13MnNiCrMoNbg: The Alchemy of Steam And Steel

Ο χάλυβας λέβητα 13MnNiCrMoNbg είναι ένα κράμα που παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον πυρήνα ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, μετατρέποντας το νερό σε υπέρθερμο ατμό.

Κάθε στοιχείο παίζει τον ρόλο του:

• Μαγγάνιο (Mn): αποτρέπει την παραμόρφωση κατά τις υπερτάσεις πίεσης.

• Νικέλιο (Ni): Προσθέτει σκληρότητα στη δομή και αποτρέπει το εύθραυστο κάταγμα σε περίπτωση απότομης πτώσης της θερμοκρασίας.

• Χρώμιο (Cr) και μολυβδαίνιο (Mo): Σχηματίζουν μια πυρίμαχη συμμαχία που αποτρέπει τον ερπυσμό σχηματίζοντας καρβίδια σε θερμοκρασίες πάνω από 400°C στον ατμό.

• Το νιόβιο (Nb) εξευγενίζει τους κόκκους και κλειδώνει τα όρια κατά της κούρασης.

Η κατασκευή αυτού του χάλυβα απαιτεί γνώση των ιδιοτήτων του.

• Τεχνική συγκόλλησης. Μόνο ηλεκτρόδια χαμηλής περιεκτικότητας σε υδρογόνο (E8018-G) μπορούν να χρησιμοποιηθούν με αυτό το μέταλλο.

• Διαμόρφωση ασθενούς: Η ακτίνα ψυχρής κάμψης είναι μεγαλύτερη από το χειροκίνητο πρότυπο και η ελεγχόμενη κανονικοποίηση μετά από θερμή διαμόρφωση στους 900°C αποκαθιστά τη φυσική ευθυγράμμιση του χάλυβα.

• Κοπή χωρίς ουλές: Το τόξο πλάσματος αλέθεται και οι άκρες γυαλίζονται με λέιζερ για να εξαλειφθούν οι μικρορωγμές που μπορούν να προκαλέσουν στρες.

Γιατί αυτός ο χάλυβας μπορεί να αντέξει τις υψηλές θερμοκρασίες στο κέντρο του λέβητα:

• Στην κεφαλή του υπερθερμαντήρα, μπορεί να αντέξει θερμοκρασίες ατμού 570°C, διατηρώντας παράλληλα την αντοχή διαρροής που θα προκαλούσε τη στιγμιαία τήξη του συνηθισμένου ανθρακούχου χάλυβα σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες ατμού.

• Μέσα στην κουτάλα, ο χάλυβας διατηρεί επίσης την επιφάνειά του κατά τη διάρκεια της θερμικής ανακύκλωσης, με 10.000 εκκινήσεις/διακοπές να μην αφήνουν κανένα ίχνος στη μικροδομή του.

• Στις αρθρώσεις συγκόλλησης, η χημεία του κράματος αποτρέπει τη διάβρωση λόγω καταπόνησης (SCC), η οποία συμβαίνει με άλλους χάλυβες.

Το ιδιαίτερο με αυτό το χάλυβα δεν είναι τα πιστοποιητικά δοκιμής, αλλά η πραγματική χρήση του. Η ευθραυστότητα του υδρογόνου αποτρέπεται από ένα φράγμα καρβιδίου του μολυβδαινίου. Η σπηλαίωση λόγω ερπυσμού αποτρέπεται από τα όρια των κόκκων, τα οποία σταθεροποιούνται από το νιόβιο. Η θερμική κόπωση αντιστοιχεί στη σκληρότητα του νικελίου με προθερμασμένη εκκίνηση στους μείον 10°C. Η αριστεία του χάλυβα επιβεβαιώνεται από το γεγονός ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η υπεροχή του χάλυβα επιβεβαιώνεται από χρόνια απρόσκοπτης λειτουργίας - χωρίς βαθουλώματα στα τοιχώματα του τυμπάνου, χωρίς διαρροές στις αρθρώσεις, ο στρόβιλος κινείται μόνο με ατμό και ο χάλυβας παραμένει αμετάβλητος υπό πίεση.