Materiale echivalente pentru conducte SA-213 T91: 10Cr9Mo1VNbN, 1.4903 și conexiunea P91

Ce este cu adevărat SA-213 T91

SA-213 T91 este un oțel 9Cr-1Mo feritic-martensitic-rezistent la căldură modificat, dezvoltat pentru funcționarea cazanelor la temperaturi înalte și a devenit un cal de lucru pentru generatoarele de abur supercritice și ultrasupercritice. T din desemnare marchează atubforma de produs furnizată conform ASME SA-213 / ASTM A213. Aceeași substanță chimică furnizată ca conductă pentru colectoare și linii principale de abur este desemnată SA-335 P91 sau ASTM A335 P91. Forma produsului, împreună cu cerințele dimensionale, de testare și de marcare aferente, este ceea ce separă cele două denumiri; metalurgia din spatele lor este identică.

Echivalente încrucișate-standard recunoscute

Când un desen sau o specificație de proiect solicită un echivalent cu SA-213 T91, cerința practică este desemnarea corespunzătoare într-un alt sistem de standarde. Denumirile de mai jos sunt aliniate din punct de vedere al compoziției și, prin urmare, sunt acceptate pentru înlocuirea standardelor încrucișate.

Sistem standard	Desemnare	UNS
ASME / ASTM (SUA)	tub SA-213 T91; Conducta SA-335 P91	K90901
China, GB/T 5310	10Cr9Mo1VNbN	A31108
Europa, EN 10216-2	X10CrMoVNb9-1	1.4903
ISO, ISO 9329-2	X10CrMoVNb9-1	nealocate

Despre denumirea chineză: numele actual GB/T 5310 este 10Cr9Mo1VNbN, unde N final reprezintă azot, un element de aliere deliberat. În ediția mai veche GB 5310-1995, același oțel a apărut ca 10Cr9Mo1VNb, așa că desenele moștenite ar putea să arate în continuare ortografia mai scurtă. Materialul în sine nu a fost schimbat; numele a fost actualizat pentru a reflecta rolul azotului în chimie.

Compoziția chimică: de ce este un 9Cr-1Mo modificat

Clasa începe de la chimia mai veche 9Cr-1Mo și este întărită cu vanadiu, niobiu și azot. Vanadiul și niobiul formează precipitate fine, stabile de carbură și carbonitrură, în primul rând VN și NbC, iar azotul este ceea ce face ca dispersia VN să fie eficientă. Acea dispersie este sursa forței de fluaj. Sulful și fosforul sunt menținute la un nivel foarte scăzut pentru a proteja duritatea și sudarea.

Element, %	A213 T91	10Cr9Mo1VNbN	X10CrMoVNb9-1
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, max	0.020	0.020	0.020
S, max	0.010	0.010	0.005
Cr	8.00-9.50	8.00-9.50	8.00-9.50
lu	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, max	0.40	0.40	0.40

Singura diferență vizibilă între tabelele europene și cele americane este limita de sulf, menținută la 0,005 % în EN 1.4903 față de 0,010 % în tabelele ASME și GB/T 5310. Această diferență nu schimbă logica de înlocuire, dar înseamnă că o căldură europeană va sta în mod normal și în limita americană.

Proprietăți mecanice, tratament termic și comportament la fluaj

Proprietate	Cerinţă
Rezistenta la tractiune, min	585 MPa
Limita de curgere, min	415 MPa
Alungire, min, longitudinală	20 %
Duritate	250 HBW max

Tratamentul termic este același pentru T91 și pentru 10Cr9Mo1VNbN: se normalizează la 1040-1080 C urmată de revenire la 750-780 C. Grosimea peretelui de peste 70 mm poate fi în schimb stinsă și revenită. Călirea produce o structură de martensită călită care oferă performanța de fluaj, astfel încât starea de tratament termic menționată pe certificatul de testare al morii contează la fel de mult ca și chimia în sine.

Temperatura de serviciu, aplicații și sudare

Tuburi de supraîncălzire și reîncălzire:temperatura metalului până la aproximativ 625 C sub GB/T 5310, în timp ce practica ASME permite de obicei aproximativ 650 C pentru secțiunile de reîncălzire.

Conducte de-temperatură ridicată și conducte de abur, furnizate ca P91:de obicei limitat la aproximativ 600 C temperatura metalului.

Alte servicii:schimbătoare de căldură nucleare și tuburi cuptor de cracare în rafinarea petrolului.

Sub aproximativ 620 C rezistența la fluaj a acestui grad o depășește pe cea a claselor inoxidabile austenitice obișnuite, cum ar fi TP304H, în timp ce dilatare termică mai mică și conductivitate termică mai mare oferă o rezistență mai bună la oboseală termică. Această combinație este motivul pentru care a înlocuit gradele austenitice în această fereastră de temperatură.

Preîncălzire și temperatura interpass:de obicei, 200-300 C, pentru a preveni fisurarea la rece indusă de hidrogen.

Consumabile potrivite:Umplutura 9Cr-1Mo{-V{-Nb, cum ar fi ER90S-B9 sau E9018-B9, menține chimia metalului sudat în concordanță cu metalul de bază.

Tratament termic post-sudare:obligatoriu, în mod normal 730-780 C. Fără aceasta, martensita necălită rămâne în sudură și în zona afectată de căldură și este fragilă.

Crapare de tip IV:zona afectată de căldură-intercritică este veriga slabă în serviciul pe termen lung, astfel încât aportul de căldură și tratamentul termic post-sudare sunt controlate pentru a limita înmuierea acolo.

Aceeași procedură de sudare se aplică indiferent dacă materialul este furnizat ca tub T91 sau ca tub 10Cr9Mo1VNbN, deoarece metalurgia este aceeași.

Întrebări frecvente

Î: SA-213 T91 este același material cu SA-335 P91?
Chimia este aceeași oțel 9Cr-1Mo-V-Nb. T91 este forma de produs de țeavă conform ASME SA-213, iar P91 este forma de produs de țeavă conform ASME SA-335, utilizată pentru colectoare și linii de abur.

Î: Care este echivalentul chinezesc al SA-213 T91?
Echivalentul este 10Cr9Mo1VNbN sub GB/T 5310. Desenele mai vechi pot prezenta 10Cr9Mo1VNb din GB 5310-1995; otelul este acelasi.

Î: Care este echivalentul european al lui T91?
X10CrMoVNb9-1 cu numărul de material 1.4903, specificat în EN 10216-2 pentru țevi și țevi fără sudură în scopuri de presiune.

Î: T91 și 10Cr9Mo1VNbN pot fi înlocuite unul cu celălalt?
Da. Compoziția, cerințele mecanice și tratamentul termic sunt aliniate, astfel încât aceeași procedură de sudare și aceeași procedură de sudare și tratament termic post-sudare se aplică ambelor.

Î: Care este temperatura maximă de serviciu a tubului T91?
GB/T 5310 permite temperaturi ale metalului până la aproximativ 625 C pentru tuburile de supraîncălzire și reîncălzire, în timp ce colectoarele și conductele de abur în forma P91 sunt de obicei limitate la aproximativ 600 C.

Î: Este întotdeauna necesar tratament termic post-sudare pentru T91?
Da. PWHT la aproximativ 730-780 C este obligatorie pentru acest grad martensitic, deoarece o sudură netratată și zona afectată de căldură-răman fragilă și predispusă la fisuri.