Quin és el material equivalent de la canonada SA-213 T91?

SA-213 T91 és un acer resistent a la calor-ferrític-martensític- 9Cr-1Mo modificat desenvolupat per Oak Ridge National Laboratory i ara un dels graus de tub de caldera més importants per al servei d'alta temperatura. La "T" significa que és un grau de tub sota ASMESA-213 / ASTM A213; el grau de canonada que coincideix amb els capçals i les canonades ésSA-335 P91, amb la mateixa composició però amb una forma de producte diferent.

Si busqueu un material equivalent, aquí teniu la resposta breu a través dels principals estàndards:

Estàndard	Designació	UNS
ASME/ASTM (EUA)	SA-213 T91 / A213 T91 (tub); SA-335 P91 (tuba)	K90901
Xina	10Cr9Mo1VNbN(GB/T 5310-2017/2023)	A31108
Europa	X10CrMoVNb9-1, EN 10216-2	1.4903
ISO	X10CrMoVNb 9-1 (ISO 9329-2)	-

Una nota sobre el grau xinès: el correntGB/T 5310designació és10Cr9Mo1VNbN- la "N" final significa nitrogen, que és un element d'aliatge deliberat. En el més vellGB 5310-1995el mateix acer es va introduir amb el nom 10Cr9Mo1VNb (sense la N al nom), de manera que encara veureu aquesta grafia més antiga als dibuixos heretats. El material és el mateix; la denominació es va actualitzar per reflectir el paper del nitrogen.

 

Composició química (per què és un 9Cr-1Mo "modificat")

El T91 parteix de la química més antiga 9Cr-1Mo (T9) i s'enforteix amb vanadi, niobi i nitrogen. El V i el Nb formen precipitats de carbur/carbonitrur fins i estables (principalment de tipus MX-VN i NbC), i el nitrogen és el que fa que la dispersió de VN sigui efectiva, que és la font de la seva força de fluència. El sofre i el fòsfor es mantenen molt baixos per millorar la tenacitat i la soldabilitat.

Element (%)	T91 (A213)	10Cr9Mo1VNbN (GB/T 5310)	X10CrMoVNb9-1 (EN 1.4903)
C	0.07–0.14	0.08–0.12	0.08–0.12
Si	0.20–0.50	0.20–0.50	0.20–0.50
Mn	0.30–0.60	0.30–0.60	0.30–0.60
P, màx	0.020	0.020	0.020
S, màx	0.010	0.010	0.005
Cr	8.00–9.50	8.00–9.50	8.00–9.50
Mo	0.85–1.05	0.85–1.05	0.85–1.05
V	0.18–0.25	0.18–0.25	0.18–0.25
Nb	0.06–0.10	0.06–0.10	0.06–0.10
N	0.030–0.070	0.030–0.070	0.030–0.070
Ni, màx	0.40	0.40	0.40

Les tres designacions estan alineades composicionalment, per això es tracten com a equivalents en la substitució estàndard{0}creuada.

 

Propietats mecàniques

Propietat	Requisit
Resistència a la tracció, min	585 MPa
Límit de fluència, mín	415 MPa
Elongació, min (longitudinal)	20%
Duresa	Inferior o igual a 250 HBW

El tractament tèrmic tant per a T91 com per a 10Cr9Mo1VNbN ésnormalitzar a 1040–1080 graus + temperar a 750–780 graus(El gruix de la paret superior a 70 mm es pot apagar i temperar). Aquest tremp és el que produeix l'estructura de martensita temperada responsable del rendiment de fluència -, de manera que la condició del tractament-termic s'ha de confirmar a l'MTC, no només a la química.

 

Límits de temperatura i aplicacions

T91 / 10Cr9Mo1VNbN és la qualitat de cavall de batalla per a tubs de calderes supercrítics i ultra-supercrítics:

Tub de sobreescalfador i reescalfador: temperatura del metall fins a uns 625 graus (per GB/T 5310; la pràctica ASME normalment permet fins a ~ 650 graus per als reescalfadors).

Capçalera-alta temperatura i canonades de vapor (P91): normalment limitat a una temperatura metàl·lica de ~ 600 graus.

