Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kumar Amit, Pandey Shailesh M., Pandey Chandan

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e54, 2023

EN

A dissimilar joint of martensitic grade P92 and Ni-based Inconel 617 (IN617) alloy are employed commonly in advanced ultra-supercritical (AUSC) units to fabricate thick section components such as steam pipes and turbine rotors. This study investigated the weldability of the IN617 alloy and P92 steel dissimilar welds. Ni-based superalloy ERNiCrMo-3 filler was used to attempt the dissimilar joining for conventional V groove and narrow groove design by employing the gas tungsten arc welding (GTAW) process. The weld metal for the capping pass, backing pass, and near the interface showed the columnar and cellular grains while equiaxed grains are observed corresponding to root and filling passes. The energy dispersive spectroscopy and Electron probe micro-analyzer (EMPA) study confirmed the segregation of the Nb and Mo particles in inter-dendritic spaces and resulted in the formation of the Nb-rich NbC and laves phases and Mo-rich phases. The EDS line map and EPMA study of the P92 interface showed a sharp increase in Cr, Mo, and Ni concentration and a steep decrease in Fe concentration as moving from P92 base metal to weld metal. A negligible diffusion from filler weld to IN617 or vice versa across the IN617 interface was detected. The microhardness gradient along the weldments indicated a sharp rise in hardness value near the P92 fusion boundary due to the formation of the unmixed zone of lower hardness and the P92 coarse-grained heat-affected zone of higher hardness. The weld metal hardness results showed a great variation with an average hardness value for V groove and narrow groove welds of 227 and 262 HV, respectively. The mechanical tests were conducted at the ambient temperatures and data obtained for the weldments were compared with the base metals. The room temperature tensile tests showed the failure from the region of the P92 BM or the interface of P92 BM/weld metal, with joint strength of 646 ± 6 MPa and 747 ± 4 MPa in AW conditions for V groove and narrow groove, respectively. The Charpy impact test (CIT) also showed the variation in impact toughness along the weldments, and the ERNiCrMo-3 filler weld was identified as the weakest region of the welded joint in terms of impact toughness for both the groove designs. The residual stress variation along the thickness of the weld plate was measured using the deep hole drilling (DHT) methods, and the results indicated the peak magnitude of the residual stress for the V groove welded joint. The test results indicated that welded joint produced using ERNiCrMo-3 filler was safe for AUSC power plants' boiler applications for both the groove weld while optimum mechanical properties were measured for narrow groove weld.

2

Autogenous laser-welded dissimilar joint of ferritic/martensitic P92 steel and Inconel 617 alloy: mechanism, microstructure, and mechanical properties

Kumar Amit, Pandey Chandan

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e39, 2022

EN

Dissimilar autogenous welding of ferritic/martensitic P92 steel and Inconel 617 alloy was conducted using the laser beam-welding process. The microstructure evolution such as element segregation, grain size, and precipitate morphology was investigated in different areas of the welded joint for as-welded (AW) and post-weld heat treatment (PWHT) condition by using optical microscopy (OM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM). The tensile strength at room temperature, microhardness variation, and Charpy V impact toughness was evaluated for the welded joint to study the effect of laser beam welding on mechanical properties. Finally, the fractured impact-tested specimen was characterized by FE-SEM. Microstructure observation showed the microstructure heterogeneity across the welded joint. A typical martensitic lath structure devoid of carbide precipitates was observed in P92 HAZ, while Inconel 617 HAZ exhibited the fine-equiaxed austenite grains of average size 24 ± 7 µm with Ti-enriched Ti(C, N) and Mo-enriched carbide precipitates. A columnar and cellular structure consisting of the alloying element segregation in the inter-dendritic areas was observed for the weld metal (WM) near the interface, while the interior WM showed the cellular and equiaxed dendrites along with particles of type NBC, TiC, and M23C6. Fairly good strength and ductility were obtained for the welded joint, and it qualified the ultra-supercritical (USC) boiler requirement. The WM was witnessed as the weakest part of the welded joint for impact strength. However, the impact strength of the WM (61 ± 2 J) was measured higher than the ASME standard value (> 41 J) and EN ISO 3580:2017 standard value (> 47 J) in the AW joint. After the PWHT, a drastic reduction in impact strength of WM (48 ± 3 J) was measured, and it was very close to EN ISO 3580:2017 recommended value of 47 J. The HAZ of P92 and Inconel 617 showed good impact strength for both AW and PWHT joints. The austenitic microstructure in WM exhibited the hardness of 150 ± 8 HV0.5, which was lower than the hardness of P92 and Inconel 617 base metal. The hardness in P92 HAZ was estimated higher than other regions of the weldments (WM and Inconel 617 HAZ). PWHT resulted in a drastic reduction in hardness of P92 HAZ, while WM (154 ± 7 HV0.5) and Inconel 617 HAZ showed a minute change in hardness value. The tensile strength of welded joints for the transverse tensile-tested specimen was also measured higher than the base metal, and fracture was observed in weaker parent metal, i.e., P92 steel for both AW and PWHT joint.

