Termik Santral İçin Çelik Kazan Boruları ve Boruları

Maliyetlerin düşürülmesi ve çevrenin korunması ihtiyacıyla termik santraller iki taraftan da baskıyla karşı karşıya kalıyor. Ünitenin buhar parametrelerini arttırarak geliştirilen konvansiyonel elektrik üretim sistemi, yani ünitenin süperkritik (SC) ve ultra-süperkritik (USC) sistemleri son yıllarda elektrik şebekesine dahil edilmiştir. Termik santrallerin verimliliğini artırmanın en etkili yollarından biri, kazan buhar sıcaklığı, basıncı ve diğer parametrelerin iyileştirilmesidir ve buhar parametrelerinin iyileştirilmesindeki temel sorun, metal malzemelerin, özellikle de ısıl mukavemetin, ısıya karşı direncin sorunudur. yüksek sıcaklıkta korozyon ve oksidasyon, soğuk işlem ve sıcak işlem özellikleri. Basit bir ifadeyle, kazan çeliği, buhar kazanlarının basınç elemanlarını, özellikle kazan çelik levhalarını ve kazan dikişsiz çelik borularını üretmek için kullanılan, yalnızca basınç yüklerini taşımakla kalmayıp aynı zamanda doğrudan ateşle ısıtılan, kimyasal bileşim ve mekanik gerektiren özel çeliği ifade eder. çeliğin özellikleri belirli koşulları karşılar. Enerji santrallerinde kazan sistemlerinde kullanılan en yaygın ve uygun çelik türlerinden bazıları şunlardır:

 

Karbon Çelik ve Düşük Alaşımlı Çelik

ASTM A179 ve A201C gibi düşük karbonlu çelikler iyi plastikliğe, tokluğa ve kaynaklanabilirliğe sahiptir; termik santrallerde kullanılan ısıtma yüzey boruları, ekonomizörler, kızdırıcılar, yeniden ısıtıcılar için ekonomik bir seçimdir. Kazan tamburları ve borularında genellikle 2.25Cr-1Mo veya 9Cr-1Mo çeliği gibi düşük alaşımlı çelikler kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet sağlarlar. Bu, ısı eşanjörleri, ekonomizörler, su duvarları, kanallar vb. gibi kazan bileşenleri için yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. P22, P91 ve T22 gibi özel kaliteler, yüksek sıcaklık ve basınç uygulamaları için tasarlanmıştır.

• SA-210C: Yumuşak çelik. Süneklik, tokluk, iyi kaynaklanabilirlik, 450 °C'nin altında yeterli mukavemet, 530 °C'nin altında tatmin edici oksidasyon direnci, ancak 450 °C'nin üzerinde uzun süreli kullanımda perlit küreselleşmesi ve grafitleşmesi, sürünme sınırı ve dayanıklı mukavemet azalması meydana gelecek ve bu da sızıntıya neden olacaktır. Genellikle düşük ve orta basınçlı kazanların yüzey borularını ısıtmak için kullanılır (çalışma basıncı genellikle 5.88Mpa'dan büyük değildir, çalışma sıcaklığı 450 ° C'nin altındadır) ve yüksek basınçlı kazanların yüzey borularını ısıtmak için kullanılır (çalışma basıncı genellikle 9.8Mpa'nın üzerindedir, çalışma basıncı genellikle 450Mpa'nın üzerindedir) sıcaklığı 650°C ile XNUMX°C arasında), ekonomizer, kızdırıcı, ara ısıtıcı, petrokimya endüstrisi için boru vb.
• T11, T12, P11, P12: krom elementlerinin eklenmesi karbürlerin stabilitesini artırır ve grafitleşme eğilimini etkili bir şekilde önler, ancak perlitin küreselleşmesi ve alaşım elementinin yeniden dağıtımı olgusu, malzemenin termal mukavemetinde bir azalmaya yol açacaktır. Sıcaklık 550°C'yi aştığında termal dayanım önemli ölçüde azalır ve oksidasyon direnci bozulur.
• T22, P22: yüksek termal mukavemet ve dayanıklı plastiklik, yüzey 580 ° C'de yoğun bir oksit koruyucu film oluşturur, yeterli oksidasyon direncine ve iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir, ancak uzun süreli çalışma perlitik küreselleşme ve alaşım elementi yeniden dağıtım fenomenini ortaya çıkaracaktır; ve termal mukavemet azalır.
• T23: Malzeme, düşük karbonlu, çok bileşenli, yüksek mukavemetli, yüksek tokluklu Beynitik ısı elde etmek için C içeriğini azaltarak ve W, V, Nb, B ekleyerek T22'nin çeliğin 102 avantajlarıyla birleştirilmesiyle geliştirildi. -dayanıklı çelik. 600°C'de mukavemet T93'den %22 daha yüksektir ve kaynaklanabilirlik ve işlenebilirlik daha iyidir.

