Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The stress and strain distribution in X10CrMoVNb9-1 power engineering steel after long time degradation studied by the ESPI system

Kopec Mateusz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2022

|

Vol. 70, nr 3

art. no. e141181

EN

Maintenance of assets and equipment in power plants is essential for their safety and is required to help the plant stay active. In this paper, the specimens manufactured from a pipe of X10CrMoVNb9-1 (P91) power engineering steel in the as-received state and after operating for 80 000 h at internal pressure of 8.4 MPa and temperature of 540ºC were subjected to tests using electronic speckle pattern interferometry (ESPI) under static loading of up to 2.5 kN. Such a procedure enables assessment of strain and stress distribution maps to compare material integrity in the as-received state and after exploitation in its elastic range. The measurements conducted showed no effect of long time operation on the mechanical response of P91 steel under the power installations conditions since the field strain distributions for each type of specimen were found to be similar.

2

Mechanical properties of P91 and PB2 steel after long-term ageing at 620°C

Golański Grzegorz

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 3

2--6

EN

The article presents the results of research on mechanical properties of martensitic steels, X10CrMoVNb9-1 (P91) and X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2), as-received and after 50,000 hours of ageing at 620˚C. The scope of the tests of mechanical properties included a Vickers hardness test, Charpy impact test, and static tensile test. As received, the investigated steels were characterised by relatively high mechanical properties. The long-term effect of temperature and time contributed to a relatively slight decrease in the strength properties and hardness of the tested steels. However, a considerable decrease in the ductility of these alloys was observed. The decrease in mechanical properties after long-term ageing was smaller in the case of the PB2 steel, which was attributed to the beneficial effect of microalloying boron.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych stali martenzytycznych X10CrMoVNb9-1 (P91) i X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) w stanie dostawy oraz po 50 000 godzinach starzenia w temperaturze 620˚C. Zakres badań właściwości mechanicznych obejmował pomiar twardości metodą Vickersa, próbę udarności oraz statyczną próbę rozciągania. W stanie dostawy badane stale charakteryzowały się względnie wysokimi właściwościami mechanicznymi. Długotrwałe oddziaływanie temperatury i czasu przyczyniło się do względnie niewielkiego spadku właściwości wytrzymałościowych i twardości badanych stali. Obserwowano natomiast znaczące obniżenie ciągliwości tych stopów. Spadek właściwości mechanicznych po długotrwałym starzeniu był mniejszy w przypadku stali PB2, co przypisano korzystnemu działaniu mikrododatku boru.

3

Suitability of DIC and ESPI optical methods for monitoring fatigue damage development in X10CrMoVNb9-1 power engineering steel

Kopec M., Brodecki A., Kukla D., Kowalewski Z. L.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 4

542--554

EN

The aim of this research was to compare the effectiveness of two different optical measurement techniques (digital image correlation-DIC and electronic speckle pattern interferometry-ESPI) during fatigue damage development monitoring in X10CrMoVNb9-1 (P91) power engineering steel for pipes. The specimens machined from the as-received pipe were subjected to fatigue loadings and monitored simultaneously using DIC and ESPI techniques. It was found that DIC technique, although characterised by lower resolution, was more effective than ESPI. DIC allows to monitor the fatigue behaviour of steel specimens and accurately indicate the area of potential failure even within the initial stage of fatigue damage development.

4

The effect of post-weld heat treatment temperature on the structure and hardness of joints made in steel 10CrMoVNb9-1

Kotarska Aleksandra, Górka Jacek, Walczak Tomasz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2020

|

Vol. 64, No. 2

7--12

EN

The article discusses the effect of annealing temperature applied during heat treatment as well as the suitability of preheating before the welding of butt joints in pipes (having a diameter of 33.7 mm and a wall thickness of 4.5 mm) made of steel X10CrMoVNb9-1 (P91). In the article, the structure and properties of a joint subjected to heat treatment performed in accordance with manufacturing standards concerning power unit elements are compared with those of a joint not subjected to heat treatment. The welding process discussed in the paper was based on the TIG method and involved the use of filler metal Thermanit MTS 3 (W Cr Mo 91). The material of steel X10CrMoVNb9-1 after welding and not subjected to heat treatment is both very hard and brittle. Because of the fact that the power engineering steel of the above-presented characteristics cannot be exposed to the effect of a high-pressure and high-temperature medium (due to possible crack formation), the welding of such steel should be followed by appropriate post-weld heat treatment.

