1. Výkonnostní charakteristiky, použití a příslušné scénáře
SA302GrB je nízkolegovaný, vysokopevnostní ocelový plech ze slitiny manganu, molybdenu a niklu, který splňuje normu ASTM A302 a je určen pro vysokoteplotní a tlaková zařízení, jako jsou tlakové nádoby a kotle. Mezi jeho hlavní výkonnostní vlastnosti patří:
Vynikající mechanické vlastnosti: pevnost v tahu ≥550 MPa, mez kluzu ≥345 MPa, prodloužení ≥18 % a rázová houževnatost splňují normu ASTM A20.
Dobrý svařovací výkon: podporuje ruční obloukové svařování, svařování pod tavidlem, svařování v ochranné atmosféře plynu a další procesy a po svařování je vyžadován předehřev a tepelné zpracování, aby se zabránilo prasklinám.
Odolnost proti vysokým teplotám a korozi: Zůstává stabilní v rozsahu provozních teplot od -20 °C do 450 °C, vhodný pro prostředí s korozivními médii, jako jsou kyseliny a zásady.
Lehká konstrukce a vysoká pevnost: Díky nízkolegující konstrukci se při současném snížení hmotnosti konstrukce zlepšuje únosnost a snižují se náklady na výrobu zařízení.
Použitelné scénáře: klíčová zařízení v oblasti petrochemie, kotlů elektráren, jaderných elektráren, výroby vodní energie atd., jako jsou reaktory, výměníky tepla, kulové nádrže, tlakové nádoby jaderných reaktorů, kotlové bubny atd.
2. Hlavní součásti, výkonnostní parametry a mechanické vlastnosti
Chemické složení (analýza tání):
C (uhlík): ≤0,25 % (≤0,20 % při tloušťce ≤25 mm)
Mn (mangan): 1,07 % – 1,62 % (1,15 % – 1,50 % při tloušťce ≤ 25 mm)
P (fosfor): ≤0,035 % (některé normy vyžadují ≤0,025 %)
S (síra): ≤0,035 % (některé normy vyžadují ≤0,025 %)
Si (křemík): 0,13 % - 0,45 %
Mo (molybden): 0,41 %–0,64 % (některé normy vyžadují 0,45 %–0,60 %)
Ni (nikl): 0,40 % - 0,70 % (určitý rozsah tloušťky)
Výkonnostní parametry:
Pevnost v tahu: 550–690 MPa (80–100 ksi)
Mez kluzu: ≥345 MPa (50 ksi)
Prodloužení: ≥15% při měřené délce 200 mm, ≥18% při měřené délce 50 mm
Stav tepelného zpracování: Dodává se v normalizačním, normalizačním + popouštěcím stavu nebo stavu řízeného válcování, normalizační zpracování je nutné při tloušťce > 50 mm.
Výhody mechanického výkonu:
Rovnováha mezi vysokou pevností a houževnatostí: Při pevnosti v tahu 550–690 MPa si stále udržuje prodloužení ≥18 %, což zajišťuje schopnost zařízení odolávat křehkému lomu.
Jemnozrnná struktura: Splňuje požadavky na jemnozrnnou velikost dle normy A20/A20M a zlepšuje rázovou houževnatost za nízkých teplot.
3. Případy použití a výhody
Petrochemický průmysl:
Případová studie: Petrochemický podnik používá ocelové plechy SA302GrB k výrobě vysokotlakých reaktorů, které běží nepřetržitě po dobu 5 let při teplotě 400 °C a tlaku 30 MPa bez trhlin nebo deformací.
Výhody: Vynikající odolnost proti vodíkové korozi a 100% ultrazvuková detekce vad svarů zajišťuje bezpečnost zařízení.
Oblast jaderných elektráren:
Příklad použití: Tlaková nádoba reaktoru jaderné elektrárny je vyrobena z ocelového plechu SA302GrB o tloušťce 120 mm. Normalizací a popouštěním se odolnost proti záření zlepšila o 30 %.
Výhoda: Obsah molybdenu 0,45 % – 0,60 % inhibuje křehnutí způsobené neutronovým zářením a splňuje požadavky specifikací ASME.
Kotlové pole elektrárny:
Příklad použití: Bubno superkritického kotle je vyrobeno z ocelového plechu SA302GrB, který pracuje při teplotě 540 ℃ a tlaku 25 MPa a jeho životnost je prodloužena na 30 let.
Výhoda: Krátkodobá pevnost za vysokých teplot dosahuje 690 MPa, což je o 15 % lehčí než uhlíková ocel a snižuje spotřebu energie.
Oblast výroby vodní energie:
Příklad použití: Vysokotlaké vodovodní potrubí vodní elektrárny je vyrobeno z ocelového plechu SA302GrB a prošlo 200 000 únavovými testy v prostředí s teplotou -20 °C až 50 °C.
Výhoda: Nízkoteplotní rázová houževnatost (≥27 J při -20℃) splňuje extrémní klimatické požadavky horských oblastí.
4. Bezpečnost, ochrana životního prostředí a průmyslový význam
Bezpečnost:
Prošel rázovou zkouškou ASTM A20 (energie nárazu ve tvaru V ≥34 J při -20 °C), což zajišťuje, že riziko křehkého lomu při nízkých teplotách je menší než 0,1 %.
Tvrdost tepelně ovlivněné zóny svaru je ≤350 HV, aby se zabránilo praskání vyvolanému vodíkem.
Ochrana životního prostředí:
Obsah molybdenu 0,41 % – 0,64 % snižuje spotřebu niklu a emise těžkých kovů.
Splňuje směrnici EU RoHS a zakazuje používání škodlivých látek, jako je olovo a rtuť.
Průmyslový význam:
Představuje 25 % celosvětového trhu s ocelovými plechy pro tlakové nádoby a je klíčovým materiálem pro lokalizaci zařízení pro jadernou energii a petrochemii.
Podporuje široký teplotní rozsah aplikací od -20 ℃ do 450 ℃ a zlepšuje provozní účinnost zařízení o 15 %–20 % ve srovnání s tradiční uhlíkovou ocelí.
Závěr
Ocelový plech SA302GrB se díky své vysoké pevnosti, odolnosti proti korozi a snadnému svařování stal základním materiálem moderních průmyslových vysokoteplotních a vysokotlakých zařízení. Jeho vyvážený poměr bezpečnosti, ochrany životního prostředí a nákladové efektivity z něj činí nenahraditelný v oblastech jaderné energie, petrochemie, energetiky atd. a posouvá vývoj průmyslových zařízení směrem k efektivnějšímu a bezpečnějšímu.
Čas zveřejnění: 4. června 2025