[Conocimientos sobre tubos de acero] Introducción a los tubos de caldera y tubos de aleación de uso común.

20G: Es el número de acero listado en GB5310-95 (marcas extranjeras correspondientes: st45.8 en Alemania, STB42 en Japón y SA106B en Estados Unidos). Es el acero más comúnmente utilizado para tuberías de acero para calderas. La composición química y las propiedades mecánicas son básicamente las mismas que las de las placas de acero 20. El acero tiene cierta resistencia a temperatura normal y a temperaturas medias y altas, bajo contenido de carbono, mejor plasticidad y tenacidad, y buenas propiedades de conformado y soldadura en frío y en caliente. Se utiliza principalmente para fabricar accesorios de tuberías de calderas de alta presión y parámetros superiores, sobrecalentadores, recalentadores, economizadores y paredes de agua en la sección de baja temperatura; como tuberías de pequeño diámetro para tuberías de superficie de calentamiento con una temperatura de pared de ≤500℃, y tuberías de paredes de agua, tuberías de economizador, etc., tuberías de gran diámetro para tuberías de vapor y colectores (economizador, pared de agua, colector de sobrecalentador de baja temperatura y recalentador) con una temperatura de pared de ≤450℃, y tuberías con accesorios de temperatura media de ≤450℃, etc. Dado que el acero al carbono se grafitizará si se opera durante mucho tiempo por encima de 450 °C, la temperatura máxima de uso a largo plazo del tubo de superficie de calentamiento se limita mejor a menos de 450 °C. En este rango de temperatura, la resistencia del acero puede cumplir con los requisitos de los sobrecalentadores y las tuberías de vapor, y tiene buena resistencia a la oxidación, tenacidad plástica, rendimiento de soldadura y otras propiedades de procesamiento en caliente y en frío, y es ampliamente utilizado. El acero utilizado en el horno iraní (refiriéndose a una sola unidad) es la tubería de introducción de aguas residuales (la cantidad es de 28 toneladas), la tubería de introducción de agua de vapor (20 toneladas), la tubería de conexión de vapor (26 toneladas) y el colector del economizador (8 toneladas), el sistema de agua de sobrecalentamiento (5 toneladas), el resto se utiliza como acero plano y materiales de pluma (alrededor de 86 toneladas).

SA-210C (25MnG): Es el grado de acero en el estándar ASME SA-210. Es un tubo de pequeño diámetro de acero al carbono-manganeso para calderas y sobrecalentadores, y es un acero perlítico de alta resistencia al calor. China lo incorporó a GB5310 en 1995 y lo denominó 25MnG. Su composición química es simple, excepto por el alto contenido de carbono y manganeso; el resto es similar al 20G, por lo que su límite elástico es aproximadamente un 20% mayor que el 20G, y su plasticidad y tenacidad son equivalentes a las del 20G. El acero tiene un proceso de producción simple y buena trabajabilidad en frío y en caliente. Su uso en lugar del 20G puede reducir el espesor de la pared y el consumo de material, a la vez que mejora la transferencia de calor de la caldera. Su parte de uso y temperatura de uso son básicamente los mismos que los del 20G, utilizándose principalmente para la pared de agua, el economizador, el sobrecalentador de baja temperatura y otros componentes cuya temperatura de trabajo es inferior a 500℃.

SA-106C: Es el grado de acero en la norma ASME SA-106. Es una tubería de acero al carbono-manganeso para calderas de gran calibre y sobrecalentadores de alta temperatura. Su composición química es simple y similar a la del acero al carbono 20G, pero su contenido de carbono y manganeso es mayor, por lo que su límite elástico es aproximadamente un 12% mayor que el del 20G, y su plasticidad y tenacidad son buenas. El acero tiene un proceso de producción simple y buena trabajabilidad en frío y en caliente. Usarlo para reemplazar los colectores 20G (economizador, pared de agua, sobrecalentador de baja temperatura y colector del recalentador) puede reducir el espesor de la pared en aproximadamente un 10%, lo que puede ahorrar costos de material, reducir la carga de trabajo de soldadura y mejorar la diferencia de tensión de los colectores en el arranque.

15Mo3 (15MoG): Es un tubo de acero que cumple con la norma DIN17175. Se trata de un tubo de acero al carbono-molibdeno de pequeño diámetro para sobrecalentadores de calderas. Además, es un acero perlítico de alta resistencia al calor. China lo incorporó a la norma GB5310 en 1995 y lo denominó 15MoG. Su composición química es simple, pero contiene molibdeno, por lo que, si bien mantiene el mismo rendimiento de procesamiento que el acero al carbono, su resistencia térmica es superior. Debido a su buen rendimiento y bajo precio, ha sido ampliamente adoptado por países de todo el mundo. Sin embargo, este acero tiende a grafitizarse durante su funcionamiento prolongado a altas temperaturas, por lo que su temperatura de uso debe controlarse por debajo de 510 °C, y la cantidad de aluminio añadida durante la fundición debe limitarse para controlar y retrasar el proceso de grafitización. Este tubo de acero se utiliza principalmente en sobrecalentadores y recalentadores de baja temperatura, donde la temperatura de la pared es inferior a 510 °C. Su composición química es C0,12-0,20, Si0,10-0,35, Mn0,40-0,80, S≤0,035, P≤0,035, Mo0,25-0,35; nivel normal de resistencia al fuego σs≥270-285, σb≥450-600 MPa; plasticidad δ≥22.

