P91-st\u00e5l er et attraktivt materiale til kraftkedler og andre h\u00f8jtemperaturanvendelser, da det tilbyder fremragende kombinationer af mekaniske egenskaber ved h\u00f8jere temperaturer, s\u00e5som styrke, kryberesistens og Charpy-slagsejhed.<\/p>\n
Nylige unders\u00f8gelser har vist, at forskellige betingelser for normalisering og anl\u00f8bning (NT) af P91-st\u00e5lsvejsninger kan give optimale mekaniske egenskaber i HAZ uden behov for varmebehandling efter svejsningen.<\/p>\n
SA 335 grade 91 er et modificeret h\u00f8jkrom-moly martensitisk st\u00e5l designet til forh\u00f8jede temperaturer i kraftv\u00e6rker og andre h\u00f8jtydende anvendelser, som f.eks. svejsning. Det har god krybestyrke og sejhed samt korrosionsbestandighed og svejsbarhed; men under svejsning eller varmebehandling efter svejsning (PWHT) kan dets h\u00e5rdhed falde, hvilket kan f\u00f8re til revner eller tidlig svigt.<\/p>\n
Unders\u00f8gelser af virkningerne af forskellige svejseprocesser, typer af tilsatsmaterialer og forvarmnings-\/interpasstemperaturer p\u00e5 P91 var engang sj\u00e6ldne; men for nylig er det blevet mere udbredt at reparere P91-r\u00f8rledninger med forskellige svejsninger ved hj\u00e6lp af lignende svejseprocesser og tilsatsmaterialer som de oprindelige svejsninger; dette kr\u00e6ver, at HAZ-h\u00e5rdhedsniveauerne er lavere end deres grundmetal; hvordan dette kan opn\u00e5s inden for rimelig tid i PWHT, afventer yderligere unders\u00f8gelser.<\/p>\n
Nogle kraftv\u00e6rksprojekter rapporterede om type IV-revner i deres svejsers HAZ under drift. Disse revner var sandsynligvis resultatet af utilstr\u00e6kkelig PWHT. Vores unders\u00f8gelse konkluderede, at PWHT ved 750 grader i to timer er ideelt til at reducere h\u00e5rdheden i svejsningens HAZ og samtidig give tilstr\u00e6kkelig mikrostruktur og en acceptabel h\u00e5rdhedsforskel i forhold til grundmetallet.<\/p>\n
Krybestyrken i p91 m\u00e5ler, hvor meget stress et materiale kan modst\u00e5, f\u00f8r det deformeres, og krybemodstanden afh\u00e6nger af faktorer som kornst\u00f8rrelse og driftstemperatur samt den kemiske sammens\u00e6tning, der p\u00e5virker transformationstemperaturer og andre egenskaber ved sammens\u00e6tningen.<\/p>\n
For at fastl\u00e6gge krybegr\u00e6nsen for et metal bruger designere et forhold mellem brudsp\u00e6nding og dets sp\u00e6ndingsdeformationskurve, ekstrapoleret op til 100.000 timer, og beregnede minimumskrybehastigheder over denne tidsramme. Brudsp\u00e6nding m\u00e5ler b\u00e5de slutpunktets brudsp\u00e6nding og den n\u00f8dvendige sp\u00e6nding for at n\u00e5 dette punkt - det rapporteres som b\u00e5de sp\u00e6ndings- og tidsv\u00e6rdier.<\/p>\n
Martensitisk varmebestandigt p91-st\u00e5l (9Cr-1Mo-V-Nb) anvendes ofte i kraftv\u00e6rker med fossile br\u00e6ndstoffer til kedelhoveder og andre komponenter p\u00e5 grund af dets fremragende modstandsdygtighed over for dampkorrosion, lave varmeudvidelseshastighed, h\u00f8je varmeledningsevne og svejsbarhed; men der er rapporteret om fejl i komponenter konstrueret af dette metal efter relativt kort driftstid.<\/p>\n
Fejl opst\u00e5r p\u00e5 grund af reducerede krybestyrkeegenskaber p\u00e5 grund af finkornede omr\u00e5der i den varmep\u00e5virkede zone (HAZ).<\/p>\n
