1. Toimivusomadused, kasutusalad ja kohaldatavad stsenaariumid
SA302GrB on madala legeerterasest kõrgtugev mangaan-molübdeen-nikkel legeerterasest plaat, mis kuulub standardi ASTM A302 alla ja on mõeldud kõrgtemperatuurilistele ja kõrgsurveseadmetele, näiteks surveanumatele ja kateldele. Selle peamised jõudlusomadused on järgmised:
Suurepärased mehaanilised omadused: tõmbetugevus ≥550 MPa, voolavuspiir ≥345 MPa, venivus ≥18% ja löögikindlus vastab ASTM A20 standardile.
Hea keevitustulemus: toetab käsitsi kaarkeevitust, sukeldatud kaarkeevitust, gaasiga varjestatud keevitust ja muid protsesse ning pragude vältimiseks on pärast keevitamist vaja eelsoojendust ja kuumtöötlust.
Kõrge temperatuurikindlus ja korrosioonikindlus: püsib stabiilsena töötemperatuuri vahemikus -20 ℃ kuni 450 ℃, sobib söövitavatele keskkondadele, nagu happed ja leelised.
Kerge ja tugev: madala legeermetallisisaldusega konstruktsiooni abil parandatakse konstruktsiooni kaalu vähendades rõhukandevõimet ja vähendatakse seadmete tootmiskulusid.
Kohaldatavad stsenaariumid: naftakeemiatoodete, elektrijaamade katelde, tuumaelektrijaamade, hüdroenergia tootmise jms valdkonna võtmeseadmed, näiteks reaktorid, soojusvahetid, sfäärilised mahutid, tuumareaktori surveanumad, katla trummid jne.
2. Peamised komponendid, jõudlusparameetrid ja mehaanilised omadused
Keemiline koostis (sulamisanalüüs):
C (süsinik): ≤0,25% (≤0,20%, kui paksus ≤25 mm)
Mn (mangaan): 1,07–1,62% (1,15–1,50% paksuse ≤25 mm korral)
P (fosfor): ≤0,035% (mõned standardid nõuavad ≤0,025%)
S (väävel): ≤0,035% (mõned standardid nõuavad ≤0,025%)
Si (räni): 0,13–0,45%
Mo (molübdeen): 0,41–0,64% (mõned standardid nõuavad 0,45–0,60%)
Ni (nikkel): 0,40–0,70% (mõnes paksuse vahemikus)
Jõudlusparameetrid:
Tõmbetugevus: 550–690 MPa (80–100 ksi)
Voolavuspiir: ≥345 MPa (50 ksi)
Venivus: ≥15%, kui gabariidi pikkus on 200 mm, ≥18%, kui gabariidi pikkus on 50 mm
Kuumtöötluse olek: tarnimine normaliseerivas, normaliseerivas + karastavas või kontrollitud valtsimisolekus, normaliseeriv töötlus on vajalik paksuse korral >50 mm.
Mehaanilise jõudluse eelised:
Kõrge tugevuse ja sitkuse tasakaal: tõmbetugevuse 550–690 MPa juures säilitab see siiski ≥18% venivuse, tagades seadme võime vastu pidada haprale murdumisele.
Peeneteraline struktuur: Vastab A20/A20M standardi peeneteralise suuruse nõuetele ja parandab madalatemperatuurset löögikindlust.
3. Rakendusjuhud ja eelised
Naftakeemiatööstus:
Rakendusjuhtum: Naftakeemiaettevõte kasutab SA302GrB terasplaate kõrgsurvereaktorite tootmiseks, mis on pidevalt töötanud 5 aastat temperatuuril 400 ℃ ja rõhul 30 MPa ilma pragude või deformatsioonita.
Eelised: Suurepärane vastupidavus vesinikkorrosioonile ja keevisõmbluste 100% ultraheli defektide tuvastamine tagab seadmete ohutuse.
Tuumaelektrijaama väli:
Kasutusjuhtum: Tuumaelektrijaama reaktori surveanumas kasutatakse 120 mm paksust SA302GrB terasplaati. Normaliseerimise ja karastamise abil paraneb kiirguskindlus 30%.
Eelis: Molübdeeni sisaldus 0,45–0,60% pärsib neutronkiirguse haprust ja vastab ASME spetsifikatsioonide nõuetele.
Elektrijaama katla väli:
Kasutusjuhtum: Ülekriitilise katla trummel kasutab SA302GrB terasplaati, mis töötab temperatuuril 540 ℃ ja rõhul 25 MPa ning mille kasutusiga pikeneb 30 aastani.
Eelis: Lühiajaline tugevus kõrgel temperatuuril ulatub 690 MPa-ni, mis on 15% kergem kui süsinikteras ja vähendab energiatarbimist.
Hüdroenergia tootmisväli:
Kasutusjuhtum: Hüdroelektrijaama kõrgsurveveetoru kasutab SA302GrB terasplaati ja läbib 200 000 väsimustesti temperatuurivahemikus -20 ℃ kuni 50 ℃.
Eelis: Madala temperatuuriga löögikindlus (≥27 J temperatuuril -20 ℃) vastab mägiste piirkondade äärmuslikele kliimanõuetele.
4. Ohutus, keskkonnakaitse ja tööstuslik tähtsus
Ohutus:
Läbis ASTM A20 löögikatse (V-kujulise sälgu löögienergia ≥34 J temperatuuril -20 ℃), tagades, et madalal temperatuuril tekkiva hapra murru risk on alla 0,1%.
Keevisõmbluse kuummõjutsooni kõvadus on ≤350 HV, et vältida vesinikust tingitud pragunemist.
Keskkonnakaitse:
Molübdeeni sisaldus 0,41–0,64% vähendab nikli kasutamist ja raskmetallide heitkoguseid.
Vastab EL-i RoHS-direktiivile ja keelab kahjulike ainete, näiteks plii ja elavhõbeda kasutamise.
Tööstuslik tähtsus:
See moodustab 25% ülemaailmsest surveanumate terasplaatide turust ja on tuumaenergia ja naftakeemiaseadmete lokaliseerimisel võtmematerjal.
Toetab laia temperatuurivahemikku -20 ℃ kuni 450 ℃ ja parandab seadmete tööefektiivsust 15–20% võrreldes traditsioonilise süsinikterasega.
Kokkuvõte
SA302GrB terasplaat on oma suure tugevuse, korrosioonikindluse ja hõlpsa keevitatavuse tõttu saanud tänapäevaste tööstuslike kõrgtemperatuuriliste ja kõrgsurveseadmete põhimaterjaliks. Selle ohutuse, keskkonnakaitse ja kulutõhususe tasakaal muudab selle asendamatuks tuumaenergia, naftakeemia, energeetika jne valdkonnas ning see suunab tööstusseadmete arengut tõhusama ja ohutuma suuna poole.
Postituse aeg: 04.06.2025