1. Značilnosti delovanja, uporaba in ustrezni scenariji
SA302GrB je nizkolegirana visokotrdna jeklena plošča iz zlitine mangana, molibdena in niklja, ki spada v standard ASTM A302 in je zasnovana za visokotemperaturno in visokotlačno opremo, kot so tlačne posode in kotli. Njene ključne značilnosti vključujejo:
Odlične mehanske lastnosti: natezna trdnost ≥550 MPa, meja tečenja ≥345 MPa, raztezek ≥18 % in udarna žilavost ustrezajo standardu ASTM A20.
Dobra varilna zmogljivost: podpira ročno obločno varjenje, varjenje pod prašnim oblokom, varjenje pod plinsko zaščito in druge postopke, po varjenju pa je potrebno predgrevanje in toplotna obdelava za preprečevanje razpok.
Odpornost proti visokim temperaturam in koroziji: Ostane stabilen v delovnem temperaturnem območju od -20 ℃ do 450 ℃, primeren za korozivna okolja, kot so kisline in alkalije.
Lahka in visoka trdnost: Z nizko legirano zasnovo se ob zmanjšanju teže konstrukcije izboljša nosilnost in zmanjšajo stroški izdelave opreme.
Uporabni scenariji: ključna oprema na področju petrokemije, kotlov elektrarn, jedrskih elektrarn, proizvodnje hidroelektrarn itd., kot so reaktorji, toplotni izmenjevalniki, sferični rezervoarji, tlačne posode jedrskih reaktorjev, kotlovski bobni itd.
2. Glavne komponente, parametri delovanja in mehanske lastnosti
Kemijska sestava (analiza taljenja):
C (ogljik): ≤0,25 % (≤0,20 % pri debelini ≤25 mm)
Mn (mangan): 1,07 %–1,62 % (1,15 %–1,50 % pri debelini ≤ 25 mm)
P (fosfor): ≤0,035 % (nekateri standardi zahtevajo ≤0,025 %)
S (žveplo): ≤0,035 % (nekateri standardi zahtevajo ≤0,025 %)
Si (silicij): 0,13 %–0,45 %
Mo (molibden): 0,41 %–0,64 % (nekateri standardi zahtevajo 0,45 %–0,60 %)
Ni (nikelj): 0,40 %–0,70 % (v določenem razponu debeline)
Parametri delovanja:
Natezna trdnost: 550–690 MPa (80–100 ksi)
Meja tečenja: ≥345 MPa (50 ksi)
Raztezek: ≥15% pri dolžini merilnika 200 mm, ≥18% pri dolžini merilnika 50 mm
Stanje toplotne obdelave: Dobava v stanju normalizacije, normalizacije + popuščanja ali kontroliranega valjanja, normalizacijska obdelava je potrebna pri debelini > 50 mm.
Prednosti mehanskih lastnosti:
Ravnovesje med visoko trdnostjo in žilavostjo: Pri natezni trdnosti 550–690 MPa še vedno ohranja raztezek ≥18 %, kar zagotavlja odpornost opreme na krhki lom.
Drobnozrnata struktura: Izpolnjuje zahteve glede velikosti drobnih zrn standarda A20/A20M in izboljša udarno žilavost pri nizkih temperaturah.
3. Primeri uporabe in prednosti
Petrokemična industrija:
Primer uporabe: Petrokemično podjetje uporablja jeklene plošče SA302GrB za izdelavo visokotlačnih reaktorjev, ki neprekinjeno delujejo že 5 let pri 400 ℃ in 30 MPa brez razpok ali deformacij.
Prednosti: Odlična odpornost proti vodikovi koroziji in 100-odstotno ultrazvočno odkrivanje napak v zvarih zagotavljata varnost opreme.
Področje jedrske elektrarne:
Primer uporabe: Reaktorska tlačna posoda jedrske elektrarne je izdelana iz jeklene plošče SA302GrB debeline 120 mm. Z normalizacijo in popuščanjem se je odpornost proti sevanju izboljšala za 30 %.
Prednost: Vsebnost molibdena 0,45–0,60 % zavira krhkost zaradi nevtronskega obsevanja in izpolnjuje zahteve specifikacij ASME.
Polje kotla elektrarne:
Primer uporabe: Superkritični kotlovski boben uporablja jekleno ploščo SA302GrB, ki deluje pri 540 ℃ in 25 MPa, njena življenjska doba pa je podaljšana na 30 let.
Prednost: Kratkotrajna trdnost pri visoki temperaturi doseže 690 MPa, kar je 15 % lažje od ogljikovega jekla in zmanjša porabo energije.
Področje proizvodnje hidroelektrarn:
Primer uporabe: Visokotlačna vodovodna cev hidroelektrarne je izdelana iz jeklene plošče SA302GrB in je prestala 200.000 testov utrujenosti v okolju od -20 ℃ do 50 ℃.
Prednost: Udarna žilavost pri nizkih temperaturah (≥27 J pri -20 ℃) izpolnjuje ekstremne podnebne zahteve gorskih območij.
4. Varnost, varstvo okolja in industrijski pomen
Varnost:
Opravljen udarni preizkus ASTM A20 (udarna energija V-zareza ≥34 J pri -20 ℃), kar zagotavlja, da je tveganje za krhki zlom pri nizki temperaturi manjše od 0,1 %.
Trdota toplotno prizadetega območja zvara je ≤350 HV, da se prepreči razpoke zaradi vodika.
Varstvo okolja:
Vsebnost molibdena od 0,41 % do 0,64 % zmanjšuje uporabo niklja in emisije težkih kovin.
Ustreza direktivi EU RoHS in prepoveduje uporabo škodljivih snovi, kot sta svinec in živo srebro.
Industrijski pomen:
Predstavlja 25 % svetovnega trga jeklenih plošč za tlačne posode in je ključni material za lokalizacijo opreme za jedrsko energijo in petrokemijo.
Podpira široko temperaturno območje uporabe od -20 ℃ do 450 ℃ in izboljša učinkovitost delovanja opreme za 15 %–20 % v primerjavi s tradicionalnim ogljikovim jeklom.
Zaključek
Jeklena plošča SA302GrB je zaradi visoke trdnosti, odpornosti proti koroziji in enostavnega varjenja postala osrednji material sodobne industrijske visokotemperaturne in visokotlačne opreme. Zaradi ravnovesja med varnostjo, varstvom okolja in stroškovno učinkovitostjo je nenadomestljiva na področjih jedrske energije, petrokemije, energetike itd. ter spodbuja razvoj industrijske opreme v učinkovitejšo in varnejšo smer.
Čas objave: 4. junij 2025