl zeichnet sich durch einen einfachen Herstellungsprozess und eine gute Kalt- und Warmverarbeitbarkeit aus. Durch den Austausch von 20G-Sammelrohren (Economizer, Wasserwand, Niedertemperatur-Überhitzer und Nacherhitzer-Sammelrohr) kann die Wandstärke um etwa 10 % reduziert werden. Dies spart Materialkosten, reduziert den Schweißaufwand und verbessert die Spannungsdifferenz beim Anfahren der Sammelrohre.

15Mo3 (15MoG): Stahlrohre der DIN 17175-Norm. Sie bestehen aus Kohlenstoff-Molybdän-Stahl mit kleinem Durchmesser und werden für Kesselüberhitzer verwendet. Es handelt sich um einen perlitischen, hitzebeständigen Stahl. 1995 wurde der Stahl in die GB5310-Norm übernommen und 15MoG genannt. Der Stahl hat eine einfache chemische Zusammensetzung, enthält jedoch Molybdän, sodass er bei gleicher Verarbeitungsleistung wie Kohlenstoffstahl eine höhere Wärmeformbeständigkeit aufweist. Aufgrund seiner guten Leistung und des niedrigen Preises wird er weltweit eingesetzt. Allerdings neigt der Stahl bei längerem Betrieb unter hohen Temperaturen zur Graphitisierung. Daher sollte seine Einsatztemperatur unter 510 °C gehalten und die beim Schmelzen zugegebene Al-Menge begrenzt werden, um den Graphitisierungsprozess zu kontrollieren und zu verzögern. Diese Stahlrohre werden hauptsächlich für Niedertemperatur-Überhitzer und Niedertemperatur-Nacherhitzer verwendet. Die Wandtemperatur liegt unter 510 °C. Seine chemische Zusammensetzung ist C0,12–0,20, Si0,10–0,35, Mn0,40–0,80, S≤0,035, P≤0,035, Mo0,25–0,35; normale Feuerfestigkeit σs≥270–285, σb≥450–600 MPa; Plastizität δ≥22.

SA-209T1a (20MoG): Dies ist die Stahlsorte gemäß ASME SA-209-Standard. Es handelt sich um ein Kohlenstoff-Molybdän-Stahlrohr mit kleinem Durchmesser für Kessel und Überhitzer. Es handelt sich um einen warmfesten Perlitstahl. 1995 wurde er in die GB5310-Norm übernommen und als 20MoG bezeichnet. Die chemische Zusammensetzung ist einfach, aber der Stahl enthält Molybdän. Daher ist seine Wärmebeständigkeit bei gleicher Verarbeitungsleistung wie bei Kohlenstoffstahl besser. Allerdings neigt der Stahl bei längerem Betrieb und hohen Temperaturen zur Graphitbildung. Daher sollte seine Einsatztemperatur unter 510 °C gehalten werden, um Überhitzungen zu vermeiden. Beim Schmelzen sollte die Al-Zugabe begrenzt werden, um den Graphitierungsprozess zu kontrollieren und zu verzögern. Dieses Stahlrohr wird hauptsächlich für Teile wie wassergekühlte Wände, Überhitzer und Nacherhitzer verwendet. Die Wandtemperatur liegt unter 510 °C. Seine chemische Zusammensetzung ist C0,15–0,25, Si0,10–0,50, Mn0,30–0,80, S≤0,025, P≤0,025, Mo0,44–0,65; normalisiertes Festigkeitsniveau σs≥220, σb≥415 MPa; Plastizität δ≥30.

15CrMoG: ist eine Stahlsorte der GB5310-95 (entspricht den weltweit weit verbreiteten Stählen 1Cr-1/2Mo und 11/4Cr-1/2Mo-Si). Der Chromgehalt ist höher als bei 12CrMo-Stahl, wodurch die thermische Festigkeit erhöht wird. Über 550 °C verringert sich die thermische Festigkeit deutlich. Bei längerem Betrieb bei 500–550 °C findet keine Graphitisierung statt, jedoch kommt es zur Karbid-Sphäroidisierung und zur Umverteilung der Legierungselemente, was zu einer Erwärmung des Stahls führt. Die Festigkeit nimmt ab, und der Stahl weist eine gute Relaxationsbeständigkeit bei 450 °C auf. Er eignet sich gut für die Rohrherstellung und das Schweißen. Wird hauptsächlich als Hoch- und Mitteldruckdampfrohr und -sammler mit Dampfparametern unter 550 °C, Überhitzerrohr mit Rohrwandtemperatur unter 560 °C usw. verwendet. Die chemische Zusammensetzung ist C0,12–0,18, Si0,17–0,37, Mn0,40–0,70, S≤0,030, P≤0,030, Cr0,80–1,10, Mo0,40–0,55; Festigkeitsniveau σs≥ im normal angelassenen Zustand 235, σb≥440–640 MPa; Plastizität δ≥21.