Altres usos: intercanviadors de calor d'energia nuclear, tubs de forn de craqueig de refinació de petroli.

Per sota d'uns 620 graus, la seva resistència a la fluència en realitat supera la dels graus d'acer inoxidable austenític comuns com TP304H, mentre que la seva menor expansió tèrmica i una conductivitat tèrmica més alta donen una millor resistència a la fatiga tèrmica -, que és la raó per la qual va desplaçar els graus austenítics en aquest rang.

 

Consideracions de soldadura

El T91 és soldable però no perdonable - és un acer martensític, per la qual cosa s'ha de seguir el procediment amb cura:

Preescalfar i interpassar: normalment entre 200 i 300 graus per evitar l'esquerdament en fred-induït per l'hidrogen.

Consumibles coincidents: utilitzeu el farcit 9Cr-1Mo-V-Nb (per exemple, ER90S-B9 / E9018-B9) per mantenir la química del metall de soldadura coherent amb el metall base.

Tractament tèrmic post-soldadura (PWHT): obligatori, normalment al voltant de 730–780 graus. Saltar-se el PWHT deixa martensita sense temperar a la zona afectada per la soldadura i la calor-, que és fràgil i propensa a trencar-se.

Cracking tipus IV: el HAZ intercrític és la zona feble en el servei-a llarg termini; controleu l'entrada de calor i PWHT per minimitzar el suavització allà.

Seguiu el mateix procediment de soldadura tant si el material es subministra com a T91 com a 10Cr9Mo1VNbN -, la metal·lúrgia és la mateixa.

Necessites tubs de caldera SA-213 T91/10Cr9Mo1VNbN o canonada P91 amb MTC complets (EN 10204 3.1), dades de fluència i inspecció de tercers?Envieu la vostra especificació per obtenir un pressupost.

 

PMF

1. Quin és l'equivalent xinès de SA-213 T91?

És 10Cr9Mo1VNbN per GB/T 5310-2017 (l'estàndard actual de tub de caldera d'alta pressió xinès). A l'antic GB 5310-1995 s'anomenava 10Cr9Mo1VNb. Els dos es refereixen al mateix acer; el nom es va actualitzar per incloure nitrogen, que és un element clau d'aliatge.

 

2. Quin és l'equivalent europeu de T91?

EN 10216-2 grau X10CrMoVNb9-1, número de material 1.4903. Els seus requisits químics i mecànics s'alineen estretament amb ASTM A213 T91.

 

3. Quina diferència hi ha entre T91 i P91?

T91 és el grau de tub (ASME SA-213 / ASTM A213), utilitzat per a tubs de caldera. P91 és el grau de canonada (ASME SA-335), utilitzat per a capçals i canonades de vapor. La composició química és la mateixa; la diferència és la forma del producte i l'estàndard rector.

 

4. Per què és important el nitrogen (N) en T91?

El nitrogen (0,030–0,070%) es combina amb el vanadi per formar precipitats fins de VN que enforteixen l'acer a alta temperatura. Sense nitrogen, la resistència a la fluència que fa que el T91 sigui útil es perdria en gran mesura. És per això que el nom actual del grau xinès, 10Cr9Mo1VNbN, acaba en "N".

 

5. A quina temperatura es pot utilitzar T91 / 10Cr9Mo1VNbN?

S'utilitza habitualment per a tubs de sobreescalfador i reescalfador amb temperatures metàl·liques de fins a uns 625 graus (GB 5310) / fins a ~ 650 graus en la pràctica ASME per a reescalfadors. Per a les capçaleres d'alta-temperatura i les canonades de vapor (P91), la temperatura del metall normalment es manté a uns 600 graus o per sota.

 

6. El T91 requereix un tractament tèrmic posterior a la-soldadura?

Sí. T91 s'ha de preescalfar abans de soldar i donar-li un PWHT obligatori (al voltant de 730-780 graus). Sense PWHT, la martensita no temperada a la zona de soldadura és trencadissa i propensa a esquerdes-. Seguiu sempre una especificació de procediment de soldadura qualificada (WPS).