3

Badania nowych materiałów na elementy kotłów o nadkrytycznych parametrach pracy

Dobrzański J., Zieliński A., Purzyńska H., Dziuba-Kałuża M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

106--111

PL

Celem pracy było przedstawienie wybranych charakterystyk materiałowych dotyczących zmian właściwości wytrzymałościowych odniesionych do zmian strukturalnych zachodzących w stali podczas długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania. W opracowaniu mającym charakter przeglądowy zawarte zostały dane dotyczące stali stosowanych do budowy kotłów nadkrytycznych. Przedstawiono wybrane wyniki badań stali T23 (7CrWVMoNb9-6), T24 (7CrMoVTiB10-10), P91 (X10CrMoVNb9-1), P92 (X10CrWMoVNb9-2) VM12 (X12CrCoWVNb12-2-)2 w stanie wyjściowym oraz po długotrwałej ekspozycji w warunkach pełzania.

EN

The purpose of the paper was to present selected material characteristics with regard to changes in strength properties related to structural changes occurring in steel during long-term service under creep conditions. This review includes data concerning steels used for construction of supercritical boilers. Selected test results are presented for T23 (7CrWVMoNb9-6), T24 (7CrMoVTiB10-10), P91 (X10CrMoVNb9-1), P92 (X10CrWMoVNb9-2) and VM12 (X12CrCoWVNb12-2-)2 steels in initial state and after long-term exposure under creep conditions.

4

The Influence of Load History on Durability of P92 Steel Used for the Construction of Energy Pipelines

Cieśla M., Junak G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1853--1857

EN

The research material used in the study was the martensitic creep-resistant steel P92 used for the manufacture of pipes being part of power generation units subject to heavy load. The research problem focused on two issues. The first one was to analyze how the plastic deformation cumulated in the material in low-cycle fatigue conditions affects the characteristics of the material in creep conditions in a temperature of 600ºC. The other one was concerned with analysis of a reverse situation, i.e. how the initial plastic deformation of the material in creep conditions changes the mechanical characteristics of the steel under low-cycle fatigue conditions in a temperature of 600ºC.

PL

W pracy materiałem badawczym była żarowytrzymała stal martenzytyczna P92 wykorzystywana do wytwarzania rur wchodzących w skład wysokoobciążonych bloków energetycznych. Problem badawczy koncentrował się na dwóch zagadnieniach. W pierwszym analizowano jak odkształcenie plastyczne kumulowane w materiale w warunkach procesu zmęczenia niskocyklowego wpływa na charakterystyki materiału w warunkach pełzania w temperaturze 600ºC. W drugim analizowano sytuację odwrotną, tzn. jak wstępna deformacja plastyczna materiału w warunkach pełzania zmienia charakterystyki mechaniczne stali w warunkach zmęczenia niskocyklowego w temperaturze 600ºC.

5

Microstructure and Properties of Dissimilar Welded Joints Made of Steels used in the Power Industry

Pańcikiewicz K., Ziewiec A., Kajda P., Tasak E., Zbroja P.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2014

|

Vol. 58, No. 5

145--150

EN

The article presents the microstructure and properties of dissimilar welded joints of pipes made of the 304HCu (X10CrNiCuNb18-9-3) and P92 (X10CrWMoVNb9-2) steels in the as welded state and after PWHT. The test-related TIG welding was carried out using two filler metals in the form of the Thermanit 304HCu and the EPRI P87 filler metal wires. The tests revealed the significant influence of heat treatment time extension on the decrease in the hardness of the martensitic steel and its HAZ as well as an on the increase in the hardness of the austenitic steel, its HAZ and of the weld made using the Thermanit 304HCu filler metal. The microscopic observations revealed the presence of a carburised zone on the fusion line between the P92 steel and the weld made using the Thermanit 304HCu filler metal wire.

PL

W artykule przedstawiono mikrostrukturę oraz własności połączeń różnoimiennych rur ze stali 304HCu (X10CrNiCuNb18-9-3) i P92 (X10CrWMoVNb9-2) w stanie surowym po spawaniu oraz po obróbce cieplnej. Do spawania metodą TIG wykorzystano dwa materiały dodatkowe – drut Thermanit 304HCu oraz drut EPRI P87. Badania wykazały istotny wpływ wydłużenia czasu obróbki cieplnej na obniżenie twardości stali martenzytycznej i jej SWC oraz wzrost twardości stali austenitycznej, jej SWC i spoiny wykonanej spoiwem Thermanit 304HCu. Obserwacje mikroskopowe ujawniły występowanie strefy nawęglonej na linii wtopienia pomiędzy stalą P92 a spoiną utworzoną przy użyciu drutu Thermanit 304HCu.