T22 (P22), 12Cr2MoG: T22 (P22) sind Werkstoffe nach ASME SA213 (SA335), die in der chinesischen Norm GB5310-95 aufgeführt sind. In der Cr-Mo-Stahlreihe ist die Wärmefestigkeit relativ hoch und die Dauerfestigkeit sowie die zulässige Spannung bei gleicher Temperatur sind sogar höher als die von 9Cr-1Mo-Stahl. Daher wird er in ausländischen Wärmekraftwerken, Kernkraftwerken und Druckbehältern eingesetzt. Breites Anwendungsspektrum. Da seine technische Wirtschaftlichkeit jedoch nicht so gut ist wie die des 12Cr1MoV meines Landes, wird er bei der Herstellung von Kesseln für inländische Wärmekraftwerke weniger verwendet. Er wird nur auf Kundenwunsch eingesetzt (insbesondere, wenn er gemäß den ASME-Spezifikationen konstruiert und hergestellt wird). Der Stahl ist unempfindlich gegenüber Wärmebehandlung, weist eine hohe dauerhafte Plastizität und gute Schweißeigenschaften auf. T22-Rohre mit kleinem Durchmesser werden hauptsächlich als Heizflächenrohre für Überhitzer und Nacherhitzer verwendet, deren Metallwandtemperatur unter 580 °C liegt, während P22-Rohre mit großem Durchmesser hauptsächlich für Überhitzer-/Nacherhitzerverbindungen verwendet werden, deren Metallwandtemperatur 565 °C nicht überschreitet. Kasten- und Hauptdampfrohr. Die chemische Zusammensetzung ist C ≤ 0,15, Si ≤ 0,50, Mn 0,30–0,60, S ≤ 0,025, P ≤ 0,025, Cr 1,90–2,60, Mo 0,87–1,13; Festigkeitsniveau σs ≥ 280, σb ≥ unter positivem Anlassen 450–600 MPa; Plastizität δ ≥ 20.

12Cr1MoVG: Dieser Stahl ist nach GB5310-95 gelistet und wird häufig in Hochdruck-, Ultrahochdruck- und unterkritischen Kraftwerkskesselüberhitzern, Verteilern und Hauptdampfleitungen verwendet. Die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften entsprechen im Wesentlichen denen von 12Cr1MoV-Blechen. Die chemische Zusammensetzung ist einfach, der Gesamtlegierungsgehalt liegt unter 2 %. Es handelt sich um einen kohlenstoffarmen, niedriglegierten Perlit-Warmfestigkeitsstahl. Vanadium kann mit Kohlenstoff ein stabiles Carbid (VC) bilden, wodurch Chrom und Molybdän im Stahl bevorzugt im Ferrit vorliegen und die Übergangsgeschwindigkeit von Chrom und Molybdän vom Ferrit zum Carbid verlangsamt wird. Dadurch wird der Stahl bei hohen Temperaturen stabiler. Die Gesamtmenge der Legierungselemente in diesem Stahl beträgt nur die Hälfte des im Ausland weit verbreiteten 2.25Cr-1Mo-Stahls, aber seine Dauerfestigkeit bei 580 °C und 100.000 h ist 40 % höher als die des letzteren; sein Herstellungsprozess ist einfach und seine Schweißeigenschaften sind gut. Solange der Wärmebehandlungsprozess streng eingehalten wird, können zufriedenstellende Gesamtleistung und thermische Festigkeit erreicht werden. Der tatsächliche Betrieb des Kraftwerks zeigt, dass die 12Cr1MoV-Hauptdampfleitung auch nach 100.000 Stunden sicherem Betrieb bei 540 °C noch verwendet werden kann. Die Rohre mit großem Durchmesser werden hauptsächlich als Sammler und Hauptdampfleitungen mit Dampfparametern unter 565 °C verwendet, und die Rohre mit kleinem Durchmesser werden für Kesselheizflächenrohre mit Metallwandtemperaturen unter 580 °C verwendet.