PL

Poddano ocenie wpływ temperatury wyżarzania podczas obróbki cieplnej oraz zasadności zastosowania podgrzewania wstępnego przed spawaniem złączy doczołowych rur ze stali X10CrMoVNb9-1 (P91) o średnicy 33,7 mm i grubości ścianki 4,5 mm. Porównano struktury i własności złącza po obróbce cieplnej wykonanej zgodnie z normami wykonawczymi dla elementów bloków energetycznych ze strukturą i własnościami złącza niepoddanego obróbce cieplnej. Proces spawania przeprowadzono metodą TIG przy użyciu materiału dodatkowego Thermanit MTS 3 (W Cr Mo 91). Materiał stali X10CrMoVNb9-1 po spawaniu i bez obróbki cieplnej jest bardzo twardy i kruchy. Stal energetyczna w takim stanie nie sprawdzi się w warunkach oddziaływania dużego ciśnienia medium o wysokiej temperaturze i może to być przyczyną powstania pęknięć, dlatego też odpowiednia obróbka cieplna po spawaniu jest konieczna.

5

A comparative study of two nuclear steel grades welded joints

Sirohi Sachin, Pandey Chandan, Goyal Amit

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

583--593

EN

In present work, two nuclear grade steel (P91, P92) are joined using the arc welding process. The welded joints were subjected to the heat treatment in order to restore the mechanical properties and overcome the heterogeneity across the joints. The weldments were studied for microstructure evolution and mechanical behavior under different condition of heat treatment. The variation in mechanical behavior obtained for the welded joints were tried to relate the microstructural evolution. After the normalizing based heat treatment, homogeneity with negligible δ ferrite across the welded joints was observed.

6

Microstructural aspects of long-term ageing of martensitic 9% Cr steel with and without boron addition

Golański Grzegorz, Merda Agata, Klimaszewska Klaudia

Journal of Metallic Materials

|

2019

|

Vol. 71, no. 1

27--33

EN

The study covered 9% Cr martensitic steels - X10CrMoVNb9-1 (P91) and X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) after long-term ageing at the temperature of 620°C and soaking time up to 50,000 hours. The microstructural investigations of the tested steels were carried out using a TITAN 80-300 transmission electron microscope. The analysis of the changes in the microstructure included the identification of precipitates and computer image analysis: the measurement of dislocation density and mean diameter of the precipitates. The tests showed that the analysed steels still retained the lath martensitic microstructure, but also the processes of matrix softening were observed. The microstructure of the examined steels also showed numerous precipitates with various morphologies. The micro-addition of boron in the PB2 steel, compared with the P91 steel, influenced the retardation of the microstructure degradation processes through the limitation of the growth of M23C6 precipitates and Laves phase. This resulted in a slowdown in the processes of recovery and polygonisation of the matrix of the tested steel.

PL

Badaniu poddano martenzytyczne stale typu 9% Cr - X10CrMoVNb9-1 (P91) oraz X13CrMoCoVNbNB9-2-1 (PB2) po długotrwałym starzeniu w temperaturze 620°C i czasie wygrzewania do 50 000 godzin. Badania mikrostrukturalne badanych stali przeprowadzono za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego TITAN 80–300. Analiza zmian w mikrostrukturze obejmowała identyfikację wydzieleń oraz komputerową analizę obrazu: pomiar gęstości dyslokacji i średniej średnicy wydzieleń. Przeprowadzone badania wykazały, że analizowane stale posiadały nadal zachowaną listwową mikrostrukturę martenzytyczną, ale także obserwowano procesy mięknięcia osnowy. W mikrostrukturze badanych stali widoczne były również liczne wydzielenia o różnej morfologii. Mikrododatek boru w stali PB2 w porównaniu do stali P91 wpłynął na spowolnienie procesów degradacji mikrostruktury poprzez ograniczenie wzrostu wydzieleń M23C6 i fazy Lavesa. Wpłynęło to na spowolnienie procesów zdrowienia i poligonizacji osnowy badanej stali.