6

Właściwości materiałów dodatkowych do spawania stali P92 stosowanych do budowy bloków na parametry super nadkrytyczne

Zhang Z., Holloway G., Marshall A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 4

35-44

PL

Europejskie regulacje w zakresie obniżania emisji szkodliwych gazów do atmosfery mają decydujący wpływ na wymagania stawiane współczesnej energetyce. Poszukiwania efektywnych rozwiązań w zakresie ograniczenia emisji szkodliwych gazów do atmosfery stanowią od wielu lat największe wyzwanie dla współczesnej energetyki, jak również inżynierii materiałowej. Znaczny postęp w tym zakresie dokonał się wraz z wprowadzeniem nowego gatunku stali o 9% zawartości chromu typu T/P91, oraz w kolejnych latach także nowej generacji stali Cr-Mo, w tym charakteryzującą się 25÷30% wyższą odpornością na pełzanie stali T/P92. Wyższa odporność na pełzanie stali P92 umożliwia zastosowanie wyższych wartości parametrów pracy bloku do poziomu parametrów super nadkrytycznych. W artykule przedstawiono najważniejsze informacje na temat charakterystycznych przemian fazowych, doboru materiałów dodatkowych, jak również wpływu parametrów spawania i obróbki cieplnej na udarność.

EN

In order to achieve higher efficiencies and reduce emissions of environmentally damaging gases, new power generation technology requires high pressure and high temperature parameters. These have directly resulted in the introduction of ultra super critical (USC) plant and applications of a series of advanced Cr-Mo creep resistant steels. Among these newly developed ferritic steels, T/P92 has creep strength 25÷30% higher than the currently widely used modified 9% Cr steel T/P91 and has been specified as one of the major alloys for the construction of USC plant. The present paper summaries the important phase transformation characteristics and properties of matching filler metals for T/P92 steel and discusses factors that influence the performance of these weld metals.

7

Doświadczenia przy wykonywaniu doczołowych połączeń spawanych rur ze stali P92 (X10CrWMoVNb9-2) przy użyciu metody MAG (135)

Urzynicok M., Kwieciński K., Jachym R.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2011

|

R. 55, nr 2

31-34

PL

Do najczęściej stosowanych metod wykonywania połączeń doczołowych rur w przemyśle energetycznym należą metody TIG i MMA. Postęp w dziedzinie technologii spawania metodą MAG oraz dostępność wysokiej jakości materiałów dodatkowych (drutów litych) umożliwia obecnie wykonywanie wyżej wymienionych połączeń również jedną z odmian tej metody. W artykule przedstawiono wyniki badań stosowanych podczas kwalifikowania technologii spawania uzupełnionych o badania mikroskopowe. Przedstawione wyniki, dowodzą że złącza wykonane metodą MAG są porównywalne do złączy wykonanych tradycyjną technologią spawania - TIG lub MMA.

EN

The methods of butt welding of pipes most often used in power industry are TIG welding and MMA welding. The progress in the field of MAG welding technology and the availability of high quality consumables (solid wires) enable to make at present the above mentioned joints also by application of one of variants of this method. In the paper, it has been presented the results of tests applied during qualification of welding technology, supplemented with microscopic examination. The results show that MAG welded joints are comparable to those made by conventional welding methods - TIG and MMA.

8

Stal P92 : zagadnienia spawalnicze

Jóźwik T.

Spajanie Metali i Tworzyw w Praktyce

|

2006

|

nr 1(12)

18-26

PL

Stale o strukturze martenzytycznej i zawartości od 9% do 12% Cr od dawna są stosowane w światowej energetyce. Stale te na przestrzeni iat ulegały modyfikacji, a jeden z ostatnich gatunków ma w swym skfadzie dodatkowe pierwiastki - Mo, W, Nb i V oraz około 0,05%N.

9

Morphology of the ash corrosion products on the P92 steel

Hernas A., Imosa M.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

721-723

EN

The P92 steel, owing to its high mechanical strength at an elevated temperature, is one of the new steel types intended for the components of modern boilers in the power engineering industry. Currently, attempts are being undertaken to use the P92 steel for the components of boiler units in municipal waste incineration plants. Therefore, it is important that an analysis be made of the P92 steel resistance to the high-temperature chlorine - sulphur corrosion impact, the latter being the main factor which limits durability of boilers in waste incineration plants. The present article presents the investigation of the P92 steel corrosion resistance under the conditions of high-temperature chlorine - sulphur corrosion in an atmosphere of flue gas with ashes. The analyses were conducted by means of laboratory tests in an atmosphere containing sulphur and chlorine compounds. The morphology of corrosion products was determined by scanning microscopy and X-ray analysis methods.

PL

Stal P92 jest jedną z nowych stali na elementy urządzeń energetycznych konwencjonalnych kotłów ze względu na swoje wysokie własności wytrzymałościowe w podwyższonej temperaturze. Obecnie podejmuje się próby zastosowania stali P92 na elementy instalacji kotłów spalarni odpadów komunalnych. Dlatego ważne jest zbadanie odporności stali P92 na oddziaływanie wysokotemperaturowej korozji chlorowo -siarkowej, która jest głównym czynnikiem ograniczającym trwałość kotłów spalarni odpadów. Artykuł przedstawia badania odporności korozyjnej stali P92 w warunkach wysokotemperaturowej korozji chlorowo-siarkowej w atmosferze spalin z popiołami. Badania przeprowadzono w testach laboratoryjnych w atmosferze zawierającej zwiqzki siarki i chloru. Metodami mikroskopii skaningowej i analizy rentgenowskiej określono morfologię produktów korozji.