إن مادة F91 هي عبارة عن مادة سبيكة عالية الطول ، كروم ميليبدينوم ، مصممة خصيصًا للخدمة ذات درجة حرارة عالية . غالبًا ما يشار إليها باسم الصف 91 أو ببساطة F91 ، تلعب هذه المادة دورًا مهمًا في الصناعات حيث يجب على المكونات أن تحمل الحرارة الشديدة والضغط على فترات طويلة دون فشل {7} التي تقدم أداءً فائقاً مقارنةً بالفولاذ القياسي ذي السوائل المنخفضة ، مما يتيح عمليات أكثر كفاءة وموثوقية في توليد الطاقة وما بعده.
خصائص ميكانيكية مواد F91
تم تحديد مادة F91 لتقديم خصائص ميكانيكية متميزة ، خاصة عند التشغيل في بيئات عالية الحرارة . بعد خضوعها لعملية المعالجة الحرارية الإلزامية ، يظهر F91 قوة أعلى بكثير في درجات حرارة مرتفعة مقارنةً بالفولاذ المنخفضة مثل T22 مثل التصميم الذي يتيحه التصميم مع الإسعال. تقليل الإجهاد الحراري ووزن المكون بينما لا يزال يحتوي على ضغوط عالية .
بنفس القدر من الأهمية ، فإن قوتها الزحف الممتازة وقوة التمزق ، مما يعني أنه يقاوم الميل إلى التمدد أو الانهيار ببطء عندما يتعرض لضغط مستمر في درجات حرارة عالية لآلاف الساعات - وهو عامل حاسم للمراجل والتوربينات المصممة للعمل لعقود من الزمن .
على الرغم من أن صلابة درجة حرارة الغرفة جيدة ، إلا أن القيمة الحقيقية للمادة تكمن في الحفاظ على سلامتها الهيكلية تحت الأحمال الحرارية والميكانيكية المكثفة التي تمت مواجهتها في تطبيقاتها المقصودة .
المعالجة الحرارية
يتطلب تحقيق الخصائص الملحوظة المحددة في مواصفات المواد F91 تمامًا معالجة حرارية دقيقة . تتضمن العملية القياسية التطبيع متبوعًا بالتراجع . تتضمن التطبيع تسخين الصلب إلى درجة حرارة عالية عادةً حول1040-1080 AIR . هذه الخطوة تقوم بتحسين بنية الحبوب وتذوب عناصر السبائك .
مباشرة بعد التطبيع ، يجب أن يخضع الفولاذ لارتياح . وهذا ينطوي على إعادة التسخين إلى درجة حرارة منخفضة ، والاحتفاظ ، ثم التبريد في كثير من الأحيان في الهواء . التهدئة أمر حيوي ؛ إنه يحول البنية الصلبة الهشة بعد التطبيع إلى بنية مجهرية قاسية ، تسمى martensite .
الأهم من ذلك ، أنه يترسب بشكل جيد ، والكربيدات المعقدة من الفاناديوم والنيوبيوم داخل هذا الهيكل . هذه الرواسب الدقيقة هي المصدر الأساسي لقوة درجة الحرارة العالية الاستثنائية في F91 ومقاومة الزحف .
تطبيقات المواد F91
تم تصميم مواصفات المواد F91 للمكونات التي تعمل تحت الضغط العالي والحرارة المكثفة . استخدامها السائد في محطات طاقة الوقود الأحفورية ، وخاصة في الأقسام الحرجة من الغلايات الحديثة عالية الكفاءة التي تعمل في درجات حرارة بخار أعلى وضغوط. ستجد F91 مستخدمًا في:
- أنابيب السخان السوبر وإعادة: حمل البخار الأكثر سخونة داخل المرجل .
- أنابيب ورؤوس البخار الرئيسية: نقل البخار عالي درجة الحرارة من المرجل إلى التوربين .
- غلاف التوربينات والمكونات: أجزاء تتعرض للبخار ذي درجة الحرارة العالية داخل التوربين نفسه .