P91-st\u00e5l er ideelt til brug i langsigtede kraftv\u00e6rkskomponenter, der arbejder ved h\u00f8je temperaturer, herunder dem, der er udsat for krybning og termisk belastningsmodstand, h\u00f8j duktilitet og minimal termisk udvidelse. Da dets oxidationsmodstand falder til under 610 \u00b0C, bliver dets anvendelsesmuligheder inden for elproduktion begr\u00e6nsede. Desuden begr\u00e6nser den ringe slagsejhed brugen under dynamiske belastninger; for at forbedre denne egenskab yderligere anbefales det at varmebehandle efter svejsning (PWHT). DIN EN 288-3 indeholder mekaniske tests p\u00e5 \u00e6gte svejse-HAZ-pr\u00f8ver, hvor revnedannelse gennem hver delzone er forskellig afh\u00e6ngigt af dens mikrostruktur og resulterer i variationer i slagenergi mellem tests.<\/p>\n
Lysbuesvejsninger med flere genneml\u00f8b af P91- og P22-st\u00e5l giver d\u00e5rlig slagsejhed i deres svejsefusionszoner (FGHAZ). Dette skyldes en ophobning af uh\u00e6rdet martensit i dette omr\u00e5de p\u00e5 grund af forkert PWHT.<\/p>\n
Unders\u00f8gelser har vist effekten af det diffuse brintniveau og PWHT-varigheden p\u00e5 svejsningernes mekaniske egenskaber og h\u00e5rdhedsgradient. Pandey et al. unders\u00f8gte denne faktors effekt p\u00e5 mikrostruktur og tr\u00e6kegenskaber for multi-pass svejsede P91-pladesvejsninger ved hj\u00e6lp af SMAW med fire forskellige brintniveauer, hvilket viste, at h\u00f8jere diffusibel brint og PWHT-varighed resulterede i forbedrede tr\u00e6kegenskaber, men nedsat slagsejhed.<\/p>\n
Grad 91-st\u00e5l er kendt for sin fremragende korrosionsbestandighed, men sp\u00e6ndingsinduceret martensit og krybeskader kan for\u00e5rsage korrosion. Varmebehandling efter svejsning (PWHT) kan hj\u00e6lpe med at afb\u00f8de disse effekter, men denne metode er ikke altid gennemf\u00f8rlig eller omkostningseffektiv, is\u00e6r ikke ved reparationer under brug.<\/p>\n
Som en del af m\u00e5let om at udvikle svejsereparationsprocedurer for klasse 91 uden PWHT fokuserede forskningen i dette projekt p\u00e5 at unders\u00f8ge materialernes metallurgiske opf\u00f8rsel under svejse- og varmebehandlingsprocesser ved at evaluere mikrostrukturer af svejse- og HAZ-pr\u00f8ver produceret efter svejsning; mekaniske tests blev derefter udf\u00f8rt p\u00e5 rigtige svejsninger for at m\u00e5le HAZ-sejheden.<\/p>\n
Der blev ogs\u00e5 foretaget sammenligninger af forskellige svejseteknikker med fokus p\u00e5 deres effekt p\u00e5 forvarmnings-\/interpass-temperaturer og svejsestr\u00f8mme. Elektroder med diametre svarende til dem, der findes i kvalitet 91, viste sig at v\u00e6re mest velegnede til at udvikle svejseprocedurer uden PWHT; ved at bruge kombinationer af SMAW-elektroder med diametre p\u00e5 3,2 mm (1\/8 tommer, f\u00f8rste lag) og 4,0 mm (5\/32 tommer, andet lag) opn\u00e5ede man en betydelig forfining, mens anl\u00f8bningen var begr\u00e6nset i HAZ.<\/p>\n
Varmebehandling efter svejsning af TIG-svejsesamlinger mellem P22 og st\u00e5lkvalitet 91 med Inconel 625 tilsatsmateriale udf\u00f8res bedst ved 750 grader i 2 timer for at opn\u00e5 et optimalt kompromis mellem gr\u00e6nsefladens h\u00e5rdhed og svejsemetallets egenskaber, samtidig med at de h\u00f8je mekaniske egenskaber bevares over et bredt temperaturspektrum.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
P91 steel is an attractive material for power boilers and other high-temperature applications, offering excellent combinations of mechanical properties at higher temperatures such as strength, creep resistance and Charpy impact toughness. Recent studies have demonstrated that different conditions for normalizing and tempering (NT) of P91 steel welds can produce optimal mechanical properties in the HAZ … <\/p>\n