Stal dla energetyki - cechy szczególne i 2 najczęściej wykorzystywane rodzaje

Produkcja i prawidłowe działanie maszyn energetycznych byłoby niemożliwe bez zastosowania odpowiednich materiałów, odpornych na specyficzne, trudne warunki, w tym wysokie ciśnienie i temperaturę. Nowatorskie rozwiązania w zakresie materiałów używanych do produkcji urządzeń są podstawą rozwoju w przemyśle energetycznym, zarówno na etapie budowania obiektów, jak również ich późniejszej eksploatacji. Dobra stal dla energetyki charakteryzuje się więc wysokimi właściwościami wytrzymałościowymi.

  1. Jak wybrać odpowiedni do projektu rodzaj stali?
  2. Stal P91, czyli stal na przegrzewacze pary
  3. Stal P92 - stal o parametrach nadkrytycznych

Stal o parametrach nadkrytycznych stosowana jest do produkcji m.in. turbin parowych, rur kotłowych przegrzewaczy, walczaków kotłów parowych, kolektorów i rurociągów wysokociśnieniowych lub armatury kotłów. Zastosowanie konkretnego rodzaju stali w realizowanym projekcie jest poprzedzone dogłębną analizą jej właściwości i możliwości użycia.

Jak wybrać odpowiedni do projektu rodzaj stali?

Podczas projektowania urządzeń energetycznych trzeba wziąć pod uwagę nie tylko właściwości mechaniczne stali, określone przez jej producenta, ale również zagadnienia, które dotyczą montażu danego urządzenia. Kwestią nadrzędną jest więc spawalność wybranego rodzaju stali, rozumiana jako wykonanie złącza spawanego, charakteryzującego się określonymi właściwościami fizycznymi, które umożliwiają jego obciążenie założone w projekcie. Ze spawalnością stali związane są warunki takie jak:

  • obróbka cieplna przed i po spawaniu,
  • metoda przygotowania elementów, które mają zostać zespawane,
  • istotne cechy procesu spawalniczego.

Oprócz spawalności, pod uwagę należy wziąć również inne parametry stali, czyli:

  • wytrzymałość,
  • granice plastyczności (w wysokich temperaturach),
  • zmęczenie cieplne,
  • wytrzymałość na pełzanie.

Istotnym czynnikiem, wpływającym na jakość stali, jest zawartość pierwiastków stopowych. Podstawowymi pierwiastkami są węgiel i żelazo, jednak poszczególne rodzaje stali różnią się od siebie zawartością pierwiastków dodatkowych. Stal dla energetyki zawiera zazwyczaj dodatek chromu, niklu, molibdenu i manganu. Negatywny wpływ na właściwości wytrzymałościowe mają natomiast siarka i fosfor, których obecność w stopie uważa się za jego zanieczyszczenie, mogące prowadzić do zmniejszenia plastyczności stali.

Stal P91, czyli stal na przegrzewacze pary

Jedną z powszechnie stosowanych w przemyśle rodzajów stali jest stal dla energetyki P91, F91. Jej liczne właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość na zmęczenie cieplne i pełzanie, odporność korozyjna i na pękanie oraz dobra ciągliwość sprawiają, że wykorzystuje się ją często jako stal na przegrzewacze pary, rurociągi wysokociśnieniowe i inne urządzenia i maszyny, które pracują w warunkach wysokiej temperatury, sięgającej 650°C. Stal P91 zaliczana jest do grupy stali martenzytycznych, które w swoim składzie zawierają dodatek pierwiastków takich jak molibden, chrom, wanad i niob.

Stal P92 - stal o parametrach nadkrytycznych

Stal P92 uważana jest za ulepszoną wersję stali P91. W porównaniu do swojej poprzedniczki, w składzie zawiera wolfram (1,8%), obniżoną wartość molibdenu oraz mikrododatek boru. Jest też bardziej odporna na pełzanie.

Stal o parametrach nadkrytycznych P91 i P92 wymaga specjalnego przygotowania do procesu spawania. Konieczne jest wstępne nagrzewanie elementów poddawanych spawaniu oraz utrzymanie odpowiedniej temperatury międzyściegowej, która została określona w wymaganiach stosowanej technologii spawalniczej. Po utworzeniu złącza spawalniczego należy wykonać również końcową obróbkę cieplną.

Artykuł partnera

Zgłoś swój pomysł na artykuł

Więcej w tym dziale Zobacz wszystkie

Ważne: Użytkowanie Witryny oznacza zgodę na wykorzystywanie plików cookie. Szczegółowe informacje w Polityce prywatności.