Resumen general
12CrMoGes unAcero de aleación de cromo-molibdeno (Cr-Mo)Diseñado específicamente para servicios de alta-temperatura, principalmente en calderas de plantas de energía y recipientes a presión. La "G" de su nombre significa "Caldera" (del estándar chino "Guolu"), lo que indica su uso específico.
Ofrece una excelente combinación de resistencia, soldabilidad y resistencia a la fluencia (deformación bajo tensión a altas temperaturas) en comparación con los aceros al carbono simples.
1. Características y propiedades clave
Resistencia a altas-temperaturas:Mantiene una buena resistencia mecánica e integridad estructural a temperaturas de hasta aproximadamente 580 grados (1076 grados F).
Resistencia a la fluencia:Su principal ventaja. Resiste la deformación lenta y continua que puede ocurrir en los metales bajo tensión constante a altas temperaturas, lo cual es fundamental para los tubos de calderas.
Buena resistencia a la oxidación:El contenido de cromo proporciona una resistencia mejorada a la incrustación (oxidación) en ambientes de vapor en comparación con los aceros al carbono.
Buena soldabilidad:Se puede soldar fácilmente utilizando técnicas comunes, aunque a menudo se requiere un tratamiento térmico previo-y posterior-a la soldadura (PWHT) para evitar grietas y restaurar la microestructura.
Dureza y Ductilidad:Ofrece un buen equilibrio entre fuerza y la capacidad de deformarse sin fracturarse.
2. Composición química (% típico en peso)
La composición está estrictamente controlada por normas. A continuación se muestra una gama típica basada en el estándar chino.ES 5310:
| Elemento | Contenido (%) | Papel del elemento |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.08 - 0.15 | Proporciona resistencia y dureza básicas. |
| Silicio (Si) | 0.17 - 0.37 | Desoxidante durante la fabricación de acero, mejora la resistencia. |
| Manganeso (Mn) | 0.40 - 0.70 | Aumenta la resistencia y la templabilidad. |
| Cromo (Cr) | 0.40 - 0.70 | Mejora la resistencia a altas-temperaturas, la resistencia a la fluencia y la resistencia a la oxidación. |
| Molibdeno (Mo) | 0.40 - 0.55 | Mejora significativamente la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la fluencia. |
| Fósforo (P) | Menor o igual a 0,025 | Impureza; mantenerse bajo para evitar la fragilidad. |
| Azufre (S) | Menor o igual a 0,015 | Impureza; mantenido bajo para mejorar la ductilidad y la soldabilidad. |
3. Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas se especifican a temperatura ambiente. Los requisitos mínimos según GB 5310 suelen ser:
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite elástico (Rp0,2) | Mayor o igual a 205 MPa (mayor o igual a 30,000 psi) |
| Resistencia a la tracción (Rm) | 415 - 560 MPa (60.000 - 81000 psi) |
| Elongación (A) | Mayor o igual al 21% |
Nota:A temperaturas elevadas, los valores de resistencia (p. ej., tensión permitida) los proporcionan los códigos de materiales y son significativamente más bajos que los valores de temperatura ambiente.
4. Aplicaciones comunes
Las tuberías de 12CrMoG se utilizan exclusivamente en entornos de alta-temperatura y alta-presión:
Tubos de sobrecalentador:Donde el vapor saturado se calienta aún más para convertirse en vapor sobrecalentado.
Tubos recalentadores:Donde el vapor de una turbina de alta-presión se envía de regreso a la caldera para recalentarlo antes de ingresar a las turbinas de presión intermedia/baja-.
Cabeceras-de alta temperatura y tuberías de vapor:Tuberías principales que transportan vapor sobrecalentado.
Piezas de presión de caldera:Varios otros componentes dentro de la caldera de una central eléctrica que funcionan a temperaturas elevadas.
5. Estándares relevantes
GB 5310: "Tubos de acero sin costura para caldera de alta presión"(El principal estándar chino que especifica 12CrMoG).
ASTM A335/ASME SA335:Este es el estándar estadounidense equivalente, donde el grado comparable esP2.
DIN 17175:La norma alemana, donde se aplica un grado similar13CrMo44.
EN 10216-2:La norma europea, donde se aplica un grado similar13CrMo4-5.
6. Fabricación y procesamiento
Proceso de fabricación:Normalmente fabricado comotubos sin costuraa través de procesos como extrusión en caliente o perforación para asegurar homogeneidad y resistencia bajo presión.
Tratamiento térmico:Se suministra en elnormalizado y templado (N&T)condición. Este tratamiento térmico optimiza la microestructura (normalmente una bainita fina) para lograr la mejor combinación de resistencia, tenacidad y resistencia a la fluencia.
Soldadura:Requiere un procedimiento cuidadoso.
Pre-calentamiento:Se recomienda ~150-250 grados (300-480 grados F).
Post-Tratamiento térmico de soldadura (PWHT):Obligatorio. Realizado a ~650-680 grados (1200-1250 grados F) para aliviar las tensiones residuales y templar la zona afectada por el calor (HAZ).
Comparación con otros aceros comunes para calderas
| Grado de acero | Tipo | Característica clave | Temperatura máxima de uso típica |
|---|---|---|---|
| 20G | Acero carbono | Económico, buena resistencia. | ~450 grados (842 grados F) |
| 12CrMoG | Cr-Mo bajo | Buena resistencia a la fluencia | ~580 grados (1076 grados F) |
| 15CrMoG | Cr-Mo bajo | Mayor Cr para una mejor resistencia a la oxidación. | ~550 grados (1022 grados F) |
| 12Cr1MoVG | Cr-Mes-V | El vanadio añade una resistencia superior a la fluencia | ~590 grados (1094 grados F) |
| T/P91, T/P92 | Alto Cr-Mo | Aceros avanzados de alta-resistencia a la fluencia- | ~650 grados (1202 grados F) |
Conclusión
12CrMoGes un material fundamental y confiable en la industria de la energía térmica. Representa un avance fundamental con respecto al acero al carbono, ya que ofrece la resistencia a la fluencia y la resistencia a las altas temperaturas-necesarias para muchas secciones de una caldera que opera con parámetros de vapor de medios a altos. Sus propiedades bien-comprendidas y sus pautas establecidas de soldadura y fabricación lo convierten en una opción confiable para los ingenieros.
