15CrMo is een perlitisch hittebestendig-laaggelegeerd staal, gedefinieerd in het Chinese nationale kwaliteitssysteem en op grote schaal geproduceerd als naadloze buizen voor toepassingen bij hoge- temperaturen. De kwaliteit bevat ongeveer 1% chroom en 0,5% molybdeen, wat de kruipsterkte en weerstand tegen waterstofaantasting verhoogt in vergelijking met gewoon koolstofstaal. Naadloze buizen van deze kwaliteit worden normaal gesproken besteld in GB 5310 voor hogedrukketelservice of in GB/T 3077 waar een bar-afgeleide mechanische buis vereist is, en de chemie plaatst deze in dezelfde 1Cr-0,5Mo-familie als ASTM A335 P12 en ASTM A213 T12 in internationale specificaties.
Chemische samenstelling en mechanische eigenschappen
15CrMo is een volledig gehard fijnkorrelig staal-dat wordt geleverd in genormaliseerde en getemperde toestand. Chroom verbetert de oxidatieweerstand en de sterkte bij hoge- temperaturen, terwijl molybdeen de verbrossing door de temperatuur onderdrukt en de kruipbreukgrens verhoogt. Hieronder vindt u een typische specificatie voor pijpproducten; waarden volgen de GB 5310 / GB/T 3077-vereisten voor de kwaliteit.
| Element | C | Si | Mn | Cr | ma | P | S |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bereik (%) | 0.12-0.18 | 0.17-0.37 | 0.40-0.70 | 0.80-1.10 | 0.40-0.55 | Kleiner dan of gelijk aan 0,030 | Kleiner dan of gelijk aan 0,030 |
| Eigendom | Treksterkte | Opbrengststerkte | Leveringsconditie |
|---|---|---|---|
| Vereiste | 440-640 MPa | Groter dan of gelijk aan 295 MPa | Genormaliseerd + getemperd |
De grenzen voor rek, impactenergie en hardheid zijn ontleend aan de bestelnorm, en de hogere-temperatuureigenschappen die het ontwerp bepalen, zijn de waarden voor kruipbreuk en spanningsbreuk in plaats van gegevens over de kamertemperatuur-treksterkte.
Toepassingsgebieden van 15CrMo stalen buizen
Ketels van elektriciteitscentrales:oververhitters, herverhitters, headers en hoofdstoomleidingen die werken in het bereik van 450-540 graden bij drukken tot ongeveer 14 MPa. Deze kwaliteit blijft de standaardkeuze voor subkritische eenheden, waar de kruipsterkte een lange ontwerplevensduur ondersteunt, gemeten in tientallen jaren. Superkritische en ultra-superkritische eenheden gaan naar hogere legeringen, zoals T91/P92.
Petrochemie en raffinage:Inlaat- en uitlaatleidingen van de hydrogeneringsreactor, convectiebuizen van kraakovens en hoge- warmtewisselaarbundels. De gebruikslimieten voor waterstof volgen de Nelson-curve van API 941 en de gebruikslimieten voor waterstofsulfide volgen NACE MR0175, dus de materiaalkeuze moet worden bevestigd aan de hand van de partiële druk van de specifieke processtroom.
Drukvaten:schalen, koppen en mondstukleidingen met ontwerptemperaturen tot ongeveer 550 graden onder GB 150.2. De kwalificatie van de lasprocedures wordt uitgevoerd volgens NB/T 47014, en impacttests worden een gespecificeerde vereiste bij grotere wanddiktes.
Technische machines:hydraulische steunbuizen volgens GB/T 17396 en hogedrukcilinderlopen voor bouwmachines, waarbij koudtrekken de maatnauwkeurigheid oplevert die vereist is voor geslepen boringen.
Nucleaire hulpsystemen:secundaire en tertiaire circuits zoals watertoevoerleidingen bij gematigde temperatuur; het primaire stoompad van het nucleaire eiland maakt in plaats daarvan gebruik van austenitische roestvrije kwaliteiten.