7

High Temperature Oxidation Process of P91 Steel in CO2 Atmosphere Containing SO2

Kominko H., Jaroń A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1597--1602

EN

In order to improve the efficiency of power generation system and reduce CO2 emissions power plants work at high temperature and pressure. Under such conditions modified steel 9Cr, which fulfils the requirements concerning creep resistance, isused. However, Cr2O3 formed on the steel does not protect the construction material in the atmosphere which contains CO2 and SO2. The aim of the experiment was to study the behaviour of P91 steel in CO2 atmosphere with the addition of 1% and 5 vol.% of SO2 at different temperatures (700, 800 and 900°C). It was concluded that the corrosion rate of P91 steel is increasing with a rise in temperature. Scales formed in CO2 atmosphere at 900°C contain a mixture of iron oxides in the outer layer and chromium-iron spinel in the inner layer. The FeS and Ni were found in the inner zone of scales formed in SO2 atmosphere.

8

Softening mechanism of P91 steel weldments using heat treatments

Pandey Chandan, Mahapatra Manas Mohan, Kumar Pradeep, Daniel F., Adhithan B.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 2

297--310

EN

The tungsten inert gas welded P91 steel welded joints were subjected to the two different type of heat treatments including the postweld direct tempering (PWDT) and re-austenitizing based tempering (PWNT) treatment. The microstructure of weld fusion and heat affected zone (HAZ) were characterized in different heat treatment conditions using optical microscope and scanning electron microscope. For as-welded joint, a great heterogeneity was observed in microstructure and mechanical properties across the weldments. The Charpy toughness of the as-welded joint was measured much lower than the minimum recommended value of 47 J and it was measured 8 ± 5 J. The PWHTs have found a beneficial effect in decreasing the microstructure heterogeneity across the welded joint and improving the mechanical properties. The PWDT resulted in a drastic improvement in the Charpy impact toughness of the welded joint and it was measured 59 ± 5 J which was higher than the minimum required value of 47 J but still inferior than the base metal. The δ ferrite still remained in overlap zone of the weld fusion zone. The PWNT treatment resulted in homogeneous microstructure and hardness variation across the welded joint in transverse direction and Charpy impact toughness (149 ± 6 J) exceeded than that achieved in base metal.

9

The influence of pulsating tensile stress on residual magnetic field of P91 steel samples

Złocki A., Roskosz M., Kwaśniewski J.

Advances in Materials Science

|

2019

|

Vol. 19, nr 2(60)

72--82

EN

Measurements of Residual Magnetic Field RMF (the tangential component parallel to the load direction) were taken on the surface of P91 steel plate samples (X10CrMoVNb9-1) subjected to periodic pulsating tensile cyclic loads with the use of flux-gate and magnetoimpedance sensors, and preliminary measurement results are compiled and analyzed. The study investigates how the microstructure and load cycle parameters affect the RMF changes due to stress variations. Each combination of parameters: microstructure and load cycle corresponds to the characteristic variability pattern of magnetization and its maximum and minimum values.

10

Analiza numeryczna pełzania wysokotemperaturowego złącza spawanego wykonanego ze stali P91

Sławiński D., Badur J.

Instal

|

2018

|

nr 1

20--25

PL

W pracy przedstawiono wyniki szacowania stopnia degradacji złącza spawanego wykonanego ze stali P91. W modelu numerycznym wyszczególniono strefy: materiału rodzimego (BM), wpływu ciepła (HAZ) oraz materiału spoiny (WM). Model zawierał procedurę szacowania utraty żywotności złącza pod wpływem pełzania wysokotemperaturowego w II i III stadium. Proces pełzania opisano zgodnie z modelem Nortona-Bailey, natomiast ewolucję parametru zniszczenia opisano zależnością podaną przez Robotnova i Kaczanova. Naprężenia zredukowane wyliczono według autorskiej procedury opartej na definicji naprężeń zredukowanych podanych przez Gursona i Bieleckiego. Zastosowany model numeryczny zweryfikowano na wynikach eksperymentu. Dla określenia stopnia degradacji niskocyklowej zaimplementowano do kodu numerycznego procedurę szacującą parametr Larsona-Millera (LMP).

