13CrMo4-5 / 1.7335 स्टील बॉयलर पाइप का परिचय
सामग्री वर्गीकरण
13CrMo4-5 (सामग्री संख्या1.7335) हैकार्बन स्टील नहींलेकिन एकम {{0}मिश्र धातु क्रोमियम{{1}मोलिब्डेनम स्टीलविशेष रूप से बॉयलर और दबाव वाहिकाओं में ऊंचे तापमान सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया। यह सामग्री एक का प्रतिनिधित्व करती हैमध्यवर्ती ग्रेडसादे कार्बन स्टील्स और उच्च मिश्र धातु रेंगने वाले प्रतिरोधी स्टील्स के बीच, विशिष्ट तापमान सीमाओं के लिए गुणों का संतुलित संयोजन प्रदान करता है।
सही वर्गीकरण:
कम -मिश्र धातु क्रीप-गर्मी प्रतिरोधी-प्रतिरोधी स्टील (1.25% क्रोमियम समूह)
सामग्री पदनाम टूटना:
13: लगभग 1.3% क्रोमियम सामग्री (वास्तव में 0.7-1.2% रेंज)
करोड़: क्रोमियम मिश्रधातु तत्व
एमओ: मोलिब्डेनम मिश्रधातु तत्व
4-5: क्रोमियम (~1%) और मोलिब्डेनम (~0.5%) दोनों सामग्री को इंगित करता है
वैकल्पिक पदनाम:1Cr-0.5Mo स्टील, 1.25Cr-0.5Mo (अनुमानित संरचना)
मुख्य विशेषताएँ और अनुप्रयोग
विशिष्ट विशेषताएं:
बढ़ा हुआ रेंगना प्रतिरोध: ऊंचे तापमान पर सादे कार्बन स्टील्स से बेहतर
अच्छी वेल्डेबिलिटी: उच्च क्रोमियम स्टील्स से बेहतर लेकिन कार्बन स्टील्स की तुलना में अधिक देखभाल की आवश्यकता होती है
ऑक्सीकरण प्रतिरोध: क्रोमियम सामग्री के कारण कार्बन स्टील्स से बेहतर
स्वभाव भंगुरता प्रतिरोध: कुछ उच्च मिश्र धातु ग्रेड से बेहतर
अच्छी फैब्रिकेबिलिटी: मानक उपकरणों के साथ बनाया और मशीनीकृत किया जा सकता है
ऐतिहासिक संदर्भ:
20वीं सदी के मध्य में विकसित हुआमध्यवर्ती तापमान अनुप्रयोगों के लिए
यूरोपीय अनुकूलन1.25Cr-0.5Mo जैसे समान अमेरिकी ग्रेड के
व्यापक रूप से इस्तेमाल कियापारंपरिक बिजली संयंत्रों और प्रक्रिया उद्योगों में
सिद्ध विश्वसनीयताव्यापक सेवा इतिहास के साथ
प्राथमिक अनुप्रयोग:
बॉयलर ड्रमऔर हेडर
सुपरहीटर ट्यूबऔर समर्थन करता है
भाप पाइपिंगपारंपरिक बिजली संयंत्रों में
हीट एक्सचेंजर ट्यूबरिफाइनरियों में
दबाव वाहिकाओंरासायनिक प्रसंस्करण के लिए
जिला हीटिंग सिस्टम में घटक
विशिष्ट सेवा शर्तें:
तापमान की रेंज: 450°C से 550°C(इष्टतम 475-525°C)
दबाव: तक150 बारआम तौर पर
सेवा जीवन: 100,000-150,000 घंटेडिज़ाइन तापमान पर
आर्थिक सीमा: इसकी तापमान क्षमता के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी है
तकनीकी निर्देश
तालिका 1: रासायनिक संरचना आवश्यकताएँ (EN 10216-2)
| तत्व | मानक सीमा (%) | विशिष्ट विश्लेषण (%) | कार्यात्मक भूमिका |
|---|---|---|---|
| कार्बन (सी) | 0.08 - 0.18 | 0.10 - 0.15 | ताकत, कार्बाइड गठन |
| सिलिकॉन (Si) | 0.10 - 0.35 | 0.15 - 0.30 | डीऑक्सीडाइज़र |
| मैंगनीज (एमएन) | 0.40 - 1.00 | 0.60 - 0.90 | शक्ति, सल्फाइड नियंत्रण |
| फास्फोरस (पी) | ≤ 0.025 | ≤ 0.020 | अशुद्धता नियंत्रण |
