에너지와 석유화학과 같은 중공업에서는 압력 용기 및 파이프 시스템의 안전하고 신뢰할 수 있는 작동이 무엇보다 중요합니다.수백도 이상의 온도와 극심한 압력을 조용하게 유지하면서 에너지 변환을 촉진합니다.재료 선택은 시스템 효율성, 수명 및 안전에 직접적으로 영향을줍니다.P22과 P91 사이에서 선택 할 때 공학자와 조달 전문가는 두 가지 일반적으로 사용되는 압력 용기 및 파이프 스틸, 제조성, 그리고 장기적인 성능.
표준 및 재료 분류
P22과 P91 모두 품질과 성능을 보장하는 엄격한 산업 표준을 준수합니다.
- ASTM/ASME:ASTM A335 / ASME SA-335 (연금 철강 파이프)
- EN:EN 10216 / EN 10222 동등 표준
- JIS/GB:국가 표준은 일반적으로 대략적인 동등한 것을 제공합니다.
재료의 분류는 크게 다릅니다.
- P22:낮은 합금 페리트 철강 (1.25% Cr·일반적으로 1.25Cr-0.5Mo로 불린다), 고온 합금 철강으로 분류된다.
- P91:고 크롬 마르텐시틱 열 내성 페리틱 스틸 (V/Nb 추가로 명목 구성 9Cr-1Mo), 높은 강도 낮은 합금 (HSLA) 마르텐시틱 스틸로 스크립 저항에 최적화되었습니다.
화학적 성분 분석
철강 성능은 화학 성분에 크게 달려 있습니다. 아래 표는 P22 및 P91의 전형적인 무게 비율 범위를 보여줍니다 (값은 표준과 팩에 따라 다를 수 있습니다):
| 원소 | P22 (유형 범위) | P91 (유형 범위) |
|---|---|---|
| C | 00.04'0.12 | 0.08'012 |
| 원 | 0.25'060 | 0.25'060 |
| 네 | 0.10 ∼ 0.50 | 0.20~0.60 |
| P | ≤0.025 | ≤0.02 |
| S | ≤0.015 | ≤0.01 |
| Cr | 0.9 ′′1.5 | 80.0995 |
| 모 | 0.38'065 | 0.85-1입니다.05 |
| V | ∙ | 0.08'025 |
| Nb (Cb) | ∙ | 00.03'0.12 |
| N | 흔적 | 00.02'0.06 |
주요 요소 효과:
- 크롬 (Cr):산화 저항성 및 경화성을 향상시킵니다. P91의 높은 크롬 함량은 고온 강도와 산화 저항성을 크게 향상시킵니다.
- 몰리브덴 (Mo):고온 강도 및 미끄러지기 저항을 증가시킵니다 (P91에서 ~ 1% 대 P22에서 ~ 0.5%).
- 바나디움 (V) & 니오비아움 (Nb):P91에서는 마르텐사이트를 안정화하고 크립 변형을 억제하는 미세한 탄화물/나이트라이드를 형성합니다.
미시 구조적 특성
- P22:정상화되고 완화된 미세구조는 완화 된 바인이트/페리트를 볼 수 있습니다.중온에서 안정성을 제공하지만 장기간 미끄러지기 저항성이 떨어집니다..
- P91:정상화 및 빠른 냉각 후 미세한 마르텐사이트를 형성하도록 설계되어 있으며, 그 후 미세한 탄화물/산화탄소를 침착시키기 위해 템퍼링됩니다.열 기계 가공은 높은 크리프 강도를 가진 최적화 된 완화 마르텐사이트를 위해 중요합니다..
열처리 과정
- 정상화:원래 오스텐이트 곡물 크기를 정제합니다. P91은 P22보다 더 높은 정상화 온도를 필요로합니다.
- 소화 및 온화:두 강철 모두 경화 후 경화 가 필요. P91의 경화는 특히 마르텐사이트를 안정화하고 강도를 달성하는 데 중요합니다.
- 열기계 처리:더 중요한 것은 P91가 거친 침착물을 피하고 장기적인 미끄러짐 성능을 제어하기 위해서입니다.