Selectie- en verwerkingsbegeleiding
De wanddikte wordt normaal gesproken gekozen uit de ontwerpdruk en -temperatuur met behulp van de toegestane spanningstabellen van de toepasselijke norm, waarbij een corrosietoeslag wordt toegevoegd voor natte of sulfidische toepassingen. Omdat de kwaliteit gelegeerd staal is in plaats van koolstofstaal, zijn voorverwarmen en controle van de interpass-temperatuur essentieel: het materiaal wordt normaal gesproken gelast in het bereik van 150-250 graden voorverwarmen met bijpassende laag- waterstofvulstof, en een warmtebehandeling na het lassen wordt toegepast om de restspanning in dikke delen te verlichten. Bewerking is eenvoudig in de genormaliseerde en getemperde toestand, en koudtrekken wordt gebruikt om nauwe toleranties te bereiken voor hydraulische en instrumentatietaken.
Inspectie en veelvoorkomende valkuilen
Typische kwaliteitsplannen omvatten chemische verificatie door middel van spectrografische analyse, trek- en impacttesten, hydrostatische testen, wervelstroom- of ultrasone testen van het naadloze lichaam, en dimensionale controles op ovaliteit en excentriciteit van de muur. Tijdens het gebruik komen herhaaldelijk twee fouten voor: het hanteren van een lage- temperatuurimpactvereiste voor een kwaliteit die niet onder de -20 graden is gekwalificeerd, en het behandelen van 15CrMo als uitwisselbaar met hogere- chroomkwaliteiten zonder de lasprocedure opnieuw te kwalificeren. Beide gevallen leiden tot brosse breukrisico's of onverwachte kruipschade.
Veelgestelde vragen
Vraag: Waarvoor worden 15CrMo-stalen buizen gebruikt in energiecentrales?
Het wordt gebruikt voor oververhitters, herverhitters, stoomkoppen en hoofdstoomleidingen in subkritische keteleenheden, doorgaans bij metaaltemperaturen van 450-540 graden en drukken tot ongeveer 14 MPa.
Vraag: Is 15CrMo gelijkwaardig aan ASTM A335 P12?
Beide kwaliteiten behoren tot de 1Cr-0,5Mo-familie en vertonen vergelijkbaar gedrag bij hoge temperaturen, maar het zijn geen identieke documenten. Vervanging vereist een vergelijking van chemiebereiken, trekvereisten en kruipgegevens voordat deze door de koper wordt geaccepteerd.
Vraag: Kan 15CrMo-buis worden gebruikt bij lage temperaturen?
Nee. De kwaliteit is ontworpen voor gebruik bij hoge- temperaturen en is niet gekwalificeerd onder -20 graden; Lijnen voor lage temperaturen hebben een ander materiaal nodig met geverifieerde slagvastheid.
Vraag: Welke lastoevoegmaterialen worden gebruikt voor 15CrMo-buizen?
Er wordt passend laag-waterstofvulmateriaal van de 1Cr-0,5Mo-klasse gebruikt, met een voorverwarming van ongeveer 150-250 graden en een warmtebehandeling na het lassen voor dikkere wanden, allemaal ondersteund door een procedurekwalificatie volgens NB/T 47014 of een gelijkwaardige code.
Vraag: Wat moet er worden gecontroleerd vóór waterstofservice?
De partiële waterstofdruk en -temperatuur moeten worden uitgezet tegen de Nelson-curve van API 941, en waar waterstofsulfide aanwezig is, zijn de hardheids- en chemielimieten van NACE MR0175 ook van toepassing.
Vraag: Hoe wordt 15CrMo-buis geleverd?
Het wordt geleverd als warm-gewalste of koud-getrokken naadloze buis in genormaliseerde en getemperde toestand, met walstestcertificaten die betrekking hebben op de chemie, trekeigenschappen en impactresultaten, plus niet-destructieve tests indien gespecificeerd.
