Che cos’è l’acciaio Super 304H?

Con lo sviluppo delle unità ultra-supercritiche, la resistenza alle alte temperature degli acciai inossidabili austenitici tradizionali (come l'acciaio TP304H) non è stata in grado di soddisfare le esigenze con parametri di vapore a 600 °C. Per questo motivo, la Japan Sumitomo Metal Corporation ha sviluppato nuovi materiali per il tubo di riscaldamento della superficie della caldaia dell'unità, come l'acciaio TP347HFG, l'acciaio SUPER304H e l'acciaio HR3C. L'acciaio Super 304H è un nuovo tipo di acciaio Acciaio 18-8Utilizzato principalmente nella produzione di supercaldaie e riscaldatore di caldaie ultra-supercritiche, la cui temperatura della parete metallica non supera i 700 °C. Attualmente, anche la società Shasqida Mannesmann (ex DMV Company) in Germania produce tubi in acciaio simili, con la qualità DMV 304HCU.

L'acciaio Super304H è l'acciaio ottenuto riducendo il contenuto di Mn, Si, Cr e Ni rispetto all'acciaio TP304H, aggiungendo 2,5% ~ 3,5% Cu e 0,30% ~ 0,60% di Nb e 0,05% ~ 0,12% di N, in modo da ottenere la fase di precipitazione per diffusione e la fase rinforzata ricca di rame in servizio; si verifica una rafforzazione della fase per precipitazione con NbC(N), NbCrN e M23C6, che aumenta notevolmente la tensione di servizio ammissibile e la tensione di servizio ammissibile a 600 ~ 650 °C è superiore di 30% rispetto a quella dell'acciaio TP347H. La resistenza all'ossidazione a vapore dell'acciaio è paragonabile a quella dell'acciaio TP347HFG e significativamente superiore a quella dell'acciaio TP321H. È stato classificato nel codice ASME Case 2328-1, nella norma ASTM A-213, il numero è S30432.

 

La composizione chimica del Super 304H

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	N	Al	B	Nb	Cu	V	Mo
0.08	0.21	0.79	0.03	0.001	18.42	8.66	0.11	0.007	0.004	0.5	2.77	0.04	0.35

 

Le proprietà meccaniche del Super 304H

Resistenza alla trazione, Mpa	Resistenza alla trazione, Mpa	Allungamento, %
360/350	640/645	58/60

 

A causa dei parametri di vapore elevati delle unità ultra-supercritiche, la resistenza all’ossidazione dell’acciaio utilizzato nelle parti a pressione ad alta temperatura delle centrali elettriche diventa molto importante. In genere, la parete interna del tubo in acciaio super 304H viene pulita con la sabbiatura per migliorare le prestazioni antiossidanti contro il vapore. È stata formata una striscia sabbiata con uno spessore di 30 μm sulla superficie interna del tubo in acciaio e la sua microstruttura è stata perfezionata rispetto a quella del tubo in acciaio senza sabbiatura. Dopo il test di ossidazione a vapore a 650 °C e 600 h, lo spessore dello strato di ossido del tubo in acciaio trattato con la sabbiatura è più sottile e più denso e la resistenza all’ossidazione a vapore del tubo in acciaio è migliorata. Attualmente, diverse importanti aziende siderurgiche cinesi hanno prodotto un acciaio di qualità simile a 10CrL8Ni9NbCu3Bn, specificato nel GB 5310-2008, che è attualmente utilizzato in diversi progetti di unità ultra-supercritiche in Cina.