ASME SA213 T91

- ASTM A213/ASME SA213 Standardspezifikation für nahtlose Kessel-, Überhitzer- und Wärmetauscherrohre aus ferritischem und asutenitischem legiertem Stahl

Die im ASME SA-213-Standard angegebene Stahlsorte ist SA213 T91. Es handelt sich um eine völlig neue Art von ferritischem Stahl, der aus 9Cr-1Mo-Stahl durch Regulierung der Menge an N-Komponenten und Zugabe einer geringen Menge an Nb- und V-Mikrolegierungselementen hergestellt wird. Der Stahl weist insgesamt hervorragende mechanische Eigenschaften auf, einschließlich hoher Dauerfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit, stabiler Struktur und Leistung sowohl vor als auch nach der Alterung, guter Schweißleistung und guter Prozessleistung. Seine konstante Festigkeitstemperatur und konstante Spannungstemperatur der dauerhaften Festigkeit sind höher und erreichen 625 Grad bzw. 607 Grad als bei austenitischem Edelstahl, der einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist. T91 (9Cr-1Mo)-Stahl ist bei 600 Grad dreimal haltbarer als T9 (9Cr-1Mo)-Stahl und behält gleichzeitig die überlegene Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit von T9 bei.

SA213 T91 ist ein luftgekühlter martensitischer Stahl mit guter Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, Kriechfestigkeit und thermischer Festigkeit und weist eine hohe Legierungskonzentration auf. Es neigt stark zum Aushärten beim Schweißen und ist äußerst anfällig für Kaltrisse. Der Rohrdurchmesser unter 168 mm wird als T91 bezeichnet, der Rohrdurchmesser über 168 mm wird als P91 bezeichnet. Die Standards für die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften sind für beide gleich, da sie zur gleichen Stahlklasse gehören. Chrom, Molybdän, Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Vanadium, Stickstoff und Spuren anderer Elemente sind wichtige Bestandteile von SA213 T91. Während Molybdän die Kriechfestigkeit erhöht und die Gesamtleistung des Materials bei hohen Temperaturen verbessert, ist Chrom ein wichtiges Legierungselement, das für Oxidationsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit sorgt. Härte und Zugfestigkeit werden durch den Kohlenstoffgehalt bestimmt, während die mechanischen Eigenschaften des Materials durch andere Legierungselemente beeinflusst werden.

Chemische Zusammensetzung (Prozent) nach ASME SA213 T91

Die strengen Anforderungen der ASME-Kessel- und Druckbehältervorschriften werden häufig durch die mechanischen Eigenschaften von SA213 T91 erfüllt. Sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen weist es eine hohe Zugfestigkeit, Streckgrenze und außergewöhnliche Schlagzähigkeit auf. Aufgrund seiner hervorragenden Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften eignet sich das Material für Anwendungen, die über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

Mechanische Eigenschaften von ASME SA213 T91

Wärmebehandlung von ASME SA213 T91

Die Verbesserung der Mikrostruktur und der Eigenschaften von ASME SA213 T91 hängt hauptsächlich von der Wärmebehandlung ab. Damit das Material die gewünschte Festigkeit, Härte und Duktilität aufweist, wird es vor dem Anlassen häufig normalisiert oder geglüht. Darüber hinaus tragen diese Wärmebehandlungen zur Reduzierung der Eigenspannung bei und stärken die Widerstandsfähigkeit des Materials gegenüber temperaturbedingter Verformung.

Mit einer maximalen Metallwandtemperatur von 625 Grad wird ASME SA213 T91 hauptsächlich zur Herstellung von Hochtemperaturüberhitzern und Zwischenüberhitzern für unterkritische und überkritische Kraftwerkskessel verwendet. Darüber hinaus kann es als Stahl für Druckbehälter und Hochtemperatur-Druckkomponenten für die Kernenergie verwendet werden. Aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen und seiner Beständigkeit gegen Wasserstoff bei hohen Temperaturen kann T91-Material anstelle von T22- und T5-Materialrohren in Destillations-, Crack- und Raffinerierohren verwendet werden; Allerdings eignet sich T91-Material besser für schwefelreiche Umgebungen als T22- und T5-Material im Kessel.