성능 비교
| 재산 | P22 (유형적) | P91 (유형) |
|---|---|---|
| 팽창 강도 | 중간 | 높은 |
| 생산력 | 중간 | 높은 |
| 길쭉함 (유연성) | 좋은 (P91보다 높다) | 중간 (P22보다 낮다) |
| 충격 강도 (RT) | 적절하게 깎아 내면 좋다 | 적당히 완화되면 좋은; 열처리에 민감 |
| 단단함 | 중간 | 더 높은 (더 착용 저항성) |
용접 에 관한 고려 사항
- P22:낮은 크롬 함유량과 경화성으로 인해 온건한 탄소 동등 값이 발생합니다. 표준 전열 및 PWHT를 정해진 절차로 요구합니다.
- P91:더 높은 합금 함유량은 경화성과 HAZ 균열 위험을 증가시킵니다. 전열, 간선 온도 및 전문 PWHT 주기의 엄격한 통제를 요구합니다.자격을 갖춘 WPS/PQR 및 경험이 많은 용접자가 필요합니다..
부식 저항성
- P22도 P91도 스테인리스 스틸이 아니므로 부식성 환경에서 보호 조치를 필요로 합니다.
- P91의 크롬 함량은 P22보다 높은 온도 산화 저항성을 제공합니다.
가공 가능성 및 모양
- 가공:P22은 강도/강도가 낮기 때문에 P91보다 가공하기가 쉽습니다.
- 모양:P22은 더 나은 냉형 능력을 제공합니다; P91은 종종 뜨거운 형식을 필요로합니다.
적용 시나리오
| P22 신청 | P91 신청서 |
|---|---|
| 중온도 보일러 및 정제공장에서 사용되는 증기 파이프, 헤더 및 압력 용기 (~540~565°C까지) | 고온 헤더, 초열기/열기 튜브 및 초중심력 발전소에서 높은 미끄러지기 강도를 필요로 하는 증기 파이프 |
| 열 교환기, 드럼 및 비비판적 인 고온 파이프링, 비용이 1.25Cr-0.5Mo를 선호하는 곳 | 높은 온도/위압에 지속적으로 노출된 고스트레스, 장수성 부품 |
선택 기준
- 다음 경우 P22를 선택합니다.용접 가능성, 유연성 및 소재 비용의 저감은 중온 애플리케이션의 우선 순위입니다.
- 다음 경우 P91을 선택합니다.더 높은 장기적 미끄러짐 저항력, 높은 온도 강도 및 벽 두께를 줄일 가능성이 더 높은 비용과 엄격한 용접 통제를 정당화합니다.
비용 과 사용 가능성
- P91은 일반적으로 더 높은 합금 함유량과 엄격한 처리 요구 사항으로 인해 kg/ft 당 비용이 더 높습니다.
- P22는 다양한 제품 형태로 널리 제공됩니다; P91은 전문 제품에서 더 긴 납품 시간을 가질 수 있습니다.
요약 비교
| 카테고리 | P22 | P91 |
|---|---|---|
| 용접 가능성 | 더 쉬워, 표준 PWHT | 더 까다로운; 엄격한 사전 가열/PWHT 요구 사항 |
| 강도-강도 (RT) | 중도의 강도, 좋은 유연성/강도 | 고강도, 고강도 |
| 높은 온도 에 휘어지는 저항성 | 온도 적; 낮은 온도/고속 순환 용도에 적합 | 우수한, 길게 살 수 있도록 설계된 |
| 비용 | 소재 비용 이 낮고 제조 가 더 단순 하다 | 더 높은 재료 및 제조 비용 |
최종 권고
- P22를 선택하세요.표준 PWHT가 허용되는 중고 온도 애플리케이션에 비용 효율적인 솔루션이 필요할 때, 우수한 스크립 저항이 필요하지 않습니다.
- P91를 선택하세요.설계가 높은 온도에서 훨씬 더 높은 강도와 미끄러짐 저항을 요구하거나 벽 두께/중량 감소 및 연장 유지 관리 간격이 더 높은 비용을 정당화 할 때.
비판적인 언급:재료 선택은 구성 요소 설계 스트레스, 요구 된 수명, 적용되는 표준, 용접 / 검사 기능 및 수명 주기의 비용 분석을 고려해야합니다.중요 압력 부품에 대해 항상 인증 된 화학/기계 데이터 및 자격 된 용접 절차를 참조하십시오..