Vistas:1 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-08-08 Origen:Sitio
Primero, antecedentes e importancia de la evolución del estándar
El desarrollo de los estándares de mi país de tubo de acero sin costuras de caldera de alta presión ha evolucionado desde estándares importados y asimilados hasta innovación independiente. El estándar GB5310 temprano hizo referencia principalmente al sistema estándar GOCT soviético. Con los avances en los procesos metalúrgicos nacionales, la versión 2017 se ha alineado con los estándares internacionales como ASTM A335 y EN 10216. La versión 2023 optimiza aún más la pureza del material y el rendimiento de alta temperatura. Por ejemplo, el límite superior del contenido de fósforo y azufre para acero 20 g se ha reducido de 0.030% a 0.025%, y las especificaciones de resistencia a la fluencia se han agregado para aceros de aleación resistentes al calor como 12CR1MOVG. Estas mejoras han aumentado la vida útil de los tubos de acero producidos a nivel nacional en unidades supercríticas superiores a 600 ° C en aproximadamente un 15%, proporcionando soporte de material para tecnología de generación de energía eficiente a carbón bajo el objetivo de 'Dual Carbon '.
Segundo, análisis de requisitos técnicos centrales
1. Material Control de composición química: el nuevo estándar implementa un control de rango más preciso para elementos esenciales como C, Si y Mn. Por ejemplo, el contenido de cromo del acero P91 se ha ajustado a 8.0%-9.5%(anteriormente 8.0%-10.0%). Particularmente notables es la adición de restricciones a los elementos residuales como AS y SN, lo que requiere AS ≤ 0.010% y SN ≤ 0.015%, suprimiendo efectivamente el fragilidad durante la operación de alta temperatura a largo plazo.
2. Mejoras de rendimiento mecánico: en comparación con la versión 2017, el estándar 2023 aumenta el límite inferior de resistencia a la tracción para una tubería de acero de 20 g de 410 MPa a 430 MPa, y la resistencia al rendimiento de 245 MPa a 265 MPa. Para aceros resistentes al calor baíníticos, como 12CR2Mowvtib (Steel 102), se ha agregado un nuevo requisito técnico para una resistencia de ruptura de 100,000 horas a 650 ° C de ≥ 80 MPa, lo que lleva este nivel de rendimiento al mismo nivel que el STBA26 de Japón. 3. Innovación de control de procesos: por primera vez, el uso de un proceso de refinación de horno externo (LF+VD) se requiere explícitamente para garantizar que el contenido de gas [H] ≤ 2 ppm y [O] ≤ 20 ppm. Para las tuberías de acero con un diámetro ≥ 219 mm, la detección de defectos automáticos ultromagnéticos ultrasónicos es obligatoria, lo que aumenta la sensibilidad de detección de defectos de 2 mm a 1.6 mm. Estas mejoras aseguran que la calidad interna de las tuberías de acero alcance el nivel de tuberías de energía nuclear.
Tercero, escenarios de aplicación típicos y recomendaciones de selección
1. Unidades subcríticas (16-18 MPa/540 ° C): se recomienda tubería de acero de 15crmog, con una tensión permitida de 78 MPa a 580 ° C. Una planta de energía ha demostrado que la vida de los tubos economizadores utilizando el nuevo estándar 15CRMOG se ha extendido de 80,000 horas a 100,000 horas.
2. Unidades supercríticas (25 MPa/600 ° C): se prefieren los materiales 12CR1MOVG o P22. En particular, el nuevo estándar ajusta la tensión permitida de 12CR1MOVG a 600 ° C de 46MPa a 49MPa, reduciendo el grosor de la pared del tubo en un 7% en condiciones de funcionamiento equivalentes.
3. Unidades ultra superprecríticas (32MPA/630 ° C): se deben usar materiales de alta aleación como P91/P92. La edición 2023 agrega un requisito obligatorio para el acero P92 para mantener una resistencia de resistencia de ≥100MPa a 630 ° C y 100,000 horas, colocando las bases de materiales para tecnología ultra-supercrítica avanzada de 700 ° C.
Cuarto, puntos clave para la aceptación de calidad
1. Control de tolerancia dimensional: el nuevo estándar aprieta la tolerancia al espesor de la pared para tubos en caliente de ± 12.5% a ± 10%, y aumenta el requisito de ovalidad para tubos dibujados en frío de ≤1.5% a ≤1.2%. Durante la aceptación, se debe prestar atención particular a la recién agregada medición de espesor de pared para cada tubo. '2. Verificación del sistema de tratamiento térmico: para los aceros martensíticos como P91, se requieren registros de curva de temperatura completos ' Normalización + temperatura ', y la dureza posterior al temperamento debe controlarse dentro del rango de 180-250 HB. Los datos de una agencia de pruebas indican que aproximadamente el 8% de los productos no conformes inspeccionados en 2023 se debieron a desviaciones en el proceso de tratamiento térmico.
3. Aplicación de nuevas tecnologías de inspección: el estándar introduce los requisitos de inspección TOFD (difracción de tiempo de vuelo) para la primera vez, lo que requiere una inspección de defectos longitudinales 100% para las tuberías de acero utilizadas en las líneas de vapor principales. La práctica ha demostrado que este método puede detectar grietas ≥0.5 mm en profundidad, aumentando la sensibilidad en un 40% en comparación con la inspección tradicional de UT.
Quinto, impacto del mercado y tendencias de la industria
Según las estadísticas de la Asociación de Acero Especial de China, la producción de tubos de caldera de alta presión alcanzó los 2,8 millones de toneladas en 2024, de las cuales aproximadamente el 65% cumplió con el estándar GB/T5310-2023. Los principales fabricantes han completado actualizaciones de línea de producción, aumentando la tasa de rendimiento de sus tubos de acero P91 del 85% al 92%. Sin embargo, vale la pena señalar que en materiales especializados como 12CR2MowVTIB, la capacidad de producción nacional aún enfrenta una brecha de aproximadamente 200,000 toneladas/año. Con la implementación del nuevo estándar, la industria se está desarrollando en tres direcciones clave: primero, los fabricantes de tuberías de acero están acelerando la construcción de 'fábricas inteligentes. En segundo lugar, los usuarios posteriores están estableciendo gradualmente los sistemas de gestión de 'ciclo de vida completo', alimentando datos de servicio al proceso de selección. En tercer lugar, las agencias de prueba están desarrollando tecnologías de evaluación no destructiva basadas en el aprendizaje automático, como el uso de señales de emisión acústica para predecir la vida restante. Es previsible que la implementación de GB/T5310-2023 impulse la calidad del tubo de caldera de alta presión de mi país al nivel superior internacional. Sin embargo, también se debe prestar atención a los desafíos prácticos en la implementación estándar, como las capacidades de prueba insuficientes entre las pequeñas y medianas empresas y la necesidad continua de importar algunos materiales especializados. Con el desarrollo de la tecnología ultra-supercrítica de 700 ° C, el estándar enfrentará revisiones aún más estrictas, requerir una innovación colaborativa continua en toda la industria, la academia, la investigación y la aplicación.
