1. คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ การใช้งาน และสถานการณ์ที่เหมาะสม
SA302GrB เป็นแผ่นเหล็กอัลลอยแมงกานีส-โมลิบเดนัม-นิกเกิลความแข็งแรงสูงที่มีส่วนผสมของโลหะเจือต่ำ ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM A302 และออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้งานที่อุณหภูมิและความดันสูง เช่น ถังความดันและหม้อไอน้ำ คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพหลัก ได้แก่:
คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม: ความแข็งแรงดึง ≥550 MPa, ความแข็งแรงคราก ≥345 MPa, การยืดตัว ≥18% และความเหนียวทนแรงกระแทกเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM A20
ประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี: รองรับการเชื่อมแบบอาร์คด้วยมือ การเชื่อมแบบอาร์คจุ่ม การเชื่อมแบบใช้แก๊สป้องกัน และกระบวนการอื่นๆ และจำเป็นต้องมีการอุ่นก่อนเชื่อมและการอบชุบความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อป้องกันการแตกร้าว
ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการกัดกร่อน: คงความเสถียรในช่วงอุณหภูมิการใช้งานตั้งแต่ -20℃ ถึง 450℃ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น กรดและด่าง
น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง: ด้วยการออกแบบโดยใช้โลหะผสมในปริมาณต่ำ ช่วยลดน้ำหนักของโครงสร้าง ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความสามารถในการรับแรงกด และลดต้นทุนการผลิตอุปกรณ์
สถานการณ์ที่เหมาะสม: อุปกรณ์สำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี หม้อไอน้ำโรงไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังน้ำ ฯลฯ เช่น เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ถังทรงกลม ถังความดันเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ถังหม้อไอน้ำ ฯลฯ
2. ส่วนประกอบหลัก พารามิเตอร์การทำงาน และคุณสมบัติทางกล
องค์ประกอบทางเคมี (การวิเคราะห์จุดหลอมเหลว):
C (คาร์บอน): ≤0.25% (≤0.20% เมื่อความหนา ≤25 มม.)
แมงกานีส (Mn): 1.07%-1.62% (1.15%-1.50% เมื่อความหนา ≤25 มม.)
ฟอสฟอรัส (P): ≤0.035% (บางมาตรฐานกำหนดไว้ที่ ≤0.025%)
S (กำมะถัน): ≤0.035% (บางมาตรฐานกำหนดไว้ที่ ≤0.025%)
ซิลิคอน (Si): 0.13%-0.45%
โมลิบเดนัม (Mo): 0.41%-0.64% (มาตรฐานบางฉบับกำหนดไว้ที่ 0.45%-0.60%)
นิกเกล (Ni): 0.40%-0.70% (ขึ้นอยู่กับความหนาบางช่วง)
พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ:
ความแข็งแรงดึง: 550-690 MPa (80-100 ksi)
ความแข็งแรงคราก: ≥345 MPa (50 ksi)
การยืดตัว: ≥15% เมื่อความยาวเกจ 200 มม., ≥18% เมื่อความยาวเกจ 50 มม.
สถานะการอบชุบความร้อน: ส่งมอบในสถานะการอบปกติ (normalizing), การอบปกติร่วมกับการอบคืนตัว (normalizing + tempering) หรือการรีดแบบควบคุม (controlled rolling) โดยจำเป็นต้องทำการอบปกติเมื่อความหนามากกว่า 50 มม.
