SA691 グレード 92 (9CR-2W) 高度なクリープ-強度強化フェライト鋼ボイラー パイプ
製品概要
SA691グレード92は次世代-タングステン-強化クリープ-強度-フェライト系（CSEF）鋼溶接構造に関する ASTM/ASME SA691 規格に基づいて指定されています。この合金はグレード 91 を超えて大幅に進歩しており、その組成は次のとおりです。9% クロム、2% タングステン、モリブデン (9Cr-0.5Mo-1.8WV-Nb)、最新の発電所で可能な限り最高の動作温度と圧力に合わせて最適化されています。効率の限界を押し上げるために特別に開発されました。高度な超-超臨界（A-USC）発電600 ～ 650 度でグレード P91 よりも約 20 ～ 30% 高いクリープ強度を提供します。
主な用途
高度および超-超臨界（A-USC）発電所:主蒸気ライン、高温再熱ライン、過熱器/再熱器ヘッダーおよび配管用に設計されています。最大 620 ～ 650 度 (1150 ～ 1200 度 F) までのサービス
高効率の-石炭-火力発電所:グレード 91 の強度が不十分な重要な厚肉部分のコンポーネント
熱回収蒸気発生器 (HRSG):先進的な複合サイクルプラントの最高温度セクション
改造とアップグレード:グレード 91/22 コンポーネントを交換またはアップグレードして効率を高め、寿命を延ばすために使用されます。
研究およびプロトタイプシステム600度以上の蒸気温度をターゲットとする
SA691 グレード 92 の化学組成および機械的特性表
| カテゴリ | プロパティ/要素 | 仕様・値 |
|---|---|---|
| 規格とグレード | 標準指定 | ASTM/ASME SA691 |
| 学年 | 92(ASTM A335 P92 / A213 T92 相当の溶接) | |
| 化学組成 | カーボン(C) | 0.07 - 0.13% |
| マンガン(Mn) | 0.30 - 0.60% | |
| リン(P) | 最大0.020% | |
| 硫黄(S) | 最大0.010% | |
| シリコン（Si） | 最大0.50% | |
| クロム(Cr) | 8.50 - 9.50% | |
| モリブデン(Mo) | 0.30 - 0.60% | |
| タングステン(W) | 1.50 - 2.00% | |
| バナジウム(V) | 0.15 - 0.25% | |
| ニオブ(Nb) | 0.04 - 0.09% | |
| 窒素(N) | 0.030 - 0.070% | |
| ホウ素(B) | 0.001 - 0.006% | |
| アルミニウム(Al) | 0.02%以下（致命的） | |
| ニッケル(Ni) | 最大0.40% | |
| 機械的性質 | 引張強さ、最小 | 620 MPa (90,000 psi) |
| 降伏強さ (0.2% オフセット)、最小 | 440 MPa (64,000 psi) | |
| 伸び、分 | 20% 以上 (2 インチ / 50mm 単位) | |
| 硬度 | 最大 250 HBW (通常 210 ～ 250 HBW) | |
| 熱処理 | 必須条件 | 正規化:1040 ～ 1080 度 (1905 ～ 1975 度 F) テンパリング：750 ～ 780 度 (1380 ～ 1435 度 F)、最低 1 時間。 |
| 製造工程 | タイプ | 電気融着溶接(EFW)溶接後に完全な正規化と焼き戻しを行います。{0}} |
高温での性能と設計の比較
| 財産 | SA691 グレード92 | SA691 グレード91（比較用） | 意義 |
|---|---|---|---|
| ASME 最高許容温度 | 649 度 (1200 度 F) | 649 度 (1200 度 F) | コード制限は同じですが、この制限では P92 の方が強度が高くなります。 |
| 許容応力 @ 600 度 | ~103 MPa (14,900 psi) | ~78 MPa (11,300 psi) | ストレスが最大 32% 増加より薄い壁が可能になります。 |
| 許容応力 @ 625 度 | ~62 MPa (9,000 psi) | ~48 MPa (7,000 psi) | 高温での大きな利点。 |
| クリープ・ラプト。 (600度で10万時間) | ～180MPa | ～140MPa | ~29% 高いクリープ強度. |
| 代表的な設計温度範囲 | 595～625度 | 580-600度 | より高い効率のサイクルを可能にします。 |
| 重要な強化要素 | タングステン(W)+ モリブデン (Mo) | モリブデン(Mo) | Wは固溶体強化を提供します。 |
製造と冶金に関する重要な考慮事項
高度な冶金学:強さは以下の複雑な組み合わせによって生まれます。
焼戻しマルテンサイト微細構造正規化から。
微細MX炭窒化物(V/Nb)。
固溶強化タングステンとモリブデンから。
ボロンクリープキャビテーションに対して粒界を安定化させるため。
アルミニウムの極めて厳密な管理（P91と同様に）重要です。
高度に専門化された溶接と熱処理:
予熱: 200 ～ 250 度 (392 ～ 482 度 F)最小。
パス間温度:厳重に管理300 度 (572 度 F) 以下.