12Cr2MoWVTiB (G102): Dies ist eine Stahlsorte in GB5310-95. Es handelt sich um einen kohlenstoffarmen, niedrig legierten (geringe Menge an Mehrfachlegierungen) bainitischen warmfesten Stahl, der in den 1960er Jahren in China entwickelt und weiterentwickelt wurde. Seit den 1970er/70er Jahren ist er in der Norm YB529 des Metallurgieministeriums enthalten und ist die aktuelle nationale Norm. Ende 1980 hat der Stahl die gemeinsame Bewertung des Metallurgieministeriums und des Ministeriums für Maschinenbau und elektrische Energie bestanden. Der Stahl verfügt über gute umfassende mechanische Eigenschaften und seine Wärmefestigkeit und Betriebstemperatur übertreffen die ähnlicher ausländischer Stähle und erreichen bei 620 °C das Niveau einiger austenitischer Chrom-Nickel-Stähle. Dies liegt daran, dass der Stahl viele Arten von Legierungselementen enthält und Elemente wie Cr, Si usw. zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit hinzugefügt werden, sodass die maximale Betriebstemperatur 620 °C erreichen kann. Der tatsächliche Betrieb des Kraftwerks zeigte, dass sich Aufbau und Leistung der Stahlrohre nach längerem Betrieb kaum veränderten. Sie werden hauptsächlich als Überhitzer- und Nacherhitzerrohre in Hochtemperaturkesseln mit einer Metalltemperatur von ≤ 620 °C verwendet. Die chemische Zusammensetzung ist C0,08–0,15, Si0,45–0,75, Mn0,45–0,65, S≤ 0,030, P≤ 0,030, Cr1,60–2,10, Mo0,50–0,65, V0,28–0,42, Ti0,08–0,18, W0,30–0,55, B0,002–0,008; Festigkeitsniveau σs≥ 345, σb≥ 540–735 MPa im positiven Anlasszustand; Plastizität δ≥ 18.

SA-213T91 (335P91): Dies ist die Stahlsorte im ASME-Standard SA-213 (335). Es handelt sich um ein Material für Hochtemperatur-Druckteile von Kernkraftwerken (das auch in anderen Bereichen verwendet wird), das vom Rubber Ridge National Laboratory der Vereinigten Staaten entwickelt wurde. Der Stahl basiert auf T9-Stahl (9Cr-1Mo) und ist hinsichtlich der Ober- und Untergrenze des Kohlenstoffgehalts begrenzt. Während der Gehalt an Restelementen wie P und S strenger kontrolliert wird, werden zur Verfeinerung Spuren von 0,030 – 0,070 % N, Spuren von stark karbidbildenden Elementen von 0,18 – 0,25 % V und 0,06 – 0,10 % Nb hinzugefügt. Der neue Typ von ferritischem, hitzebeständigem legiertem Stahl wird durch die Kornanforderungen gebildet; Es handelt sich um die in ASME SA-213 gelistete Stahlsorte. China hat den Stahl 1995 in den Standard GB5310 übernommen und die Sorte ist als 10Cr9Mo1VNb festgelegt; im internationalen Standard ISO/DIS9329-2 ist er als X10 CrMoVNb9-1 gelistet. Aufgrund seines hohen Chromgehalts (9 %) sind seine Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit besser und er neigt nicht zur Graphitisierung als bei niedrig legiertem Stahl. Das Element Molybdän (1 %) verbessert hauptsächlich die Hochtemperaturfestigkeit und hemmt die Warmsprödigkeitsneigung von Chromstahl. Verglichen mit T9 hat er verbesserte Schweißeigenschaften und Wärmeermüdungseigenschaften, seine Haltbarkeit bei 600 °C ist dreimal so hoch wie die des letzteren und behält die hervorragende Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit von T9-Stahl (9Cr-1Mo). Im Vergleich zu austenitischem Edelstahl weist er einen geringen Ausdehnungskoeffizienten, eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine höhere Dauerfestigkeit auf (z. B. im Vergleich zu austenitischem Stahl TP304: Die Härtetemperatur beträgt 625 °C, die Temperatur der spannungsgleichen Verbindung 607 °C). Daher verfügt er über gute mechanische Eigenschaften, eine stabile Struktur und Leistung vor und nach der Alterung, gute Schweiß- und Prozesseigenschaften, eine hohe Haltbarkeit und Oxidationsbeständigkeit. Er wird hauptsächlich für Überhitzer und Nacherhitzer mit einer Metalltemperatur von ≤ 650 °C in Kesseln verwendet. Seine chemische Zusammensetzung ist C0,08–0,12, Si0,20–0,50, Mn0,30–0,60, S≤0,010, P≤0,020, Cr8,00–9,50, Mo0,85–1,05, V0,18–0,25, Al≤0,04, Nb0,06–0,10, N0,03–0,07; Festigkeitsniveau σs≥415, σb≥585 MPa im positiven Anlasszustand; Plastizität δ≥20.


Veröffentlichungszeit: 18. November 2020

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