| सल्फर (एस) | ≤ 0.015 | ≤ 0.010 | अशुद्धता नियंत्रण |
| क्रोमियम (Cr) | 0.70 - 1.20 | 0.90 - 1.10 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध, रेंगने की ताकत |
| मोलिब्डेनम (मो) | 0.40 - 0.60 | 0.45 - 0.55 | रेंगना प्रतिरोध, कार्बाइड स्थिरीकरण |
| निकेल (नी) | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | अवशिष्ट तत्व |
| एल्यूमिनियम (अल) | ≤ 0.040 | ≤ 0.030 | अनाज शोधन |
| तांबा (घन) | ≤ 0.30 | ≤ 0.25 | अवशिष्ट तत्व |
| वैनेडियम (वी) | -- | -- | आम तौर पर नहीं जोड़ा जाता |
| नाइओबियम (एनबी) | -- | -- | आम तौर पर नहीं जोड़ा जाता |
| नाइट्रोजन (एन) | ≤ 0.012 | ≤ 0.010 | नियंत्रित जोड़ |
तालिका 2: कमरे का तापमान यांत्रिक गुण
| संपत्ति | मानक आवश्यकता | विशिष्ट मूल्य | परीक्षण की स्थिति |
|---|---|---|---|
| उपज शक्ति (Rp0.2) | ≥ 310 एमपीए | 320-400 एमपीए | सामान्यीकृत+टेम्पर्ड |
| तन्यता ताकत (आरएम) | 460 - 590 एमपीए | 480-550 एमपीए | सामान्यीकृत+टेम्पर्ड |
| बढ़ाव (ए) | ≥ 22% | 24-30% | L₀=5.65√S₀ |
| क्षेत्रफल में कमी (Z) | -- | 60-75% | आड़ा |
| प्रभाव ऊर्जा (केवी) | ≥ 40 जे (औसत) | 50-100 J | +20°सेल्सियस |
| कठोरता | 140 - 195 एचबी | 150-180 एचबी | ब्रिनेल |
तालिका 3: ऊंचा तापमान गुण
| तापमान (डिग्री सेल्सियस) | 400 | 450 | 475 | 500 | 525 | 550 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| न्यूनतम Rp0.2 (एमपीए) | 260 | 240 | 225 | 210 | 200 | 190 |
| 10⁵h रेंगने की शक्ति | 110 | 70 | 55 | 40 | 30 | 22 |
| स्वीकार्य तनाव (एमपीए) | 96 | 68 | 55 | 43 | 33 | 25 |
| बनाम. 16Mo3 | +10% | +25% | +35% | +40% | +45% | +50% |
| बनाम P460NH | +20% | +30% | -- | -- | -- | -- |
तालिका 4: संबंधित स्टील ग्रेड के साथ तुलना
| पैरामीटर | 13CrMo4-5 | 16मो3 | 10CrMo9-10 | P460NH | X11CrMo5-1 |
|---|---|---|---|---|---|
| सामग्री संख्या | 1.7335 | 1.5415 | 1.7380 | 1.8949 | 1.7361 |
| क्रोम सामग्री | 1% | <0.3% | 2.25% | <0.3% | 5% |
| मोलिब्डेनम | 0.5% | 0.3% | 1% | <0.08% | 0.5% |
| न्यूनतम उपज (एमपीए) | 310 | 280 | 280 | 460 | 280 |
| अधिकतम तापमान (डिग्री सेल्सियस) | 560 | 550 | 580 | 550 | 600 |
| रेंगना प्रतिरोध | अच्छा | मध्यम | बहुत अच्छा | सीमित | बहुत अच्छा |
| जुड़ने की योग्यता | अच्छा | अच्छा | कठिन | अच्छा | देखभाल की आवश्यकता है |
| लागत कारक | 1.4 | 1.0 | 1.8 | 1.3 | 1.7 |
विनिर्माण और प्रसंस्करण
उत्पादन प्रक्रिया:
मूलपाठ
बेसिक ऑक्सीजन/इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस → लैडल ट्रीटमेंट → निरंतर कास्टिंग → ट्यूब बनाना (सीमलेस या वेल्डेड) → सामान्यीकरण (900-950 डिग्री सेल्सियस) + टेम्परिंग (650-700 डिग्री सेल्सियस) → कूलिंग → परीक्षण → अंतिम निरीक्षण
