1. מאפייני ביצועים, שימושים ותרחישים רלוונטיים
SA302GrB היא פלדת סגסוגת מנגן-מוליבדן-ניקל בעלת חוזק גבוה, המסוגנת לסגסוגת נמוכה, השייכת לתקן ASTM A302 ומיועדת לציוד בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, כגון כלי לחץ ודודים. מאפייני הביצועים העיקריים שלה כוללים:
תכונות מכניות מצוינות: חוזק מתיחה ≥550 MPa, חוזק כניעה ≥345 MPa, התארכות ≥18% וקשיחות פגיעות עומדים בתקן ASTM A20.
ביצועי ריתוך טובים: תומך בריתוך קשת ידני, ריתוך קשת שקוע, ריתוך מוגן גז ותהליכים אחרים, ונדרשים חימום מקדים וטיפול בחום לאחר הריתוך כדי למנוע סדקים.
עמידות בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה: נשאר יציב בטווח טמפרטורות הפעלה של -20℃ עד 450℃, מתאים לסביבות מדיה קורוזיביות כגון חומצות ובסיסים.
קל משקל וחוזק גבוה: באמצעות תכנון בעל סגסוגת נמוכה, תוך הפחתת משקל המבנה, משתפר כושר נשיאת הלחץ ועלות ייצור הציוד מופחתת.
תרחישים רלוונטיים: ציוד מפתח בתחומי הפטרוכימיה, דוודי תחנות כוח, תחנות כוח גרעיניות, ייצור אנרגיה הידרואלקטרית וכו', כגון כורים, מחליפי חום, מיכלי כדור, כלי לחץ של כורים גרעיניים, תופי דוודים וכו'.
2. רכיבים עיקריים, פרמטרי ביצועים ותכונות מכניות
הרכב כימי (ניתוח התכה):
C (פחמן): ≤0.25% (≤0.20% כאשר עובי ≤25 מ"מ)
Mn (מנגן): 1.07%-1.62% (1.15%-1.50% כאשר עובי ≤25 מ"מ)
P (זרחן): ≤0.035% (חלק מהתקנים דורשים ≤0.025%)
גופרית (S): ≤0.035% (חלק מהתקנים דורשים ≤0.025%)
סיליקון (סיליקון): 0.13%-0.45%
מו (מוליבדן): 0.41%-0.64% (חלק מהתקנים דורשים 0.45%-0.60%)
ניקל (ניקל): 0.40%-0.70% (טווח עובי מסוים)
פרמטרי ביצועים:
חוזק מתיחה: 550-690 מגה פסקל (80-100 ksi)
חוזק כניעה: ≥345 MPa (50 ksi)
התארכות: ≥15% כאשר אורך המדידה הוא 200 מ"מ, ≥18% כאשר אורך המדידה הוא 50 מ"מ
מצב טיפול בחום: אספקה במצב נרמול, נרמול + הרפיה או גלגול מבוקר, נדרש טיפול נרמול כאשר העובי >50 מ"מ.
יתרונות ביצועים מכניים:
איזון בין חוזק גבוה וקשיחות: עם חוזק מתיחה של 550-690 מגה פסקל, הוא עדיין שומר על התארכות של ≥18%, מה שמבטיח את יכולתו של הציוד להתנגד לשבר שביר.
מבנה גרגירים עדינים: עומד בדרישות גודל הגרגירים העדינים של תקן A20/A20M ומשפר את קשיחות ההשפעה בטמפרטורה נמוכה.
3. מקרי יישום ויתרונות
תעשייה פטרוכימית:
מקרה יישום: מפעל פטרוכימי משתמש בלוחות פלדה SA302GrB לייצור כורים בלחץ גבוה, הפועלים ברציפות במשך 5 שנים בטמפרטורה של 400℃ ו-30 מגה פסקל ללא סדקים או עיוות.
יתרונות: עמידות מצוינת בפני קורוזיה מימנית, וגילוי פגמים אולטרסאונד של 100% בריתוכים מבטיחים את בטיחות הציוד.
שדה תחנת כוח גרעינית:
מקרה יישום: כלי לחץ הכור של תחנת כוח גרעינית משתמש בפלדת SA302GrB בעובי של 120 מ"מ. באמצעות טיפול נרמול וריכוך, עמידות הקרינה משתפרת ב-30%.
יתרון: תכולת מוליבדן של 0.45%-0.60% מעכבת את שבירות הקרנת הנייטרונים ועומדת בדרישות מפרטי ASME.
שדה דודי תחנת כוח:
מקרה יישום: תוף דוד סופר-קריטי מאמץ פלדת SA302GrB, הפועלת בטמפרטורה של 540℃ ו-25 מגה פסקל, וחיי השירות שלה מורחבים ל-30 שנה.
יתרון: חוזק לזמן קצר בטמפרטורה גבוהה מגיע ל-690 מגה פסקל, קל ב-15% מפלדת פחמן ומפחית את צריכת האנרגיה.
שדה ייצור אנרגיה הידרואלקטרית:
מקרה יישום: צינור המים בלחץ גבוה של תחנת כוח הידרואלקטרית משתמש בפלדת SA302GrB ועובר 200,000 בדיקות עייפות בסביבה של -20℃ עד 50℃.
יתרון: קשיחות פגיעה בטמפרטורה נמוכה (≥27 J ב- -20℃) עומדת בדרישות האקלים הקיצוניות של אזורים הרריים.
4. בטיחות, הגנת הסביבה וחשיבות תעשייתית
בְּטִיחוּת:
עבר מבחן פגיעה ASTM A20 (אנרגיית פגיעה V-notch ≥34 J ב-20℃-), מה שמבטיח שהסיכון לשבר שביר בטמפרטורה נמוכה הוא פחות מ-0.1%.
קשיות האזור המושפע מחום של הריתוך היא ≤350 HV כדי למנוע סדקים הנגרמים על ידי מימן.
הגנת הסביבה:
תכולת המוליבדן של 0.41%-0.64% מפחיתה את השימוש בניקל ומפחיתה את פליטת המתכות הכבדות.
עומד בהנחיית RoHS של האיחוד האירופי ואוסר על שימוש בחומרים מזיקים כגון עופרת וכספית.
חשיבות תעשייתית:
הוא מהווה 25% משוק פלדות כלי הלחץ העולמי והוא חומר מפתח למיקום של ציוד אנרגיה גרעינית ופטרוכימי.
תומך ביישומים בטווח טמפרטורות רחב מ-20℃- עד 450℃, ומשפר את יעילות ההפעלה של הציוד ב-15%-20% בהשוואה לפלדת פחמן מסורתית.
מַסְקָנָה
פלדת SA302GrB הפכה לחומר הליבה של ציוד תעשייתי מודרני לטמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה בזכות חוזקה הגבוה, עמידותו בפני קורוזיה וקלות הריתוך שלה. האיזון שלה בין בטיחות, הגנת סביבה וחסכון כלכליים הופך אותה לחסרת תחליף בתחומי האנרגיה הגרעינית, הפטרוכימיה, האנרגיה וכו', והיא מניעה את פיתוח הציוד התעשייתי לכיוון יעיל ובטוח יותר.
זמן פרסום: יוני-04-2025