PWHT は交渉不可です。-で実行する必要があります760±10度 (1400±18度F)。規格における「750～780度」の範囲は広い。760 度が業界の目標最適な靭性と強度を実現します。
フィラーメタル:マッチングを使用する必要がありますグレード92フィラー(例: E90C1M-G などの分類)。 P91 フィラーを使用すると、溶接の不整合が発生し、早期に破損する可能性があります。
重大な障害のメカニズムと監視:
タイプ IV の亀裂感受性:合金含有量が高く強度の不一致により、グレード 91 よりもさらに顕著になります。きめの細かい HAZ が最も弱い部分です。-
-長期的な微細構造の安定性:ラーベス相の析出 [(Fe,Cr)₂(Mo,W)] は、~550 度以上の長期時効中に発生し、徐々に軟化します。-これは設計寿命の計算に考慮されます。
-現場での硬度制御:製造後の硬度を検証する必要があります。{0}ターゲット：200-250HBWPWHT後。この範囲外の値は、熱処理が不適切であることを示します。
品質保証 (標準要件を超える):
100% 臨死体験:すべての長手方向および円周方向の溶接部の X 線撮影 (RT) および超音波検査 (UT)。
硬度マッピング:すべての溶接 (ベース、HAZ、溶接キャップ/ルート) にわたって必要です。
クロス-溶接クリープ試験:多くの場合、溶接手順を認定するためにプロトタイプまたは重要な用途に指定されます。
ポジティブマテリアル識別 (PMI):溶接前に母材と溶加材の化学的性質を検証するために不可欠です。
調達および仕様指令:
明確に述べてください: "ASTM/ASME SA691 グレード 92最新版を参照してください。
必須の補足要件:通常は指定しますS5 (RT)、S6 (UT)、S8 (硬度)、および S9 (シャルピー衝撃試験)。新しいプロジェクトに関しては、認定された溶接手順の要件を追加することを検討してくださいパイプメーカーから。
ドキュメント:認定工場試験レポートには以下を含める必要があります。
全熱処理時間-温度を記録します。
実際の化学分析、特にW、B、Al、N。
指定されている場合は衝撃試験を含む、すべての機械的試験の結果。
専門知識の要件:製造および検査チーム証明され、文書化された経験が必要ですグレード 92 です。これは一般的な練習用の資料ではありません。
警告: 美術素材の--状態-
グレード 92 は、発電所用に市販されているフェライト系鋼の最前線にあります。その優れたパフォーマンスには、製造、製造、品質管理の複雑さが大幅に増加。手順のわずかな逸脱により障害が発生しました。
安全に使用するための重要な参考資料:
最新ASTM/ASME SA691仕様。
ASME ボイラーおよび圧力容器コード、セクション I および II、パート D。
ASME B31.1電源配管コード。
EPRI (電力研究所) ガイドライングレード92/P92用。
欧州クリープ協力委員会 (ECCC)推奨事項とデータシート。
このデータシートは情報提供を目的としています。最終的な設計、仕様、製造は、最新の規格、プロジェクト固有のエンジニアリング、および高度な高温合金の経験を持つ材料専門家との協議に基づいていなければなりません。{{1}