ताप उपचार आवश्यकताएँ:
सामान्य: 900-950°C के बाद वायु शीतलन
टेम्परिंग: 650-700°C 1-2 घंटे के लिए
पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट: मोटाई> 10-15 मिमी के लिए आवश्यक
अंतिम सूक्ष्म संरचना: शीतलन दर के आधार पर फेराइट-पर्लाइट या बैनाइट
वेल्डिंग प्रौद्योगिकी:
वेल्डिंग विशेषताएँ:
मध्यम कठोरता: उच्च क्रोमियम स्टील्स से कम
अच्छे वेल्ड धातु गुण: उचित प्रक्रियाओं के साथ
पीडब्ल्यूएचटी आवश्यक: अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए तनाव दूर करने के लिए
हाइड्रोजन नियंत्रण: दरार को रोकने के लिए महत्वपूर्ण
अनुशंसित वेल्डिंग प्रक्रियाएँ:
मूलपाठ
वेल्डिंग से पहले की आवश्यकताएँ: • सामग्री प्रमाणन समीक्षा • वेल्डिंग प्रक्रिया योग्यता (WPQR) • भराव धातु का चयन प्रीहीट आवश्यकताएँ: • 150- 200°C न्यूनतम • मोटाई और संयम के साथ वृद्धि वेल्डिंग प्रक्रियाएँ: • बुनियादी कम - हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के साथ SMAW • रूट पास के लिए GTAW (अनुशंसित) • अनुदैर्ध्य सीम के लिए SAW • उचित गैस परिरक्षण इंटरपास तापमान के साथ GMAW: • अधिकतम: 250-300°C • वेल्ड के बाद हीट ट्रीटमेंट की लगातार निगरानी करें: • तापमान: 650-700°C • समय: 1-2 घंटे (न्यूनतम 1h/25mm) • ताप/ठंडा करने की दर: ≤ 200°C/घंटा • तनाव से राहत और HAZ को नरम करने के लिए आवश्यक भराव सामग्री: • मिलान: EN ISO 16834-A: G 42 4 M M1Mo • सामान्य इलेक्ट्रोड: E9015-B3 (AWS) या समकक्ष
डिज़ाइन संबंधी विचार
13CrMo4-5 के लाभ:
सिद्ध विश्वसनीयता: बिजली उद्योग में व्यापक सेवा इतिहास
लागत-प्रभावी: इसकी तापमान सीमा के लिए किफायती
अच्छी फैब्रिकेबिलिटी: आसानी से मोड़ा, बनाया और मशीनीकृत किया जा सकता है
पूर्वानुमेय व्यवहार: ठीक है -भौतिक गुणों को समझा
कोड स्वीकृति: सभी प्रमुख डिज़ाइन कोडों में व्यापक रूप से स्वीकृत
सीमाएँ और सावधानियाँ:
तापमान सीमा: लंबी अवधि की सेवा के लिए 560°C से ऊपर उपयुक्त नहीं है
रेखांकन जोखिम: विस्तारित सेवा के बाद कुछ शर्तों में संभावना
पीडब्ल्यूएचटी आवश्यकता: दबाव युक्त वेल्ड के लिए अक्सर अनिवार्य होता है
मध्यम शक्ति: कुछ वैकल्पिक सामग्रियों से कम
ऑक्सीकरण सीमा: आक्रामक वातावरण में सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है
डिजाइन के पैमाने:
सुरक्षा कारक: आमतौर पर क्रीप टूटना ताकत पर 1.5
संक्षारण भत्ता: सेवा वातावरण के आधार पर 1-2 मिमी
न्यूनतम डिज़ाइन तापमान: -10°C (प्रभाव परीक्षण के साथ कम)
थकान संबंधी विचार: चक्रीय सेवा घटकों के लिए महत्वपूर्ण
सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताएँ
चरण परिवर्तन:
ऑस्टेनिटाइजिंग तापमान: 900-950°C
गंभीर शीतलन दर: मध्यम