EN

In this paper have been presented results of degradation weld joint made on P91 steel. In numerical model specified characteristic zone: Base Material (BM), Heat Affected Zone (HAZ), Weld Material (WM). The numerical model has a procedure of estimation degrees of damage from II and III stadium of high temperature creep. Process of creep wrote according to Norton Bailey law and evolution of damage parameter described by Kaczanov and Robotnov formula. Equivalent of stress estimated by authorial procedure based on Gurson and Bielecki formula. Numerical model have been verified from the results of experiment. For the describe the degrees of low cycle damage we are implemented procedure had been calculating Larson Miller Parameter (LMP).

11

Spawanie laserowe rur ożebrowanych ze stali martenzytycznej P91

Łyczkowska K., Adamiec J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 5

35--40

PL

Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w Europie wymaga ciągłego poszukiwania nowych źródeł energii, rozwiązań konstrukcyjnych oraz technologicznych. Utrzymanie dotychczasowego poziomu produkcji energii elektrycznej wymaga modernizacji eksploatowanych jednostek oraz budowy nowych bloków na parametry nadkrytyczne i ultranadkrytyczne. Podwyższenie sprawności termicznej przy jednoczesnej redukcji kosztów energii możliwe jest dzięki zastosowaniu rur ożebrowanych na wymienniki ciepła. W pracy przedstawiono technologie wytwarzania rur ożebrowanych, ze szczególnym uwzględnieniem innowacyjnej technologii spawania laserowego opracowanej w Energoinstal SA. Wykorzystanie laserów dyskowych dużej mocy pozwala na spawanie rur ożebrowanych ze stali martenzytycznej P91. Rury takie są elementem wymienników ciepła o dużym potencjale stosowania, ze względu na właściwości, żarowytrzymałość i żaroodporność. W pracy przedstawiono wyniki prób technologicznych spawania laserowego rur ożebrowanych ze stali P91 przeprowadzone w Energoinstal SA. Stwierdzono, że opracowany sposób spawania laserowego spełnia wymagania jakości i może być rozważany do kwalifikowania technologii spawania stali P91 bez obróbki cieplnej.

EN

The increase in demand for electric power in Europe necessitates constant research into new sources of energy and constructional and technological solutions. Maintaining the current level of electric power generation requires the modernization of units which are currently in service and the construction of new supercritical and ultra-supercritical power units. Increasing thermal efficiency while reducing the cost is possible due to the use of finned tubes in heat exchangers. This work describes finned tube production technologies with a particular emphasis on the innovative laser welding technology developed at Energoinstal S.A. The use of high-power disk lasers enables welding of finned tubes made of the P91 martensitic steel. Laser-welded finned tubes of P91 are heat exchanger components with a high potential for application due to their creep and heat resistance. The paper presents the results of technological tests of laser welding of P91 finned tubes, performed at Energoinstal SA. It has been found that the laser welding technology developed meets the relevant quality requirements and may be considered in terms of qualification of the P91 welding procedure without heat treatment.

12

Evaluation of strain distribution for the P91 steel under static load using espi system

Grzywna P., Kukla D.

Advances in Materials Science

|

2014

|

Vol. 14, nr 4(42)

28--39

EN

The goal of the research was to evaluate the change of displacement/strain phases in the P91 steel under static load conditions. Undertaken tests were aimed at estimation and analysis of the impact of the material state, which was subjected to loading conditions, on the distribution of stress pattern using ESPI system. Specimen made of high temperature creep resistant steel X10CrMoVNb9-1 (P91) used as a construction material for boiler steam feed heaters, vapor tanks, pressure vessels and vapor pipelines, is used in the service conditions of temperature range up of 650°C. Test samples were taken from two P91 steel pipes. One sample came from a segment of a pipeline transporting fresh vapor in time 80 000 h, under the pressure of 8.4 MPa and temperature 540 °C. The second sample was the same material but in the delivery state.

