Resumo
SA-213 T22énão é um aço carbono. Este é um ponto comum de confusão. É umaço-de baixa ligacontendo cromo e molibdênio. Ele é especificado pela norma ASME SA-213 para tubos de caldeiras, superaquecedores e trocadores de calor de aço ferrítico e austenítico sem costura.
Seu principal uso é em seções de caldeiras de alta-temperatura e alta{1}}pressão, como superaquecedores e reaquecedores, onde sua maior resistência e resistência à oxidação e à fluência superam as dos aços carbono.
Características principais
Tipo de material:Aço-de baixa liga (cromo-molibdênio)
Nome Comum:T22, 2,25Cr-1Mo
Padrão:ASME SA-213 / ASTM A213 (são idênticos)
Processo de fabricação:Sem costura
Composição Química (% em Peso)
A composição é o que define o T22 e lhe confere as suas propriedades.
| Elemento | Contente (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.05 - 0.15 |
| Manganês (Mn) | 0.30 - 0.60 |
| Fósforo (P) | 0,025 máx. |
| Enxofre (S) | 0,025 máx. |
| Silício (Si) | 0,50 máx. |
| Cromo (Cr) | 1.90 - 2.60 |
| Molibdênio (Mo) | 0.87 - 1.13 |
Por que esses elementos?
Cromo (Cr):Oferece maior resistência à oxidação (incrustação) e à corrosão, especialmente por compostos de enxofre e vapor.
Molibdênio (Mo)Aumenta a resistência em temperaturas elevadas e melhora a resistência à fluência (deformação lenta sob tensão constante em altas temperaturas).
Propriedades Mecânicas
A norma especifica requisitos mínimos de resistência à tração e escoamento, bem como dureza.
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Resistência à tracção | 415 MPa (60 ksi) min |
| Força de rendimento | 205 MPa (30 ksi) min |
| Alongamento | Varies with wall thickness, typically >30% |
| Dureza (Brinell) | 163 HBW máx. (para condição normalizada e temperada) |
Por que o T22 é usado em caldeiras? (Vantagens)
Excelente resistência à fluência:A principal razão para seu uso. Ele pode suportar a imensa pressão interna e altas temperaturas (normalmente até ~1100 graus F / 593 graus) nas seções do superaquecedor e do reaquecedor sem deformar-se com o tempo.
Boa resistência à oxidação:O conteúdo de cromo forma uma camada de óxido estável que protege o metal contra incrustações adicionais em ambientes de vapor e gases de combustão.
Boa soldabilidade:É facilmente soldável com procedimentos adequados e metais de adição adequados (por exemplo, ER90S-B3, E9015-B3).
Estabilidade Microestrutural:Mantém a sua resistência e não se degrada facilmente durante longos períodos de serviço a altas temperaturas.
Aplicações Comuns
Tubos de superaquecedor
Tubos reaquecedores
Tubos trocadores de calorem serviço-de alta temperatura
Tubos de parede de caldeiraem caldeiras de alta-capacidade e alta{1}}pressão
Comparação com Aço Carbono (por exemplo, SA-210 A1)
É útil comparar o T22 a um verdadeiro tubo de caldeira de aço carbono.
| Recurso | SA-213 T22 (baixa liga) | SA-210 A1 (Aço Carbono) |
|---|---|---|
| Elementos-chave | 2,25% Cr, 1% Mo | Carbono, Manganês |
| Temperatura máxima de serviço | ~1100 graus F (593 graus) | ~850 graus F (454 graus) |
| Força na temperatura | Alto(Boa resistência à fluência) | Moderado (Limitado acima de 800 graus F) |
| Resistência à oxidação | Bom | Justo |
| Custo | Mais alto | Mais baixo |
| Uso típico | Superaquecedores, reaquecedores | Tubos de parede de água, economizadores |
Tratamento Térmico e Soldagem
Tratamento térmico:Os tubos T22 são fornecidos noNormalizado e temperadodoença. Esse tratamento térmico é crucial para desenvolver a microestrutura ideal para resistência e tenacidade em altas-temperaturas.
Soldagem:Requer pré-aquecimento e pós{1}}tratamento térmico de soldagem (PWHT) para evitar a formação de zonas martensíticas duras e quebradiças na zona-afetada pelo calor (HAZ) e para aliviar tensões residuais. Usar o metal de adição correto (como a haste TIG ER90S-B3) é fundamental.
Problemas potenciais
Fissuração por corrosão sob tensão (SCC):Pode ocorrer em certos ambientes se as tensões residuais não forem aliviadas.
Grafitização:Após uma exposição-de longo prazo a temperaturas na faixa de 800-1100 graus F (427-593 graus), o carbono pode precipitar como grafite, potencialmente enfraquecendo o material. Este é um mecanismo bem conhecido de envelhecimento a longo prazo para T22.
Corrosão junto ao fogo:Pode ser atacado por compostos de cinza com baixo ponto de-ponto de fusão-em determinados ambientes de combustível.
Resumindo,SA-213 T22 é um aço de baixa liga robustoprojetado especificamente para as seções mais exigentes e de alta-temperatura de caldeiras modernas, oferecendo um equilíbrio confiável entre resistência, resistência à fluência e resistência à oxidação que o aço carbono não pode fornecer.