परिवर्तन उत्पाद: पर्लाइट, बैनाइट संभव
तड़का प्रतिक्रिया: स्थिर कार्बाइड (M₃C, M₇C₃)
लंबी अवधि की स्थिरता:
कार्बाइड का घर्षण: M₃C से M₇C₃ परिवर्तन
रेखांकन जोखिम: निश्चित तापमान सीमाओं में (दुर्लभ)
गोलाकारीकरण: समय के साथ पर्लाइट का क्षरण
रेंगना गुहिकायन: विस्तारित उच्च तापमान वाली सेवा के बाद
गुणवत्ता आश्वासन और मानक
प्रमाणन आवश्यकताएँ:
EN 10204 3.1 या 3.2 सामग्री प्रमाणपत्र
हीट/लॉट संख्या का पूर्ण पता लगाने की क्षमता
पूर्ण रासायनिक विश्लेषण
यांत्रिक परीक्षण रिपोर्ट (कमरे का तापमान)
गैर-विनाशकारी परीक्षण रिपोर्ट
ताप उपचार रिकॉर्ड
लागू मानक:
उत्पाद मानक: EN 10216-2 (सीमलेस), EN 10217-2 (वेल्डेड)
सामग्री मानक: एन 10028-2
परीक्षण मानक: एन आईएसओ 6892-1, एन आईएसओ 148-1
वेल्डिंग मानक: एन आईएसओ 15614-1
डिज़ाइन कोड: EN 12952, EN 13480, ASME अनुभाग I
विशेष परीक्षण (आवश्यकतानुसार):
रेंगना परीक्षण: महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए
कठोरता सर्वेक्षण: मूल धातु, HAZ, और वेल्ड धातु
माइक्रोस्ट्रक्चर परीक्षा: अनाज के आकार का आकलन
मोड़ परीक्षण: वेल्डिंग प्रक्रिया योग्यता के लिए
सेवा प्रदर्शन और रखरखाव
ह्रास तंत्र:
रेंगना: डिज़ाइन तापमान पर प्राथमिक जीवन सीमा कारक
ऑक्सीकरण: बाहरी और भाप दोनों ओर से
रेखांकन: बहुत लंबी सेवा के बाद वेल्ड HAZ में (दुर्लभ)
थर्मल थकान: तापमान चक्रण वाले घटकों में
जंग: कुछ आक्रामक वातावरण में
निरीक्षण एवं निगरानी:
नियमित दृश्य निरीक्षण: सतह क्षरण के लिए
अल्ट्रासोनिक परीक्षण: क्रीप क्षति का पता लगाने के लिए
प्रतिकृति माइक्रोस्कोपी: सूक्ष्म संरचनात्मक मूल्यांकन के लिए
कठोरता परीक्षण: नरमी का पता लगाने के लिए
आयामी जाँच: रेंगना तनाव माप के लिए
शेष जीवन का आकलन:
परिचालन इतिहास (तापमान, समय) के आधार पर
रेंगना तनाव माप
सूक्ष्म संरचनात्मक मूल्यांकन
गंभीर मामलों में नमूना परीक्षण
आर्थिक विचार
लागत कारक:
सामग्री लागत: कार्बन स्टील्स से 30-40% अधिक
निर्माण लागत: वेल्डिंग आवश्यकताओं के कारण मध्यम वृद्धि
जीवनचक्र लागत: तापमान पर लंबे समय तक सेवा जीवन के कारण अनुकूल
उपलब्धता: यूरोपीय बाजारों में अच्छा
मालिकाने की कुल कीमत:
मूलपाठ
प्रारंभिक लागत: मध्यम स्थापना लागत: मध्यम रखरखाव लागत: निम्न से मध्यम प्रतिस्थापन लागत: मध्यम सेवा जीवन: 20-25 वर्ष सामान्य समग्र अर्थशास्त्र: डिज़ाइन किए गए अनुप्रयोगों के लिए बहुत अनुकूल
चयन दिशानिर्देश
जब 13CrMo4-5 उपयुक्त हो:
तापमान आवश्यकताएँ: 475-525°C ऑपरेटिंग रेंज
आर्थिक परियोजनाएँ: जहां लागत-प्रदर्शन संतुलन महत्वपूर्ण है
सिद्ध डिज़ाइन: स्थापित सेवा इतिहास वाले घटकों के लिए
अच्छी फैब्रिकेबिलिटी की आवश्यकता: जटिल आकार या व्यापक वेल्डिंग
कोड अनुपालन: यूरोपीय डिज़ाइन कोड का उपयोग करने वाली परियोजनाएं
