סקירה כללית
15CrMoG הוא אפלדת סגסוגת כרום-מוליבדן (Cr-Mo).תוכנן במיוחד עבור שירות-בטמפרטורה גבוהה. ה"G" בייעודו (לפי תקנים סיניים כמו GB 5310) מייצג "כנופיה" (钢), כלומר הואצינור פלדה ללא תפרים לדודי-לחץ גבוה.
זוהי פלדה עמידה בחום- השומרת על חוזק טוב ועמידות בפני חמצון (התפשטות) בטמפרטורות גבוהות, בדרך כלל בטווח של 400 מעלות עד 550 מעלות.
הרכב כימי (%)
ההרכב הוא הבסיס לתכונותיו. מרכיבי מפתח כוללים:
| אֵלֵמֶנט | תוכן (%) | פוּנקצִיָה |
|---|---|---|
| פחמן (C) | 0.12 - 0.18 | מספק חוזק וקשיות בסיסיים. |
| Chromium (Cr) | 0.80 - 1.10 | משפר עמידות בפני קורוזיה וחמצון; משפר חוזק-טמפרטורות גבוהות. |
| מוליבדן (מו) | 0.45 - 0.65 | מגביר באופן משמעותי את החוזק בטמפרטורות גבוהות ומשפר את עמידות הזחילה. |
| מנגן (Mn) | 0.40 - 0.70 | משפר קשיחות וחוזק. |
| סיליקון (Si) | 0.17 - 0.37 | מסיר חמצון במהלך ייצור פלדה, מגביר את החוזק. |
| זרחן (P) | פחות או שווה ל-0.025 | טומאה, נשמר נמוך כדי למנוע שבירות. |
| גופרית (S) | פחות או שווה ל-0.025 | טומאה, נשמר נמוך כדי לשפר את המשיכות והריתוך. |
הערה: המגבלות המדויקות עשויות להשתנות מעט בהתאם לתקן הייצור (למשל, GB 5310, ASTM A335).
מאפיינים מכניים
המאפיינים מפותחים באמצעות טיפול בחום (נורמליזציה וטמפרור).
| נֶכֶס | ערך (לאחר טיפול בחום) |
|---|---|
| חוזק מתיחה (Rm) | גדול או שווה ל-440 MPa |
| חוזק תשואה (Rp0.2) | גדול או שווה ל-295 MPa |
| התארכות (A) | גדול או שווה ל-22% |
| אנרגיית השפעה (AKV) | גדול או שווה ל-34 J |
מאפיינים ויתרונות מרכזיים
חוזק מעולה בטמפרטורה-:שומר על החוזק המכני שלה הרבה יותר טוב מפלדת פחמן כאשר היא נחשפת לטמפרטורות גבוהות ממושכות.
התנגדות לזחילה טובה:מתנגד לנטייה לעיוות איטי ולתמיד תחת לחץ מכני קבוע בטמפרטורות גבוהות. זה קריטי עבור צינורות הדוד.
עמידות טובה לחמצון:תכולת הכרום יוצרת שכבת תחמוצת יציבה ומגינה (Cr₂O₃) על פני השטח, ומונעת אבנית מוגזמת.
עמידות תרמית טובה לעייפות:יכול לעמוד בחימום וקירור מחזוריים.
יכולת ריתוך טובה:הוא ניתן לריתוך בקלות, אך דורש חימום- מראש וטיפול בחום לאחר-ריתוך (PWHT) כדי לשלוט בהתקשות של החום-אזור המושפע (HAZ) ולהקל על מתחים.
יישומים עיקריים
צינורות 15CrMoG משמשים בעיקר בתעשיות ייצור החשמל והפטרוכימיה ליישומי-טמפרטורות ולחץ גבוה-גבוהים:
צינורות לדוד-בלחץ גבוה:צינורות חימום-על, צינורות חימום חוזרים, צינורות מאייד וכותרות -בטמפרטורה גבוהה בתחנות כוח של דלק מאובנים.
צינורות מחליף חום:בבתי זיקוק של נפט ובמפעלים כימיים שבהם תהליכים כרוכים בטמפרטורות גבוהות.
צינורות פלדה ללא תפרים למטרות לחץ:משמש במכלי לחץ ומערכות צנרת שונות הפועלות בטמפרטורות גבוהות.
תקנים רלוונטיים
תקן סיני (GB): GB 5310- "צינורות פלדה ללא תפרים לדוד לחץ גבוה"
זהו התקן העיקרי המפרט את הדרישות עבור 15CrMoG.
מקבילות בינלאומיות:
ASTM A335 P12- ציון התקן האמריקאי דומה מאוד בהרכב וביישום.
DIN 17175 13CrMo44- המקבילה הגרמנית.
EN 10216-2 13CrMo4-5- המקבילה לתקן האירופי.
הקומפוזיציות אמנם קרובות מאוד, אבל הן לא תמיד זהות. החלפה ישירה דורשת סקירה מדוקדקת של קודי העיצוב והסטנדרטים הספציפיים.
ייצור וטיפול בחום
צינורות 15CrMoG חלקים מיוצרים באמצעות תהליכים כמו שחול חם או פירסינג סיבובי. הצינורות הסופיים מסופקים תמיד במצב מטופל-בחום(מנורמל ומחוסם) כדי להשיג את המיקרו-מבנה הנדרש (בדרך כלל מבנה בייניט מחוסמ או פריט/פרלייט) ואת התכונות המכניות.
שיקולי ריתוך
ריתוך 15CrMoG נפוץ אך דורש נהלים קפדניים:
חימום-קדם:חיוני למניעת פיצוח קר שנגרם-של מימן. טמפרטורת חום קדם-אופיינית היא 150-200 מעלות.
מתכת מילוי:יש להשתמש באלקטרודות/חוטים מסגסוגת תואמות או יותר-(לדוגמה, מסוג E/R-XXX).
לאחר-טיפול בחום ריתוך (PWHT):חובה למתן את המבנה המרטנסיטי הקשה בריתך וב-HAZ, להחזיר קשיחות ולהקל על מתחים שיוריים. טמפרטורת PWHT טיפוסית היא סביב 680-720 מעלות.
השוואה לדרגות אחרות
לעומת. 20G (פלדת פחמן):20G הוא צינור דווד מפלדת פחמן המשמש למקטעים בטמפרטורה נמוכה יותר (למשל, קירות מים). 15CrMoG, עם תכולת ה-Cr-Mo שלו, עדיפה עבור מקטעים בטמפרטורה- גבוהה כמו מחממי-על.
לעומת. 12Cr1MoVG:לכיתה זו יש תכולת כרום ווינדיום גבוהה יותר, ומציעה חוזק-טמפרטורות גבוהות ועמידות בזחילה אפילו יותר מאשר 15CrMoG, המשמש ליישומים תובעניים יותר.
תַקצִיר
צינור פלדה ללא תפרים 15CrMoGהוא חומר קריטי בהנדסת-טמפרטורות גבוהות. ההרכב המאוזן שלו של כרום ומוליבדן מספק שילוב מצוין של חוזק-טמפרטורות גבוה, עמידות לזחילה ויכולת ריתוך, מה שהופך אותו לבחירה אמינה ויעילה-עבור דוודים ומערכות צנרת לחץ בתעשיות חשמל ותהליכים.
