Bahan Tiub Dandang: Gred Karbon, Aloi dan Keluli Tahan Karat Berbanding

Bahan tiub dandang tidak pernah dipilih mengikut kebiasaan: pemilihan mengikut suhu logam, tekanan dalaman dan kimia gas serombong atau stim pada kedua-dua permukaan. Tiga keluarga bahan meliputi hampir semua dandang dan kerja pemulihan haba, dan setiap satu mempunyai tetingkap kerja yang jelas yang menentukan tempat ia boleh digunakan dengan selamat.

Bagaimana Bahan Tiub Dandang Dipilih

Pemilihan bermula dengan suhu logam reka bentuk komponen, bukan suhu salur keluar wap. Tiub dinding air, penjimat, pemanas lampau dan talian wap utama semuanya beroperasi pada suhu berbeza dalam unit yang sama, jadi satu dandang biasanya menggunakan beberapa gred. Pembolehubah kedua ialah tekanan, kerana tekanan yang lebih tinggi bermakna dinding yang lebih tebal dan dinding yang lebih tebal meningkatkan kedua-dua tegasan haba dan usaha kimpalan. Pembolehubah ketiga ialah persekitaran: gas serombong yang mengandungi sulfur, gas sisa kaya klorida dan pengoksidaan wap setiap menyerang bahan yang berbeza, jadi rintangan kakisan sering menentukan gred sebelum kekuatan berlaku.

Komponen di bawah kira-kira 450 C: dinding air keluli karbon dan penjimat

Komponen dari 450 C hingga 580 C: kromium-pemanas lampau aloi molibdenum dan pemanas semula

Komponen pada 600 C dan ke atas: 9% Cr dan saluran wap utama tahan karat austenit

Laluan gas serombong menghakis: kalis titik embun sulfur atau gred kromium tinggi

Gred Tiub Dandang Keluli Karbon

Kedua-dua gred dikimpal dengan mudah, dimesin dengan baik dan kos yang paling rendah bagi setiap meter, itulah sebabnya ia masih menyumbang kepada tan terbesar dalam mana-mana dandang. Hadnya ialah pengekalan kekuatan: di atas kira-kira 450 C, keluli karbon kehilangan reka bentuk tegasan yang dibenarkan dengan cepat melalui rayapan, jadi gred aloi mengambil alih.

Gred Tiub Dandang Aloi Chromium-Molibdenum

Menambah kromium dan molibdenum meningkatkan kekuatan pecah rayapan dan rintangan kepada pengoksidaan wap pada masa yang sama. Vanadium dan niobium memperhalusi struktur karbida, itulah sebabnya gred galas vanadium 12Cr1MoVG boleh berfungsi pada suhu yang lebih tinggi daripada kromium biasa-gred molibdenum 15CrMoG pada ketebalan dinding yang setanding.

Gred Kromium Tinggi dan Keluli Tahan Karat

Setelah suhu logam melepasi 600 C, keluli aloi rendah tidak lagi boleh membawa tegasan reka bentuk secara ekonomi dan gred martensit 9% Cr mengambil alih. T91 dan P91 adalah berdasarkan 9Cr-1Mo dengan tambahan V dan Nb, manakala T92 dan P92 menggunakan 9Cr-2W dengan V dan Nb. Kekuatan rayapan pada 600 C membolehkan reka bentuk tegasan dibenarkan kira-kira 100 MPa, yang menjadikan dinding garisan wap utama superkritikal jauh lebih nipis daripada reka bentuk aloi rendah yang setanding dan mengurangkan berat dan tegasan terma talian dengan ketara. Gred ini memerlukan prapanas terkawal, kimpalan hidrogen rendah dan rawatan haba pasca kimpalan penuh kerana struktur martensit mesti dibaja selepas kimpalan.

Untuk persekitaran yang paling agresif, gred tahan karat austenit digunakan. TP304H dan TP347H mengandungi sekurang-kurangnya 18% Cr dan 8% Ni; TP347H distabilkan dengan niobium, yang menghalang pemekaan dan mengekalkan kekuatan suhu tinggi, jadi ia adalah pilihan pertama untuk tiub pemanas lampau dalam sisa kepada dandang tenaga di mana kakisan klorida adalah teruk. Pada hujung sejuk dandang, 09CrCuSb ialah keluli galas tembaga dan antimoni yang dibangunkan untuk ketahanan terhadap kakisan titik embun asid sulfurik, dan ia digunakan untuk penjimatan suhu rendah dan prapemanas udara di mana suhu gas ekzos berada dalam jalur 100-130 C dan asid terpeluwap pada permukaan tiub.

Memadankan Bahan dengan Parameter Kerja

Spesifikasi pesanan hendaklah menyatakan gred, piawaian pentadbiran, keadaan penghantaran dan ujian yang diperlukan, kerana gred nominal yang sama boleh dibekalkan dalam keadaan siap panas atau sejuk dengan toleransi yang berbeza. Tegaskan pada sijil pemeriksaan yang menyenaraikan nombor haba, analisis, tegangan dan keputusan ujian mendatar atau bengkok.

Soalan Lazim

S: Bahan manakah yang digunakan untuk tiub dandang pada tekanan rendah?
Keluli karbon seperti 20G adalah jawapan standard untuk dinding air dan penjimat dengan suhu logam sehingga kira-kira 450 C, dan SA-210C dipilih apabila kekuatan tegangannya yang lebih tinggi membolehkan dinding yang lebih nipis.

S: Bilakah tiub dandang aloi diperlukan dan bukannya keluli karbon?
Sebaik sahaja suhu logam reka bentuk meningkat melebihi kira-kira 450 C, kekuatan rayapan menjadi sifat mengawal dan kromium{1}}gred molibdenum seperti 15CrMoG atau 12Cr1MoVG diperlukan untuk mengekalkan tegasan yang dibenarkan dalam had reka bentuk.

S: Mengapakah T91 dan T92 digunakan untuk unit superkritikal?
Komposisi 9% Cr mereka memberikan kekuatan rayapan yang luar biasa pada 600 C dan ke atas, jadi ketebalan dinding saluran wap utama boleh dikurangkan dengan ketara berbanding dengan reka bentuk aloi rendah, berat pemotongan, isipadu kimpalan dan tegasan terma semasa permulaan-up.

S: Apakah bahan yang mengendalikan kakisan klorida dalam insinerator sisa?
Keluli tahan karat austenit, biasanya TP347H, digunakan untuk tiub pemanas lampau kerana kandungan kromium dan nikelnya serta penstabilan niobium menahan serangan klorida dan mengekalkan kekuatan melebihi 650 C.

S: Untuk apa 09CrCuSb digunakan?
Ia adalah keluli tahan kakisan titik embun asid sulfurik yang digunakan pada hujung sejuk dandang, dalam penjimat suhu rendah dan prapemanas udara di mana suhu logam berada dalam jalur pemeluwapan asid kira-kira 100-130 C.

S: Adakah tiub dandang memerlukan keadaan penghantaran yang berbeza?
ya. Keluli karbon biasanya dibekalkan sebagai digulung atau seperti dilukis, tiub aloi dibekalkan dirawat haba, dan gred Cr 9% mesti dibekalkan dalam keadaan martensit terbaja sepenuhnya dengan rawatan haba prapanas dan-pasca kimpalan dikawal semasa pendirian.