SA-209T1a (20MoG): Es el grado de acero en el estándar ASME SA-209. Es un tubo de acero al carbono-molibdeno de pequeño diámetro para calderas y sobrecalentadores, y es un acero perlítico de alta resistencia al calor. China lo incorporó a la norma GB5310 en 1995 y lo denominó 20MoG. Su composición química es simple, pero contiene molibdeno, por lo que, si bien mantiene el mismo rendimiento de procesamiento que el acero al carbono, su resistencia térmica es superior. Sin embargo, el acero tiende a grafitizarse durante el funcionamiento prolongado a altas temperaturas, por lo que su temperatura de uso debe controlarse por debajo de 510 °C y evitar el sobrecalentamiento. Durante la fundición, la cantidad de aluminio añadida debe limitarse para controlar y retrasar el proceso de grafitización. Este tubo de acero se utiliza principalmente para componentes como paredes refrigeradas por agua, sobrecalentadores y recalentadores, donde la temperatura de la pared es inferior a 510 °C. Su composición química es C0,15-0,25, Si0,10-0,50, Mn0,30-0,80, S≤0,025, P≤0,025, Mo0,44-0,65; nivel de resistencia normalizado σs≥220, σb≥415 MPa; plasticidad δ≥30.

15CrMoG: es un acero de grado GB5310-95 (equivalente a los aceros 1Cr-1/2Mo y 11/4Cr-1/2Mo-Si ampliamente utilizados en varios países del mundo). Su contenido de cromo es mayor que el del acero 12CrMo, por lo que tiene mayor resistencia térmica. Cuando la temperatura supera los 550 °C, su resistencia térmica se reduce significativamente. Cuando se opera durante un tiempo prolongado a 500-550 °C, no se produce grafitización, pero sí esferoidización de carburos y redistribución de elementos de aleación, lo que provoca una reducción de la resistencia térmica del acero. El acero tiene buena resistencia a la relajación a 450 °C. Su rendimiento en procesos de fabricación de tuberías y soldadura es bueno. Se utiliza principalmente como tuberías y colectores de vapor de alta y media presión con parámetros de vapor inferiores a 550 ℃, tubos de sobrecalentador con temperatura de pared de tubo inferior a 560 ℃, etc. Su composición química es 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; nivel de resistencia σs≥ en el estado templado normal 235, σb≥440-640 MPa; plasticidad δ≥21.

T22 (P22), 12Cr2MoG: El T22 (P22) es un material estándar ASME SA213 (SA335), que figura en la norma china GB5310-95. En la serie de aceros Cr-Mo, su resistencia térmica es relativamente alta, y su resistencia a la fatiga y tensión admisible a la misma temperatura son incluso superiores a las del acero 9Cr-1Mo. Por lo tanto, se utiliza en centrales térmicas, centrales nucleares y recipientes a presión en el extranjero. Tiene una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, su economía técnica no es tan buena como la del 12Cr1MoV de mi país, por lo que se utiliza menos en la fabricación de calderas para centrales térmicas nacionales. Solo se adopta cuando el usuario lo solicita (especialmente cuando se diseña y fabrica según las especificaciones ASME). El acero no es sensible al tratamiento térmico, tiene una alta plasticidad duradera y un buen rendimiento de soldadura. Los tubos de pequeño diámetro T22 se utilizan principalmente como tubos de superficie de calentamiento para sobrecalentadores y recalentadores cuya temperatura de pared metálica es inferior a 580 ℃, mientras que los tubos de gran diámetro P22 se utilizan principalmente para juntas de sobrecalentadores/recalentadores cuya temperatura de pared metálica no supera los 565 ℃. Caja y tubería principal de vapor. Su composición química es C≤0,15, Si≤0,50, Mn0,30-0,60, S≤0,025, P≤0,025, Cr1,90-2,60, Mo0,87-1,13; nivel de resistencia σs≥280, σb≥ bajo revenido positivo 450-600 MPa; plasticidad δ≥20.

