Betriebstemperaturbereich der SA210-Kesselrohre
Nahtlose Kesselrohre SA210 haben eine maximale Betriebstemperatur von etwa 1000 Grad F, also 538 Grad. Mit dieser Zahl liegt die Sorte im mittleren Temperaturbereich, der von Kesselrohrmaterialien abgedeckt wird: Sie ist hitzebeständiger als die Stahlsorten mit dem niedrigsten Kohlenstoffgehalt, muss jedoch durch legierte oder rostfreie Sorten ersetzt werden, wenn die Metalltemperaturen weiter ansteigen. Der entscheidende Wert ist die Metalltemperatur und nicht die Dampftemperatur, da die Rohrwand ihre Festigkeit behalten und Oxidation widerstehen muss.
Wo SA210 unter den Kesselrohrqualitäten seinen Platz einnimmt
| Materialgruppe | Typische Noten | Praktische Temperaturdecke |
|---|---|---|
| Kohlenstoffstahl | SA179, SA192, SA210 | Ungefähr 900 bis 1000 Grad F, also 482 bis 538 Grad |
| Niedrig-legierter Stahl | SA213 T11, SA213 T22 | Ungefähr 1100 bis 1200 Grad F, also 593 bis 649 Grad |
| Austenitischer Edelstahl | SA213 TP304, SA213 TP316 | Ungefähr 1500 bis 1600 Grad F, also 816 bis 871 Grad |
| Nickel-Basis-Hoch--Legierungsgrade | Nickel-Chrom-Eisenrohrsorten | Über 2000 Grad F, also über 1093 Grad |
Die Kohlenstoffstahlsorten SA179, SA192 und SA210 weisen ein ähnliches Temperaturband auf, und die Wahl zwischen ihnen wird normalerweise von den mechanischen Eigenschaften, der chemischen Zusammensetzung und der Rohrformungsmethode und nicht allein von der Temperatur entschieden. Die niedrigen -Legierungsgrade enthalten geringe Mengen an Chrom und Molybdän, was die Kriechfestigkeit erhöht, sodass die Rohre in Überhitzer- und Zwischenüberhitzerpositionen bei höheren Metalltemperaturen eingesetzt werden können.
Warum es die Grenze gibt: Kriechen, Oxidation und Dampfangriff
Oberhalb von etwa 800 °F oder 427 °C beginnt Kohlenstoffstahl mit der Zeit kontinuierlich an Festigkeit zu verlieren, da die Kriechverformung anstelle der kurzfristigen Streckgrenze zum konstruktionsbestimmenden Versagensmodus wird. Oxidation und Kesselsteinwachstum auf der Dampfseite beschleunigen sich ebenfalls, und Kesselstein isoliert das Rohr, was die Metalltemperatur weiter erhöht und die Lebensdauer verkürzt. Die praktische Obergrenze von SA210 spiegelt daher die Temperatur wider, bei der die zulässige Spannung für die Auslegungslebensdauer unter den Wert fällt, der zum Tragen des Innendrucks bei einer sinnvollen Wandstärke erforderlich ist.
Auswahl- und Fertigungsanleitung
Die Materialauswahl erfolgt, indem die berechnete Metalltemperatur am heißesten Punkt jedes Rohrkreislaufs mit der zulässigen Belastung der Kandidatensorte für die angegebene Lebensdauer verglichen und anschließend Korrosion und Erosion durch das Rauchgas und die Wasserchemie überprüft werden. SA210-Rohre lassen sich leicht biegen, schweißen und stauchen, was sie wirtschaftlich für Economiser, Wasserwände und Überhitzer mit niedrigeren Temperaturen macht. Wenn das Material für eine heißere Zone aufgewertet wird, muss die Übergangsverbindung mit auf die höher legierte Seite abgestimmten Schweißzusätzen geschweißt werden, und die Schweißnaht wird normalerweise nach dem Schweißen einer Wärmebehandlung unterzogen, wenn die Wandstärke und der Legierungsgehalt dies erfordern.
FAQ
F: Was ist die maximale Betriebstemperatur von SA210-Kesselrohren?
Ungefähr 1000 Grad F, also 538 Grad, gemessen als Rohrwandmetalltemperatur und nicht als Dampftemperatur.
F: Ist SA210 für Überhitzerrohre geeignet?
Es kann in den kühleren Abschnitten eines Überhitzers verwendet werden, aber in den letzten Überhitzungsstufen ist normalerweise eine niedrige -Legierungssorte wie SA213 T11 oder T22 erforderlich, da die Metalltemperaturen dort den wirtschaftlichen Bereich von Kohlenstoffstahl übersteigen.
F: Wie vergleichen sich SA179, SA192 und SA210?
Bei allen drei handelt es sich um Kesselrohrqualitäten aus Kohlenstoffstahl mit einem ähnlichen Temperaturbereich von etwa 900 bis 1000 Grad F, also 482 bis 538 Grad. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in der spezifischen Chemie, den Mindestanforderungen an die mechanischen Eigenschaften und der Herstellungsmethode.
F: Was passiert, wenn SA210 über seinem Grenzwert arbeitet?
Das Kriechen beschleunigt sich und das Rohr wölbt sich allmählich und bricht dann, während das Ablagerungswachstum auf der Dampf--Seite und der Feuerseite-die Metalltemperatur weiter erhöht. Das Ergebnis ist eher eine verkürzte Lebensdauer als eine sichere Betriebsmarge.
F: Wann benötige ich ein Rohr aus Edelstahl oder einer -Hochlegierung?
Austenitische Qualitäten wie SA213 TP304 und TP316 werden bis etwa 1500 bis 1600 Grad F (entspricht 816 bis 871 Grad) verwendet, und hochlegierte Nickel--Basislegierungen werden über etwa 2000 Grad F oder 1093 Grad verwendet, wo selbst rostfreier Stahl die erforderliche Zeitstandfestigkeit verliert.
F: Entscheidet allein die Temperatur über das Rohrmaterial?
Nein. Zulässige Spannungen, Korrosion und Erosion durch das Rauchgas, Wasserchemie, Temperaturwechsel und Kosten spielen bei der Entscheidung eine Rolle, und die endgültige Wahl fällt immer auf die Qualität, die alle diese Bedingungen erfüllt.