13

Adhezja warstw tlenkowych powstałych na stali długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze

Gwoździk M., Nitkiewicz Z.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 11

769--771

PL

Materiał do badań stanowiła stal P91 eksploatowana w temperaturze 535°C w czasie 70 000 godzin. Przeprowadzono charakterystykę mechanicznych właściwości warstwa tlenków (zewnętrzna strona ścianki rury – od strony spalin) – stal (podłoże) na podstawie badań za pomocą Scratch Testu. Określono przyczepność warstw tlenkowych, siłę tarcia, współczynnik tarcia, głębokość zarysowania.

EN

P91 steel operated at the temperature of 535°C during 70 000 hours was the studied material. Mechanical properties of the oxides layer on the outside surface of tube wall – on the flue gas side) – steel (substrate) were characterised (on the basis of scratch tests. The adhesion of oxide layers, friction force, friction coefficient, scratching depth were determined.

14

Analysis of crystallite size and lattice deformations changes in an oxide layer on P91 steel

Gwoździk M., Nitkiewicz Z.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

31-34

EN

The paper contains results of studies on X-ray diffraction analysis XRD (studying the phase composition, crystallite sizes and lattice deformations) of oxide layers on P91 steel, operated for a long time at an elevated temperature (T = 535°C, t = 70,000 h). X-ray studies were carried out on the inner surface of a tube, and then the layer surface was polished down to 3.5 um and the diffraction measurements were performed again to determine individual oxide layers. It has been found that a three-zone oxide layer is formed as a result of long-term operation of P91 steel at the temperature of 535°C. Hematite occurs on the inner surface of the tube. Then magnetite appears below hematite. Going deeper into the layer there is a spinel, i.e. a mixture of magnetite and chromite. A visible decay of total intensity for Fe2O3 is observed already at the polishing depth of 3.5 um. In the case of Fe3O4 and FeCr2O4 an increase in total intensity is observed already from 7 um, what manifests in narrowing the diffraction line and hence in increasing the crystallites size and in the relaxation of stresses in this oxide layer. The broadening of a diffraction line caused by a small size of crystallites is expressed by the Scherrer relationship. Instead, the beta2 broadening resulting from lattice distortions (relaxation of stresses) was determined from the Taylor relationship.

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej XRD (badanie składu fazowego, wielkości krystalitów i odkształceń sieciowych) warstw tlenkowych na stali P91 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze (T=535 C, t=70000h). Badania rentgenograficzne przeprowadzono na powierzchni wewnętrznej rury, następnie powierzchnie warstwy spolerowywano na głebokość 3,5 um i ponownie wykonywano pomiary dyfrakcyjne w celu określenia poszczególnych warstw tlenkowych. Stwierdzono, ze w wyniku długotrwałej eksploatacji stali P91 w temperaturze 535 C powstaje trójstrefowa warstwa tlenków. Na powierzchni wewnętrznej rury występuje hematyt. Następnie poniżej hematytu pojawia sie magnetyt. Idąc dalej w głąb warstwy występuje spinel, tj. mieszanina magnetytu i chromitu. Widoczny zanik intensywności całkowitej dla Fe2O3 obserwuje się już na głębokości polerowania 3,5 um. W przypadku Fe3O4 i FeCr2O4 od 7 _m obserwuje się już wzrost intensywności całkowitej, co przejawia się zwężeniem linii dyfrakcyjnej, a tym samym zwiększeniem wielkości krystalitów i relaksacja naprężeń w tej warstwie tlenków. Poszerzenie linii dyfrakcyjnej spowodowane mała wielkością krystalitów wyraża się zależnością Scherrera. Natomiast zwężenie wynikające ze zniekształceń sieciowych (relaksacji naprężeń) wyznaczono z zależności Taylora.

