Cosa descrive la designazione
La designazione 12Cr2MoWVTiB è una dichiarazione di composizione compressa: circa 0,12% di carbonio, circa 2% di cromo, più molibdeno, tungsteno, vanadio, titanio e una piccola aggiunta di boro. Il grado appartiene alla famiglia ferritica di acciai resistenti al calore-con resistenza al creep{5}}aumentata, sviluppata per sopportare sollecitazioni più elevate a temperature elevate rispetto ai gradi convenzionali al cromo-molibdeno, in modo che un progettista di caldaie possa utilizzare pareti più sottili e aumentare l'efficienza termica. È standardizzato nella norma GB 5310 per i tubi in acciaio senza saldatura per caldaie ad alta-pressione e viene fornito come tubo senza saldatura per il servizio di surriscaldatore, postriscaldatore e muro d'acqua. La sua composizione e il suo scopo lo collocano accanto agli altri gradi a basso-potenziamento di cromo utilizzati per i tubi nelle caldaie ultra-supercritiche e supercritiche, sebbene i limiti esatti della composizione siano quelli scritti nelle specifiche GB in vigore piuttosto che quelli di qualsiasi altro standard.
Composizione chimica
| Elemento | Intervallo tipico, percentuale | Funzione |
|---|---|---|
| Carbonio | 0.05 - 0.10 | Resistenza e temprabilità |
| Silicio | 0,50 massimo | Disossidazione |
| Manganese | 0.45 - 0.70 | Disossidazione, tenacità |
| Fosforo | 0,025 massimo | Elemento residuo, controllato |
| Zolfo | 0,015 massimo | Elemento residuo, controllato |
| Cromo | 1.90 - 2.60 | Resistenza all'ossidazione, formazione di carburi |
| Molibdeno | 0.50 - 0.65 | Rafforzamento della soluzione solida |
| Tungsteno | 0.45 - 0.65 | Soluzione solida rinforzante, funziona con molibdeno |
| Vanadio | 0.28 - 0.42 | Carburi fini e stabili per resistenza allo scorrimento viscoso |
| Titanio | 0.06 - 0.10 | Nitruri stabili che fissano i confini del grano |
| Boro | 0.002 - 0.006 | Temprabilità e resistenza al bordo grano |
Le piccole aggiunte di lega svolgono il lavoro importante. Vanadio, titanio, tungsteno e molibdeno formano una fine dispersione di carburi e nitruri stabili durante il trattamento termico e queste particelle ostacolano il movimento di dislocazione ad alta temperatura, che è proprio il meccanismo che conferisce all'acciaio la sua resistenza allo scorrimento viscoso.
Proprietà meccaniche e trattamento termico
I tubi di questo grado vengono forniti allo stato normalizzato e temperato. I requisiti tipici di temperatura ambiente- sono una resistenza alla trazione minima di 620 MPa, una resistenza allo snervamento minima di 440 MPa e un allungamento minimo del 19%, con una durezza normalmente mantenuta a un massimo di circa 250 HB. Il trattamento termico è la fase critica della produzione: dopo la perforazione a caldo o l'estrusione, il tubo viene normalizzato nella regione tra 1050 e 1100 gradi Celsius e raffreddato ad aria, producendo una struttura martensitica o bainitica fine, quindi viene temperato nella regione tra 750 e 780 gradi Celsius per alleviare lo stress, ripristinare la tenacità e accelerare le fasi di rafforzamento.
Poiché la resistenza del grado dipende dalla struttura del precipitato, le temperature di normalizzazione e rinvenimento registrate sul certificato dello stabilimento devono essere lette con la stessa attenzione dei risultati di trazione. Un tubo che soddisfa i requisiti di trazione della temperatura ambiente-ma che è stato temperato al di fuori dell'intervallo appropriato non garantirà la durata di scorrimento prevista.
Gamma di servizi e applicazioni
Il grado viene generalmente applicato nell'intervallo di circa 550-600 gradi Celsius, che è superiore al limite pratico dei tubi convenzionali da 2,25Cr-1Mo. Le sue principali applicazioni sono tutte nei generatori di vapore ad alta efficienza.
Tubi del surriscaldatore in cui il vapore viene portato alla temperatura finale
Tubi del riscaldatore che riportano il vapore parzialmente espanso alla caldaia
Tubazioni per pareti dell'acqua e pareti del forno in caldaie dal design avanzato
Tubazioni del vapore e collettori di uscita ad alta-temperatura
Parti in pressione nei generatori di vapore a recupero di calore a ciclo combinato-
Il suo contenuto di cromo fornisce un'adeguata resistenza alle incrostazioni nel vapore e il basso livello di cromo mantiene il costo del materiale inferiore a quello dei gradi di cromo al 9%, pur supportando le temperature del metallo più elevate delle moderne caldaie.
Saldatura e fabbricazione
Il grado è saldabile, ma è meno tollerante di un semplice acciaio al carbonio. La saldatura deve seguire una procedura qualificata con preriscaldamento controllato, temperatura massima di interpass e trattamento termico post-saldatura, in modo che la struttura fine del precipitato non venga degradata nel giunto e nella zona-interessata dal calore. Vengono utilizzati materiali di consumo a basso-idrogeno adatti alla composizione, i giunti devono essere puliti e asciutti e la qualificazione della procedura deve includere prove di durezza e, ove richiesto, di impatto sulla saldatura. Le estremità dei tubi devono essere protette durante lo stoccaggio e il trasporto e le operazioni di piegatura o pressatura devono essere eseguite con attrezzature che non contaminino la superficie.
Domande frequenti
D: Che tipo di acciaio è 12Cr2MoWVTiB?
Si tratta di un acciaio ferritico potenziato a basso-cromo e con resistenza allo scorrimento-, standardizzato in GB 5310 per tubi senza saldatura per caldaie ad alta-pressione.
D: Perché il grado contiene boro?
Una piccolissima aggiunta di boro migliora la temprabilità e rinforza i bordi del grano, contribuendo alle prestazioni di scorrimento viscoso ad alta temperatura.
D: Qual è il normale intervallo di temperature di servizio?
Viene generalmente applicato a una temperatura compresa tra 550 e 600 gradi Celsius, al di sopra del limite pratico dei tubi convenzionali in cromo-molibdeno.
D: Quale trattamento termico è richiesto?
Normalizzazione nella regione da 1050 a 1100 gradi Celsius con raffreddamento ad aria, seguita da rinvenimento nella regione da 750 a 780 gradi Celsius.
D: Il tubo può essere saldato sul campo?
Sì, con una procedura qualificata, preriscaldamento controllato, materiali di consumo a basso-idrogeno e trattamento termico post-saldatura del giunto completato.
D: Come viene verificato il materiale?
Mediante un certificato di prova di fabbrica contenente numero di calore, analisi chimica, risultati di trazione e parametri di trattamento termico registrati, supportato da esame dimensionale e non-distruttivo.
