1. Ciri-ciri prestasi, kegunaan dan senario yang berkenaan
SA302GrB ialah plat keluli aloi mangan-molibdenum-nikel berkekuatan tinggi aloi rendah yang tergolong dalam piawaian ASTM A302 dan direka bentuk untuk peralatan suhu tinggi dan tekanan tinggi seperti bekas tekanan dan dandang. Ciri-ciri prestasi terasnya termasuk:
Sifat mekanikal yang sangat baik: kekuatan tegangan ≥550 MPa, kekuatan alah ≥345 MPa, pemanjangan ≥18%, dan ketahanan hentaman memenuhi piawaian ASTM A20.
Prestasi kimpalan yang baik: menyokong kimpalan arka manual, kimpalan arka tenggelam, kimpalan berpelindung gas dan proses lain, dan prapemanasan dan rawatan haba diperlukan selepas kimpalan untuk mengelakkan keretakan.
Rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan: Kekal stabil dalam julat suhu operasi -20℃ hingga 450℃, sesuai untuk persekitaran media menghakis seperti asid dan alkali.
Ringan dan kekuatan tinggi: Melalui reka bentuk pengaloian rendah, sambil mengurangkan berat struktur, kapasiti galas tekanan dipertingkatkan dan kos pembuatan peralatan dikurangkan.
Senario yang berkenaan: peralatan utama dalam bidang petrokimia, dandang loji kuasa, loji kuasa nuklear, penjanaan kuasa hidro, dan sebagainya, seperti reaktor, penukar haba, tangki sfera, bekas tekanan reaktor nuklear, dram dandang, dan sebagainya.
2. Komponen utama, parameter prestasi dan sifat mekanikal
Komposisi kimia (analisis lebur):
C (karbon): ≤0.25% (≤0.20% apabila ketebalan ≤25mm)
Mn (mangan): 1.07%-1.62% (1.15%-1.50% apabila ketebalan ≤25mm)
P (fosforus): ≤0.035% (sesetengah piawaian memerlukan ≤0.025%)
S (sulfur): ≤0.035% (sesetengah piawaian memerlukan ≤0.025%)
Si (silikon): 0.13%-0.45%
Mo (molibdenum): 0.41%-0.64% (sesetengah piawaian memerlukan 0.45%-0.60%)
Ni (nikel): 0.40%-0.70% (julat ketebalan tertentu)
Parameter prestasi:
Kekuatan tegangan: 550-690 MPa (80-100 ksi)
Kekuatan hasil: ≥345 MPa (50 ksi)
Pemanjangan: ≥15% apabila panjang tolok ialah 200mm, ≥18% apabila panjang tolok ialah 50mm
Keadaan rawatan haba: Penghantaran dalam keadaan normalisasi, normalisasi + pembajaan atau keadaan penggelek terkawal, rawatan normalisasi diperlukan apabila ketebalan >50mm.
Kelebihan prestasi mekanikal:
Keseimbangan kekuatan dan ketahanan yang tinggi: Pada kekuatan tegangan 550-690 MPa, ia masih mengekalkan pemanjangan ≥18%, memastikan keupayaan peralatan untuk menahan patah rapuh.
Struktur butiran halus: Memenuhi keperluan saiz butiran halus piawaian A20/A20M dan meningkatkan ketahanan hentaman suhu rendah.
3. Kes aplikasi dan kelebihannya
Industri petrokimia:
Kes aplikasi: Sebuah perusahaan petrokimia menggunakan plat keluli SA302GrB untuk mengeluarkan reaktor tekanan tinggi, yang telah berjalan secara berterusan selama 5 tahun pada 400℃ dan 30 MPa tanpa retakan atau ubah bentuk.
Kelebihan: Rintangan yang sangat baik terhadap kakisan hidrogen dan pengesanan kecacatan ultrasonik 100% pada kimpalan memastikan keselamatan peralatan.
Medan loji kuasa nuklear:
Kes aplikasi: Bekas tekanan reaktor loji kuasa nuklear menggunakan plat keluli SA302GrB dengan ketebalan 120mm. Melalui rawatan penormalan + penyepuhan, rintangan sinaran ditingkatkan sebanyak 30%.
Kelebihan: Kandungan molibdenum 0.45%-0.60% menghalang kerapuhan penyinaran neutron dan memenuhi keperluan spesifikasi ASME.
Medan dandang stesen janakuasa:
Kes aplikasi: Sebuah dram dandang superkritikal menggunakan plat keluli SA302GrB, yang beroperasi pada 540℃ dan 25 MPa, dan jangka hayatnya dilanjutkan kepada 30 tahun.
Kelebihan: Kekuatan jangka pendek suhu tinggi mencapai 690 MPa, iaitu 15% lebih ringan daripada keluli karbon dan mengurangkan penggunaan tenaga.
Bidang penjanaan kuasa hidro:
Kes aplikasi: Paip air tekanan tinggi stesen kuasa hidro menggunakan plat keluli SA302GrB dan lulus 200,000 ujian keletihan dalam persekitaran -20℃ hingga 50℃.
Kelebihan: Ketahanan hentaman suhu rendah (≥27 J pada -20℃) memenuhi keperluan iklim ekstrem di kawasan pergunungan.
4. Keselamatan, perlindungan alam sekitar dan kepentingan perindustrian
Keselamatan:
Lulus ujian hentaman ASTM A20 (tenaga hentaman V-takik ≥34 J pada -20℃), memastikan risiko patah rapuh suhu rendah adalah kurang daripada 0.1%.
Kekerasan zon kimpalan yang terjejas haba ialah ≤350 HV untuk mencegah keretakan yang disebabkan oleh hidrogen.
Perlindungan alam sekitar:
Kandungan molibdenum sebanyak 0.41%-0.64% mengurangkan penggunaan nikel dan mengurangkan pelepasan logam berat.
Mematuhi arahan RoHS EU dan melarang penggunaan bahan berbahaya seperti plumbum dan merkuri.
Kepentingan perindustrian:
Ia menyumbang 25% daripada pasaran plat keluli bekas tekanan global dan merupakan bahan utama untuk penyetempatan kuasa nuklear dan peralatan petrokimia.
Menyokong aplikasi julat suhu yang luas dari -20℃ hingga 450℃, dan meningkatkan kecekapan operasi peralatan sebanyak 15%-20% berbanding keluli karbon tradisional.
Kesimpulan
Plat keluli SA302GrB telah menjadi bahan teras peralatan suhu tinggi dan tekanan tinggi perindustrian moden kerana kekuatannya yang tinggi, rintangan kakisan dan mudah dikimpal. Keseimbangan keselamatan, perlindungan alam sekitar dan keberkesanan kosnya menjadikannya sangat diperlukan dalam bidang kuasa nuklear, petrokimia, tenaga, dan sebagainya, dan ia memacu pembangunan peralatan perindustrian ke arah yang lebih cekap dan selamat.
Masa siaran: 04 Jun 2025