15

Ocena rozwoju degradacji zmęczeniowej stali P91 na podstawie zmian kąta fazowego sygnału prądowirowego

Kukla D., Grzywna P., Zagórski A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 13

8-11

PL

Badania dotyczyły oceny możliwości monitorowania rozwoju degradacji stali P91 pod wpływem zmiennych obciążeń cyklicznych, na podstawie zmian wartości kąta fazowego sygnału prądowirowego mierzonej w kolejnych cyklach zmęczeniowych. Na podstawie badań zależności wartości kąta fazowego sygnału prądowirowego od stanu naprężeń (rozciągających i ściskających) w próbce poddanej obciążeniem zmęczeniowym stwierdzono niemal liniowy wpływ wielkości i kierunku naprężenia na ten parametr. Badania w zakresie oceny stopnia uszkodzenia zmęczeniowego próbek realizowano podczas zatrzymania prób zmęczeniowych po określonej liczbie cykli, przy zerowej sile obciążenia, w kilku miejscach, wzdłuż osi głównej próbki. Na tej podstawie możliwa była lokalizacja miejsc rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych przed powstaniem pęknięcia.

EN

The investigations concerned the possibility of monitoring the degradation of P91 steel during cyclic loading, based on the changes in phase angle of eddy current signal measured at successive fatigue cycles. The investigations of the influence of the stress state (compressive and tensile) in the sample on the values of phase angle evidence almost linear dependence of this parameter and the value and direction of the stress. The estimation of the fatigue failure degree of the samples was realized after specified number of cycles. The measurements were performed in several points along the principal axis of the sample. Based on this investigations, it was possible to detect the zones in which the fatigue failure were evolved, before fracture occurred.

16

Ilościowa analiza porowatości występującej w warstwie tlenków powstałej na stali P91

Gwoździk M., Kolan C.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

928--931

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących ilościowej analizy porowatości występującej W warstwie tlenków (od strony przepływającego medium - wewnętrzna strona ścianki rury) powstałej na stali X10CrMoVNb9-1 (P91) eksploatowanej W temperaturze 535 °C W czasie 70 000 godzin. Podczas długotrwałej eksploatacji na badanej stali powstaje Warstwa tlenków zbudowana z hematytu, magnetytu i spinelu. Stwierdzono, że największą porowatość wykazuje magnetyt.

EN

The paper contains results of studies on quantitative analysis of porosity present in the oxide layer (from the ﬂowing medium - inside the pipe wall) formed on X10CrMo WW99-1 (P91) steel operated at the temperature of 535°C during 70 000 hours. lt has been found that an oxide layer (hematite, magnetite, spinel) is formed as a result of long-term operation. lt has been found that magnetite has the highest porosity.

17

Charakterystyka warstw tlenkowych powstałych na stali P91 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze

Gwoździk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 2

128-131

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących analizy powstawania warstw tlenkowych na stali P91 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze. Wykonano rentgenowskie badania strukturalne (XRD) (rys. 6). Badania rentgenograficzne przeprowadzono na powierzchni wewnętrznej rury, następnie powierzchnię warstwy spolerowywano na głębokość 3÷4 mm i ponownie wykonywano pomiary dyfrakcyjne w celu określenia poszczególnych warstw tlenkowych. Przeprowadzono obserwacje mikroskopowe za pomocą mikroskopu świetlnego (rys. 2÷4, 7, 8). Analizę składu chemicznego materiału rodzimego wykonano metodą emisyjnej spektroskopii iskrowej (tab. 1), natomiast poszczególnych warstw tlenkowych na mikroskopie skaningowym (EDS) (tab. 2). Badania miały na celu określenie rodzaju poszczególnych warstw tlenkowych powstałych na badanej stali. Stwierdzono, że w wyniku długotrwałej eksploatacji stali P91 w temperaturze 535°C powstaje trójstrefowa warstwa tlenków. Na powierzchni wewnętrznej rury występuje hematyt. Następnie poniżej hematytu pojawia się magnetyt. Idąc dalej w głąb warstwy występuje spinel, tj. mieszanina magnetytu i chromitu.

