ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Influence of purity, cold work and welding on creep rupture behaviour of X20 CrMoV 12 1 tubes at 550 °CIn the water steam circuit of the German Thorium High Temperature Reactor (THTR 300) a high tempered martensitic X20 CrMoV 12 1 steel with low P and S contents and improved impact toughness was used at the first time for live steam and reheater pipes. There were similar and dissimilar weldings (with austenitic steel alloy 800). Small pipes were cold bended.Therefore ABB started a material testing programm supported by BMFT.Creep rupture tests at 550 °C til 60 000 h led to following results:-Creep rupture strength and 1 % creep strain limit of the tougher grade lie in the lower half of the commercial steel scatterband.-Under service creep loadings tertiary creep begins after a life-time of about 60% resp. a plastic elongation of about 1 %.-The creep damage can be described by microstructural classes.-Only for small stress ranges there are nearly constant creep stress exponents which are independent from the melts.-Low loading speeds reduce static elastic moduls.-Cold work reduces creep rupture strength and deformation.-Under stress transverse to welding joints the design according to creep rupture strength of the base material must include a reduction factor. The fine grained part of the HAZ is the weakest area.With the results of long-time examinations the design of future HTR-plants, fossil-fired power stations, and chemical plants may furtherly be optimized.
Notes:
Im Wasser-Dampf-Kreislauf des THTR wurde erstmals im Kraftwerksbau ein P- und S-armer, hoch angelassener martensitischer 12% CrMoV-Stahl mit verbesserter Kerbschlagzähigkeit für FD-, Zwischenüberhitzer- sowie Kleinleitungen eingesetzt. Dabei kommen artgleiche Rohrschweißverbindungen und auf der Dampferzeugerseite die Mischverbindung mit dem austenitischen Stahl X5 NiCrAlTi 3120 vor. Beim Biegen der Kleinleitungen trat Kaltverformung auf.Im Rahmen der vom BMFT geförderten Werkstoffprogramme wurden vorlaufende und betriebsbegleitende Zeitstandversuche an mehreren Schmelzen bis derzeit rund 60 000 h bei 550 °C durchgeführt, die zu folgenden Ergebnissen führten:-Die Zeitstandfestigkeit und 1 %-Zeitdehngrenze der zäheren Variante liegt in der unteren Streubandhälfte der Stahlsorte.-Bei betriebsnaher Zeitstandbeanspruchung muß damit gerechnet werden, daß der 3. Kriechbereich des Grundwerkstoffs und des artgleichen Schweißgutes nach rund 60% der Standzeit bis Bruch bzw. nach einer bleibenden Dehnung von etwa 1% beginnt.-Für verschiedene Spannungsbereiche können annähernd konstante, schmelzenunabhängige Kriechspannungsexponenten angegeben werden.-Eine langsame Belastungsgeschwindigkeit beeinträchtigt den stat. E-Modul.-Zeitstandfestigkeit und -bruchverformung werden durch Kaltverformung beeinträchtigt.-Bei Beanspruchung quer zur Schweißnaht müssen bei der Auslegung gegen die Zeitstandfestigkeit Schweißminderungsfaktoren berücksichtigt werden. Die feinkörnige WEZ ist der zeitstandfestigkeitsmaßig schwächste Bereich.Mit den gewonnenen Ergebnissen kann die Auslegung künftiger HTR-Anlagen, konventioneller Kraftwerke und Chemieanlagen weiter optimiert werden.
Additional Material:
26 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19920230108
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