 

Paslanmaz Çelik Boru

Martensitik ve Östenitik paslanmaz çelik, termik santrallerde yaygın olarak kullanılan bir malzemedir ve kazan boruları, başlık, borular, rotorlar, silindirler vb. dahil olmak üzere kazanların ve buhar türbinlerinin birçok parçasında kullanılır. 304 ve 316 gibi östenitik paslanmaz çelikler yaygın olarak kullanılır. İyi ısı direnci ve korozyon direnci nedeniyle kızdırıcı ve yeniden ısıtıcı tüpleri, borular, muhafaza vb.

• SUPER304H: TP304H'nin %3 Cu ve %0.4 Nb ilavesiyle geliştirilmiş versiyonudur. İnce bakır fazının ince taneli yapısı ve çökelme mukavemeti çok yüksek bir sürünme mukavemetine sahiptir ve izin verilen gerilim, 30 ~ 304 ° C'de TP600H'den %650 daha yüksektir. Mükemmel mekanik özelliklere, buhar oksidasyon direncine ve yüksek sıcaklıklarda ısıl korozyon direncine sahiptir ve 650 ° C'nin altında uzun süre çalışabilir. Süper (süper) kritik kazan kızdırıcı ve ara ısıtıcılarında tercih edilen malzemedir.
• TP347HFG: TP347H tipi paslanmaz çelik, özel bir sıcak çalışma ve ısıl işlem prosesi ile elde edilir. Tahılın rafine edilmesinden sonra izin verilen gerilim %20'den fazla artar ve malzemenin buhar oksidasyon direnci büyük ölçüde artar.
• HR3C çeliği (25Cr-20Ni-Nb-N çeliği): Japonya'da geliştirilen yeni bir paslanmaz çelik türüdür. C içeriğini sınırlandırarak, %0.20 ~ %0.60 Nb, %0.15 ~ %0.35 N ekleyerek ve güçlendirilmiş fazın dağılmış çökelmesini kullanarak, malzeme mükemmel yüksek sıcaklık dayanımına ve yüksek sıcaklıkta buhar oksidasyon direncine sahiptir ve bunlardan biridir. 650°C süper (süper) kritik güç istasyonu kazanındaki son kızdırıcı ve yeniden ısıtıcı için ana ısıya dayanıklı çelik boruların.
• T91: Geliştirilmiş 9Cr-1Mo tipi yüksek mukavemetli Martensitik ısıya dayanıklı çelik, mükemmel kapsamlı performansa sahip %9 Cr çeliktir. Çelik, karbon içeriğini azaltarak, V ve Nb alaşım elementlerini ekleyerek, N ve Al içeriğini kontrol eder, böylece yüksek darbe dayanıklılığına, termal dayanıma ve korozyon direncine sahip olur. T91 çelik boru küçük bir doğrusal genleşme katsayısına ve iyi bir termal iletkenliğe sahiptir ve esas olarak alt kritik parametreli ve süper kritik parametreli kazan duvarı sıcaklığı 600 ° C'den fazla olmayan başlıklar ve buhar borusu için kullanılır.
• T92: Mo azaltılarak, W içeriği arttırılarak ve B içeriği kontrol edilerek T9 esas alınarak elde edilen yeni %91 Cr Martensitik ısıya dayanıklı çeliktir, mekanik özellikleri T91'e eşdeğerdir ve kaynak performansı artırılmıştır. gelişmiş. 600 ~ 650°C'de sürünme mukavemeti büyük ölçüde arttırılmıştır, izin verilen gerilim T34'inkinden %91 daha yüksektir ve mukavemet TP1.12H'nin 347 katıdır.
• T122:%12Cr Martensitik ısıya dayanıklı çelik, yani %2 W, %0.07 Nb ve %1 Cu eklendiğinde, çelik daha yüksek termal dayanıma ve korozyon direncine sahiptir, karbon içeriğinin azaltılması aynı zamanda kaynak performansının da iyileştirilmesini sağlar. 620°C'nin altındaki ana buhar boru hatlarının imalatında kullanılır.

Nikel bazlı alaşımlar Boru

Buhar parametreleri 700 °C'nin üzerindeyse ünitenin birçok bileşeni yalnızca süper alaşımlardan oluşacaktır ve yönlü katılaşma ve tek kristal alaşımlar dahil olmak üzere nikel bazlı alaşımların buhar türbinlerinde kullanılması değerlendirilmektedir. Inconel 617 gibi nikel bazlı alaşımlar veya Haynes 230, kızdırıcı ve ara ısıtıcı bölümleri için çok yüksek sıcaklıkta çalışmaya izin verir. Ama daha pahalılar.

Genel olarak, yaklaşık 700°C buhar sıcaklığına sahip süperkritik kazan tasarımının, kolektör ve ana buhar borusunun, Ferritik çeliğin kapasitesinin çok ötesinde olan maksimum 750°C sıcaklıkta çalışmasını gerektireceğine ve termal Östenitik çeliğin yorulma problemi, bu kalın duvarlı parça için kullanılmalarını olanaksız kılmaktadır. Nikel bazlı süper alaşımlar için sürünme mukavemeti gereksinimi aşırı olmasa da kaynaklanabilirlik, şekillendirilebilirlik ve korozyon direnci gibi diğer gereksinimlerin karşılanması kolay değildir.