1. 주요 용도 및 용도
일반적으로 "P91"로 알려진 ASTM A335 P91은 크리프 강도 강화 페라이트(CSEF) 강의 범주에 속하는 크롬- 몰리브덴 합금강입니다. 주로 발전 및 석유화학 산업과 같은 고온-및 고압-압력 응용 분야에 사용됩니다.
주요 응용 분야는 다음과 같습니다.
발전소 배관 및 배관:이는 다음과 같은 중요한 부분을 위해 화석 연료 발전소에서 광범위하게 사용됩니다.
주요 증기 라인:보일러에서 터빈까지 과열 증기를 운반하는 배관입니다.
뜨거운 재가열 라인:중압/저압 터빈에 들어가기 전에 재가열을 위해 고압 터빈의 증기를 보일러로 다시 보내는 배관-
헤더:보일러 시스템 내에서 증기를 수집하고 분배하는 구성 요소입니다.
석유화학 산업:높은 온도에서 작동하는 공정 배관용 정유소 및 화학 공장.
열 교환기 및 보일러 구성 요소:고온-크리프 및 산화에 대한 저항성이 요구되는 구간.
2. 주요 이점 및 장점
P22(2.25Cr-1Mo)와 같은 기존의 저-합금강 대신 P91을 채택하면 상당한 기술적, 경제적 이점을 얻을 수 있습니다.
탁월한 고온-온도 강도:P91의 가장 큰 장점은 뛰어난 성능입니다.크리프 강도-장기간 고온에서 기계적 응력을 받는 변형에 대한 저항력이 있습니다. 이를 통해 오래된 강철과 동일한 압력을 견딜 수 있지만 더 높은 온도에서 견딜 수 있거나 동일한 온도에서 더 높은 압력을 처리할 수 있습니다.
향상된 열 효율성:P91의 고온 성능은 -증기 온도와 압력이 더 높은 발전소 설계를 가능하게 합니다(초-초임계 조건으로 나아가고 있음). 이는 직접적으로 다음과 같이 번역됩니다.더 높은 열 효율, 동일한 양의 연료로 더 많은 전력 출력, 온실가스 배출 감소.
재료 요구 사항 감소:강도가 더 높기 때문에 P91로 만든 부품은 다음과 같이 설계할 수 있습니다.더 얇은 벽동일한 사용 조건에서 P22 또는 P11로 제작된 제품과 비교합니다. 이로 인해 다음이 발생합니다.
더 가벼운 무게 구조.
재료비 절감.
용접 금속이 덜 필요하므로 용접 및 제작이 더 쉽습니다.
좋은 산화 및 부식 저항:9% 크롬 함량은 고온 환경에서 산화(스케일링) 및 황화에 대한 우수한 저항성을 제공하여 구성 요소의 서비스 수명을 연장합니다.
우수한 열 피로 저항:오스테나이트계 스테인리스강(예: 304H)에 비해 열팽창 계수가 낮고 열 전도성이 높기 때문에 순환 온도로 인한 열 피로에 대한 저항력이 더 좋습니다.
3. 개발 및 향후 전망
P91은 1970년대 후반과 1980년대에 저합금강과 더 비싼 오스테나이트계 스테인리스강 간의 격차를 해소하는 획기적인 소재로 개발되었습니다.
개발 경로:그 개발은 9Cr-1Mo 강철(P9)을 다음과 같은 미세 합금 원소로 수정하는 것을 기반으로 했습니다.바나듐(V) 및 니오븀(Nb)및 열처리를 제어하여 전위 밀도가 높고 미세한 석출물이 있는 안정적인 미세 구조를 생성하는 단계를 포함합니다. 이 "미세{1}}합금"이 뛰어난 크리프 강도의 핵심입니다.
현재 상태 및 과제:P91은 이제 성숙하고 잘 확립된 자료입니다.- 그러나 그 제작은 특히용접과 열처리, 엄격한 절차적 통제가 필요합니다. 약한 "열-영향부"(HAZ) 형성 및 정확한 용접 후 열처리(PWHT)의 필요성과 같은 문제는 매우 중요하며 업계에서 관리 방법을 익혀 잘 문서화되어 있는 과제입니다.
미래 전망:P91의 미래 전망은 글로벌 에너지 환경과 밀접하게 연관되어 있습니다.
청정 석탄 기술의 역할:그것은 남아있다새로운 초-초임계(USC) 석탄-화력 발전소에 중요한 소재효율성을 높이고 배출을 줄이기 위해 오래된 공장을 개조하는 것입니다.
전환 연료 및 바이오매스 플랜트:세계가 재생 가능 에너지로 전환함에 따라 P91은 바이오매스와 함께 사용하는 발전소를 포함하여 그리드 변동의 균형을 맞출 수 있는 유연하고 효율적인-발전소에 중요할 것입니다.
고급 합금을 위한 기초:P91의 성공은 다음과 같은 더욱 발전된 등급을 위한 길을 열었습니다.P92(NF616) 및 P122(HCM12A), 더 높은 온도 기능을 제공합니다. 그러나 P91은 균형 잡힌 특성, 광범위한 데이터베이스 및 확립된 공급망으로 인해 계속해서 주력 제품으로 자리잡고 있습니다.
지열 및 집광형 태양열 발전(CSP):높은-온도 강도 덕분에 CSP 공장의 차세대 지열 및 열 에너지 저장 시스템의 특정 구성 요소 후보로 적합합니다.-
결론적으로, ASTM A335 P91은 화력발전소 효율을 크게 향상시킨 기초 소재입니다. 새로운 합금도 존재하지만, 이 합금의 입증된 성능, 비용{3}}효과성 및 다용도성은 전통적인 화석 연료와 새로운 열 에너지 응용 분야 모두에서 앞으로 수십 년 동안 글로벌 에너지 부문에서 중요한 소재로 남을 것임을 보장합니다.
