2649164784

4. OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAŃ

Stale badanych złączy spawanych różnią się pod względem składu chemicznego (tablica 1) i wynikających stąd przemian strukturalnych. Jak wynika z wykresów przemiany austenitu CTPc-S (rys.l), w SWC stali P23 w całym zakresie czasu stygnięcia tg/₅ złączy spawanych będą występowały struktury bainityczne o twardości nieprzekraczającej 320 HV. Natomiast w stali P91 zachodzi przemiana martenzytyczna niezależnie od czasu stygnięcia t$/5, a maksymalna twardość SWC dochodzi do 430 HV.

Złącza doczołowe rur ty 219 x 25 mm spawano spoiwami odpowiadającymi pod względem składu chemicznego stali P91 (9Cr, lMo) i stali P23 (2,25Cr, lMo, 0,25V, 1,5W) z podgrzaniem do temperatury 180°C. Temperatura międzyściegowa nie przekraczała 350°C. Złącza wyżarzono odprężająco w temperaturze 750°C przez 2 godziny.

Z wykresu rozkładu twardości na przekroju złącza spawanego spoiwem o składzie chemicznym stali P91 (rys. 4) widoczne jest, że maksymalna twardość spoiny nie przekracza 260 HV5. W wyniku reaktywnej dyfuzji węgla ze stali P23 o małej zawartości chromu do spoiny (9%Cr) występuje miejscowe obniżenie twardości w wąskim obszarze SWC stali P23. W złączu spawanym spoiwem o składzie chemicznym stali P23 dyfuzja reaktywna węgla zachodzi ze spoiny do stali P91, w wyniku tego obserwuje się niewielki spadek twardości w przylegającym do linii wtopienie wąskim obszarze metalu spoiny oraz pewien wzrost twardości w SWC stali P91 (rys.7). Twardość spoiny nie przekracza 200 HV5.

Oprócz własności wytrzymałościowych w temperaturze pokojowej i w temperaturze eksploatacji oraz wytrzymałości na pełzanie, ważną charakterystyką stali i złącza spawanego jest udarność decydująca o odporności na kruche pękanie instalacji podczas ciśnieniowej próby wodnej i późniejszej pracy z uwzględnieniem okresowego wyłączania i włączania bloku energetycznego. Na rysunkach 8-^11 przedstawiono wyniki badań udamości obu złączy spawanych w stanie wyjściowym i po wyżarzeniu w temperaturze 550°C i 600°C przez 3000 i 10000 godzin.

Nie stwierdzono wpływu długotrwałego wyżarzania na pracę łamania materiału rodzimego stali P23, która jest wysoka (powyżej 150). Struktura stali po wyżarzeniu w 600°C przez 3000 godzin nie ulega istotnym zmianom (rys. 16).

Praca łamania SWC jest niższa, a wyniki wykazują większy rozrzut, co jest spowodowane brakiem możliwości umieszczenia wierzchołka karbu Charpy V zawsze w obszarze o tej samej strukturze. Po wyżarzeniu w temperaturze 550°C i 600°C przez 3000 h stwierdzono nawet pewien wzrost pracy łamania w stosunku do stanu wyjściowego (rys.8 i 10). W mikrostrukturze widoczna jest większa liczba drobnych wydzieleń węglików w porównaniu do stanu przed wyżarzeniem (rys. 17). Wyżarzenie w 600°C przez 10 000 godzin powoduje obniżenie pracy łamania (rys.9 i 11).

Materiał rodzimy stali P91 po wyżarzeniu charakteryzuje się niższą pracą łamania niż stal P23, z tym, że nawet po czasie 10000 godzin wartość pracy łamania nie spada poniżej 50J (rys.9 i 11). Widoczna jest większa liczba drobnych wydzieleń węglików (rys. 14).

SWC stali P91 w złączu spawanym spoiwem niżej stopowym wykazuje niższą pracę łamania w stanie wyjściowym niż SWC w złączu ze spoiną o zawartości 9% chromu (rys.8, 9 i 10, 11). Może to być spowodowane wzbogaceniem w węgiel wąskiego obszaru SWC stali P91 w wyniku jego dyfUzji ze spoiny (rys.7). Długotrwałe wyżarzanie (10000 h) powoduje dalszy spadek pracy łamania dla obu złączy (rys.9 i 11). W porównaniu do SWC w stanie wyjściowym, w mikrostrukturze jest większa liczba wydzielonych węglików (rys. 15).

65