ข้อดีด้านสมรรถนะเชิงกล:
ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความเหนียวสูง: ด้วยความแข็งแรงดึงที่ 550-690 MPa ยังคงรักษาการยืดตัวได้ ≥18% ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์มีความสามารถในการต้านทานการแตกหักแบบเปราะ
โครงสร้างเกรนละเอียด: ตรงตามข้อกำหนดขนาดเกรนละเอียดของมาตรฐาน A20/A20M และช่วยเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ
3. กรณีการใช้งานและข้อดี
อุตสาหกรรมปิโตรเคมี:
กรณีศึกษา: บริษัทปิโตรเคมีแห่งหนึ่งใช้แผ่นเหล็ก SA302GrB ในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์แรงดันสูง ซึ่งใช้งานต่อเนื่องมาเป็นเวลา 5 ปีที่อุณหภูมิ 400℃ และความดัน 30 MPa โดยไม่มีรอยแตกหรือการเสียรูป
ข้อดี: ทนทานต่อการกัดกร่อนจากไฮโดรเจนได้ดีเยี่ยม และการตรวจจับข้อบกพร่องของรอยเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิคได้ 100% ช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยของอุปกรณ์
สาขาโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์:
กรณีศึกษา: ถังความดันของเครื่องปฏิกรณ์ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้แผ่นเหล็ก SA302GrB หนา 120 มม. เมื่อผ่านกระบวนการปรับสภาพให้เป็นปกติและอบคืนตัวแล้ว ความต้านทานต่อรังสีเพิ่มขึ้น 30%
ข้อดี: ปริมาณโมลิบเดนัม 0.45%-0.60% ช่วยยับยั้งการเปราะแตกจากการฉายรังสีนิวตรอน และตรงตามข้อกำหนดของมาตรฐาน ASME
บริเวณหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้า:
กรณีศึกษา: ถังหม้อไอน้ำแบบซูเปอร์คริติคอลใช้แผ่นเหล็ก SA302GrB ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิ 540℃ และความดัน 25 MPa และมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 30 ปี
ข้อดี: ความแข็งแรงในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่อุณหภูมิสูงถึง 690 MPa ซึ่งเบากว่าเหล็กกล้าคาร์บอน 15% และช่วยลดการใช้พลังงาน
แหล่งผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ:
กรณีศึกษาการใช้งาน: ท่อส่งน้ำแรงดันสูงของโรงไฟฟ้าพลังน้ำใช้แผ่นเหล็ก SA302GrB และผ่านการทดสอบความล้า 200,000 ครั้งในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ -20℃ ถึง 50℃
ข้อดี: ความทนทานต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (≥27 J ที่ -20℃) ตรงตามข้อกำหนดด้านสภาพอากาศสุดขั้วของพื้นที่ภูเขา
4. ความปลอดภัย การรักษาสิ่งแวดล้อม และความสำคัญทางอุตสาหกรรม
ความปลอดภัย:
ผ่านการทดสอบแรงกระแทก ASTM A20 (พลังงานแรงกระแทกแบบ V-notch ≥34 J ที่ -20℃) ซึ่งรับประกันว่าความเสี่ยงของการแตกหักเปราะที่อุณหภูมิต่ำมีน้อยกว่า 0.1%
ความแข็งของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของรอยเชื่อมต้องมีค่า ≤350 HV เพื่อป้องกันการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน
การรักษาสิ่งแวดล้อม:
ปริมาณโมลิบเดนัม 0.41%-0.64% ช่วยลดการใช้โลหะนิกเกลและลดการปล่อยโลหะหนัก
เป็นไปตามข้อกำหนด RoHS ของสหภาพยุโรป และห้ามใช้สารที่เป็นอันตราย เช่น ตะกั่วและปรอท
ความสำคัญทางอุตสาหกรรม:
เหล็กแผ่นชนิดนี้ครองส่วนแบ่ง 25% ของตลาดเหล็กแผ่นสำหรับภาชนะรับแรงดันทั่วโลก และเป็นวัสดุสำคัญสำหรับการผลิตอุปกรณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และปิโตรเคมีในประเทศ
รองรับการใช้งานในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ตั้งแต่ -20℃ ถึง 450℃ และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ได้ 15%-20% เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนแบบดั้งเดิม
บทสรุป
แผ่นเหล็ก SA302GrB ได้กลายเป็นวัสดุหลักของอุปกรณ์อุตสาหกรรมสมัยใหม่ที่ทำงานในอุณหภูมิสูงและความดันสูง เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน และเชื่อมง่าย ความสมดุลระหว่างความปลอดภัย การรักษาสิ่งแวดล้อม และความคุ้มค่า ทำให้เหล็กชนิดนี้ขาดไม่ได้ในด้านพลังงานนิวเคลียร์ ปิโตรเคมี พลังงาน ฯลฯ และกำลังขับเคลื่อนการพัฒนาอุปกรณ์อุตสาหกรรมไปในทิศทางที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยยิ่งขึ้น
วันที่โพสต์: 4 มิถุนายน 2568