विकल्पों पर कब विचार करें:
475°C से नीचे: P460NH या इसके समान अधिक किफायती हो सकता है
525°C से ऊपर: 10CrMo9-10 या समान पर विचार करें
अत्यधिक चक्रीय सेवा: भिन्न सामग्री चयन की आवश्यकता हो सकती है
गंभीर वातावरण: अधिक संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की आवश्यकता है
बहुत उच्च दबाव: उच्च शक्ति वाली सामग्री की आवश्यकता हो सकती है
समतुल्य विशिष्टताएँ:
| मानक | समतुल्य ग्रेड | टिप्पणियाँ |
|---|---|---|
| एएसटीएम | A335 P11 | समान रचना, भिन्न गुण |
| मेरी तरह | एसए335 पी11 | धारा I और VIII स्वीकार्य |
| शोर | 15CrMo5 | पुराना जर्मन पदनाम |
| आईएसओ | 12CrMo4-5 | समान विशिष्टता |
आधुनिक अनुप्रयोग और रुझान
वर्तमान उपयोग:
पारंपरिक विद्युत संयंत्र: मौजूदा सुविधाओं में अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
जीवन विस्तार परियोजनाएँ: पुराने घटकों का प्रतिस्थापन
औद्योगिक बॉयलर: प्रक्रिया भाप उत्पादन के लिए
सह-उत्पादन संयंत्र: संयुक्त ताप और विद्युत प्रणालियाँ
नवीकरणीय एकीकरण: बैकअप और संतुलन शक्ति
भविष्य का आउटलुक:
क्रमिक प्रतिस्थापन: उच्च दक्षता वाले संयंत्रों में नई सामग्रियों द्वारा
निरंतर उपयोग: रेट्रोफ़िट और रखरखाव बाज़ारों में
विशेष अनुप्रयोग: जहां इसके विशिष्ट गुण इष्टतम हैं
मानकीकरण: अभी भी सभी प्रमुख डिज़ाइन कोड में शामिल है
मुख्य विकल्पों के साथ तुलनात्मक विश्लेषण
बनाम. 16Mo3:
फ़ायदा: 475°C से ऊपर बेहतर रेंगने की शक्ति
नुकसान: अधिक लागत, अधिक जटिल वेल्डिंग
निर्णय बिंदु: ~475°C ऑपरेटिंग तापमान
बनाम P460NH:
फ़ायदा: बेहतर उच्च-तापमान गुण
नुकसान: कम कमरे के तापमान की ताकत
निर्णय बिंदु: तापमान बनाम दबाव आवश्यकताएँ
बनाम X11CrMo5-1:
फ़ायदा: बेहतर वेल्डेबिलिटी, कम लागत
नुकसान: कम तापमान क्षमता
निर्णय बिंदु: 525°C ऑपरेटिंग तापमान सीमा
सारांश:13CrMo4-5 एक का प्रतिनिधित्व करता हैअच्छी तरह से स्थापित, विश्वसनीय सामग्रीबिजली और प्रक्रिया उद्योगों में मध्यवर्ती तापमान अनुप्रयोगों के लिए। इसकारेंगना प्रतिरोध, निर्माण क्षमता और लागत का संतुलित संयोजनइसे बना दिया हैमानक विकल्पबॉयलर ड्रम, हेडर और पाइपिंग सिस्टम के लिए जो दशकों से 475{2}}525°C रेंज में काम कर रहे हैं। जबकि नई सामग्रियां बेहतर उच्च तापमान प्रदर्शन प्रदान करती हैं, 13CrMo4-5 को उन अनुप्रयोगों के लिए निर्दिष्ट किया जाना जारी है जहां इसका सिद्ध ट्रैक रिकॉर्ड, अच्छी उपलब्धता और अनुकूल अर्थशास्त्र इष्टतम समाधान प्रदान करते हैं। उचित ध्यानवेल्डिंग प्रक्रियाएं और ताप उपचारसफल अनुप्रयोग के लिए आवश्यक है, लेकिन ये आवश्यकताएं उच्च मिश्र धातु इस्पात की तुलना में कम कठोर हैं, जिससे यह फैब्रिकेटर और ऑपरेटरों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए सुलभ हो जाती है।