EN

The paper contains results of studies into the formation of oxide layers on P91 steel long-term operated at an elevated temperature. X-ray structural examinations (XRD) were carried out (Fig. 6). X-ray studies were carried out on the inner surface of the tube, and then the layer surface was polished down to 3÷4 ?m and the diffraction measurements were performed again to determine individual oxide layers. Microscope observations using an light microscope were performed (Fig. 2÷4, 7, 8). The native material chemical composition was analyzed by means of emission spark spectroscopy (Tab. 1), while that of individual oxide layers on a scanning microscope (EDS) (Tab. 2). Examinations were aimed at determination of the type of individual oxide layers formed on the steel studied. It has been found that a three-zone oxide layer is formed as a result of long-term operation of P91 steel at the temperature of 535°C. Hematite occurs on the inner surface of the tube. Then magnetite appears below hematite. Going deeper into the layer there is a spinel, i.e. a mixture of magnetite and chromite.

18

Charakterystyka odporności na zarysowanie warstwy tlenkowej powstałej na stali P91

Gwoździk M., Nitkiewicz Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

435-438

PL

Materiał do badań stanowiła stal P91 (X10CrMoVNb9-1) eksploatowana w temperaturze 535°C przez 70 000 godzin. Przeprowadzono charakterystykę mechanicznych właściwości układu warstwa tlenków-stal (podłoże) na podstawie badań za pomocą testu zarysowania. Określono przyczepność warstw tlenkowych, siłę tarcia, współczynnik tarcia, głębokość zarysowania, a także wyznaczono siłę, przy której warstwa uległa delaminacji.

EN

P91 (X10CrMoVNb9-1) steel operated at the temperature of 535°C during 70,000 hours was the studied material. Mechanical properties of the system oxides layer-steel (substrate) were characterised on the basis of scratch tests. The adhesion of oxide layers, friction force, friction coefficient, scratching depth were determined as well as the force at which the layer was delaminated.

19

Analiza zdefektowania warstw tlenkowych na stali X10CrMoVNb9-1 długotrwale eksploatowanej w temperaturze 535°C

Gwoździk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

432-434

PL

W pracy przedstawiono wyniki obserwacji mikrostruktury warstw tlenkowych powstałych na stali X10CrMoVNb9-1 eksploatowanej w temperaturze 535°C przez 70 000 godzin. Badania mikroskopowe warstwy tlenków przeprowadzono na przekroju przy powierzchni wewnętrznej ścianki rury za pomocą mikroskopu świetlnego GX41 firmy Olympus. Stwierdzono, że podczas długotrwałej eksploatacji stali X10CrMoVNb9-1 następuje degradacja warstwy tlenków przez powstawanie porów i szczelin, co z kolei prowadzi do łuszczenia oraz wykruszania tych warstw.

EN

The paper presents results of observations of oxide layers microstructure, formed on X10CrMoVNb9-1 steel operated at the temperature of 535°C during 70,000 hours. The microscopic examinations of the oxides layer were performed on a cross-section close to the internal surface of tube wall using an Olympus GX41 light microscope. It has been found that during a long- -term operation of X10CrMoVNb9-1 steel the oxide layer is subject to degradation by the origination of pores and cracks, leading then to such layers spalling and chipping.

20

Zastosowanie techniki symulacji oraz modelowania numerycznego w badaniach różnych obszarów strefy wpływu ciepła stali przy spawaniu wielowarstwowym.

Łomozik M.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2005

|

R. 49, nr 2

52-57

PL

Przedstawiono charakterystykę cyklu cieplnego spawania oraz omówiono zjawiska zachodzące w obszarze SWC przy spawaniu wielowarstwowym. Ponadto podano przykłady wyników badań mających na celu określenie własności plastycznych obszarów SWC stali P91 w oparciu o technikę symulacji oraz przykłady wyników modelowania numerycznego zjawisk cieplnych w SWC przy zastosowaniu programu ANSYS 5.6.

EN

The characteristics of a welding thermal cycle are presented as well as the phenomena which occur in the HAZ during multi-pass welding. Examples of examination results aimed at the determination of HAZ plastic properties in P91 steel by using the simulation technique are given and also some results of numerical modeling of thermal fields and cycles in the HAZ by means of ANSYS 5.6 programme.