12Cr1MoVG: Es un acero listado según GB5310-95, ampliamente utilizado en sobrecalentadores, colectores y tuberías principales de vapor para calderas de centrales eléctricas de alta, ultra alta y subcríticas. Su composición química y propiedades mecánicas son básicamente las mismas que las de la chapa 12Cr1MoV. Su composición química es simple, el contenido total de aleación es inferior al 2%, y es un acero perlítico de alta resistencia en caliente con bajo contenido de carbono y aleación. Entre sus componentes, el vanadio puede formar un carburo estable VC con el carbono, lo que permite que el cromo y el molibdeno del acero se encuentren preferentemente en la ferrita, y ralentiza la velocidad de transferencia de cromo y molibdeno de la ferrita al carburo, lo que hace que el acero sea más estable a altas temperaturas. La cantidad total de elementos de aleación en este acero es solo la mitad del acero 2.25Cr-1Mo ampliamente utilizado en el extranjero, pero su resistencia a la fatiga a 580℃ y 100 000 h es un 40 % mayor que la de este último; además, su proceso de producción es simple y su rendimiento de soldadura es bueno. Siempre que el proceso de tratamiento térmico sea estricto, se puede obtener un rendimiento general y una resistencia térmica satisfactorios. El funcionamiento real de la central eléctrica muestra que la tubería principal de vapor 12Cr1MoV puede seguir utilizándose después de 100 000 horas de funcionamiento seguro a 540 °C. Las tuberías de gran diámetro se utilizan principalmente como colectores y tuberías principales de vapor con parámetros de vapor inferiores a 565℃, y las tuberías de pequeño diámetro se utilizan para tuberías de superficie de calentamiento de calderas con temperaturas de pared metálica inferiores a 580℃.

12Cr2MoWVTiB (G102): Es un grado de acero según la norma GB5310-95. Es un acero bainita de alta resistencia en caliente, de bajo contenido de carbono y baja aleación (con una pequeña cantidad de elementos múltiples), desarrollado en mi país en la década de 1960. Se incluyó en la norma YB529 del Ministerio de Metalurgia desde la década de 1970 y es la norma nacional vigente. A finales de 1980, el acero superó la evaluación conjunta del Ministerio de Metalurgia y el Ministerio de Maquinaria y Energía Eléctrica. El acero posee buenas propiedades mecánicas generales, y su resistencia térmica y temperatura de servicio superan las de aceros extranjeros similares, alcanzando el nivel de algunos aceros austeníticos de cromo-níquel a 620 °C. Esto se debe a que contiene diversos elementos de aleación, como Cr y Si, que mejoran la resistencia a la oxidación, lo que permite que la temperatura máxima de servicio alcance los 620 °C. El funcionamiento real de la central eléctrica demostró que la organización y el rendimiento de la tubería de acero no cambiaron mucho después de un funcionamiento prolongado. Se utiliza principalmente como tubo sobrecalentador y tubo recalentador de caldera de parámetros súper altos con temperatura del metal ≤620℃. Su composición química es 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; nivel de resistencia σs≥345, σb≥540-735 MPa en estado de revenido positivo; plasticidad δ≥18.

SA-213T91 (335P91): Es el grado de acero en el estándar ASME SA-213 (335). Es un material para partes de alta temperatura y presión de energía nuclear (también utilizado en otras áreas) desarrollado por el Laboratorio Nacional Rubber Ridge de los Estados Unidos. El acero se basa en el acero T9 (9Cr-1Mo) y está limitado a los límites superior e inferior del contenido de carbono. , Mientras que se controla más estrictamente el contenido de elementos residuales como P y S, se agrega una traza de 0,030-0,070% de N, una traza de elementos formadores de carburos fuertes de 0,18-0,25% de V y 0,06-0,10% de Nb para lograr el refinamiento El nuevo tipo de acero aleado ferrítico resistente al calor se forma según los requisitos de grano; Es un acero de grado listado ASME SA-213, y China lo adaptó al estándar GB5310 en 1995, y el grado se establece como 10Cr9Mo1VNb; y el estándar internacional ISO/DIS9329-2 lo lista como X10 CrMoVNb9-1. Debido a su alto contenido de cromo (9%), su resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas y tendencias no grafitizantes son mejores que las de los aceros de baja aleación. El elemento molibdeno (1%) mejora principalmente la resistencia a altas temperaturas e inhibe la tendencia a la fragilidad en caliente del acero al cromo; En comparación con el T9, tiene un rendimiento de soldadura y rendimiento de fatiga térmica mejorados, su durabilidad a 600 °C es tres veces mayor que la de este último, y mantiene la excelente resistencia a la corrosión a altas temperaturas del acero T9 (9Cr-1Mo); En comparación con el acero inoxidable austenítico, presenta un coeficiente de expansión bajo, buena conductividad térmica y mayor resistencia a la fatiga (por ejemplo, en comparación con el acero austenítico TP304, la temperatura de endurecimiento es de 625 °C y la de igual tensión es de 607 °C). Por lo tanto, posee excelentes propiedades mecánicas generales, una estructura y un rendimiento estables antes y después del envejecimiento, un buen rendimiento de soldadura y procesamiento, alta durabilidad y resistencia a la oxidación. Se utiliza principalmente en sobrecalentadores y recalentadores con una temperatura del metal ≤650 °C en calderas. Su composición química es 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; nivel de resistencia σs≥415, σb≥585 MPa en estado de revenido positivo; plasticidad δ≥20.


Fecha de publicación: 18 de noviembre de 2020

Compañía de Tuberías de Acero Tianjin Sanon, LTD.

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