بالإضافة إلى توليد الطاقة ، يتم تحديد F91 أيضًا للأنابيب ذات درجة الحرارة العالية والرؤوس وأوعية الضغط في بعض العمليات البتروكيماوية المتطلبة وأفران المعالجة الحرارية ، حيث يوفر مزيجها الفريد من القوة ودرجة الحرارة ميزة كبيرة على السبائك القياسية .
المواد F91المعايير والأشكال
تخضع المواد F91 للمعايير المعترف بها دوليًا التي تفصل عن تكوينها الكيميائي ، والخصائص الميكانيكية ، ومتطلبات المعالجة الحرارية ، وإجراءات الاختبار ، والنماذج المقبولة . معايير المفاتيح:
- ASTM A213: يغطي غلايات سبيكة سبيكة سلس وأوستنتيك ، ومؤجر ، وأنابيب حرارة evengange .
- ASTM A335: يغطي أنبوب سبيكة سبيكة سلس سلس للخدمة ذات درجة الحرارة العالية .
- ASTM A387: يغطي ألواح الصلب الكروم-موليبدينوم لأوعية الضغط (الصف 91) .
- en 10216-2: أنابيب فولاذية سلسة لأغراض الضغط - الجزء 2: أنابيب الفولاذ غير والسبائك مع خصائص درجة حرارة مرتفعة محددة (x10crmovnb 9-1) .
يتوفر F91 بسهولة في النماذج اللازمة لتطبيقاتها ، في المقام الأول كأنابيب وأنابيب سلسة ، ولوحات ، وممزجرات مثل التركيبات ، والشفاه ، والصمامات .
عملية إنتاج المواد F91
يتطلب العمل مع مادة F91 معرفة محددة بسبب محتوى السبائك والبنية المجهرية المتصلب . لحام هو عملية حرجة . f91 تعتبر قابلة لحام ولكن يتطلب إجراءات صارمة لتجنب التصدع وضمان ما بعدها على الفور. اللحام .
يتضمن PWHT تسخين المكون الملحوم إلى نطاق درجة حرارة التخفيف (عادةً 730-780 درجة / 1346-1436 درجة F) وامتدئه لوقت محدد على أساس السماكة ، يليه التبريد المتحكم فيه . هذه الخطوة غير قابلة للانتشار ؛ إنه يغري المنطقة المعدنية الصلبة والهشة والمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) ، واستعادة المتانة وتخفيف الإجهاد المفصل .
يمكن أن يكون التحكم في درجة حرارة Interpass أثناء اللحام وضمان الظروف النظيفة للغاية أمرًا حيويًا . Machining F91 ، خاصة في حالته المعالجة بالحرارة ، أكثر تحديا من تصنيع الفولاذ السفلي للسبائك بسبب صلابة وقوتها ، وتتطلب الأدوات والتقنيات المناسبة.
F91 مزايا وعيوب المواد
توفر مواصفات المواد F91 مزايا مقنعة: تتيح القوة العالية ذات درجة الحرارة عالية الجدران الأرق ، تقليل الوزن والإجهاد الحراري . قوة زحف ممتازة وقوة تمزق يضمن موثوقية على المدى الطويل في ظل الظروف القاسية {5-5. إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتيك هي أيضا مفيدة .
ومع ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على عيوب: التكلفة العالية مقارنةً بالفولاذ القياسي المنخفض من جميع الأوقات . تلفيق معقد يتطلب إجراء لحام صارم وإجراءات pwht . محدودة من التآكل في البيئات الحمضية أو التي تحتوي على كلوريد-تم تصميمها بشكل كبير في المخاطرة البخارية بشكل كبير بعد أن تمثل مخاطر البخار بشكل كبير بعد أن تم تجميع البخار بشكل كبير. تقع .
تحدد مواصفات المواد F91 عبارة عن فولاذ من سبائك عالي الأداء مصممة للتفوق حيث تنقص المواد القياسية . أثناء العمل مع F91 يتطلب الالتزام بقواعد تصنيع محددة ، وخاصة بالنسبة لللحام ، تكون المكونات ذات الصلاحية القادرة على المدى الموثوق بها ، وتصويرًا طويل الأجل تحت الضغط على المدى الطويل. الأوعية ، المواد F91 توفر حلًا مثبتًا وضروريًا .
