Rozwój stali dla energetyki

Postęp w zakresie budowy nowoczesnych, wysokosprawnych bloków energetycznych uzależniony jest od rozwoju inżynierii materiałowej. Zapewnia on dostępność odpowiednich materiałów i technologii, szczególnie wykorzystywanych do budowy kluczowych elementów konstrukcyjnych kotła, pracujących w warunkach pełzania.

Żarowytrzymałe stopy metali przeznaczone są do długotrwałej pracy przez czas obliczeniowy wynoszący obecnie 200 tys. godz. pracy w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia pary oraz korozyjnego środowiska. W związku z tym muszą one spełniać liczne wymagania dotyczące właściwości użytkowych oraz technologicznych, tak by uwzględniać wzajemne oddziaływanie na siebie procesów odkształcenia, umocnienia, dekohezji i korozji, które zestawiono w tabeli 1 [5-9].

Tabela 1. Wymagania stawiane materiałom żarowytrzymałym w energetyce [8]

W części kotłowej bloku energetycznego kluczowymi elementami konstrukcyjnymi są:

• ściany szczelne (membranowe) komory paleniskowej,
• nieogrzewane spalinami elementy grubościenne — walczaki (w kotłach konwencjonalnych), wodooddzielacze, komory, kolektory i rozdzielacze pary oraz rury pary pierwotnej i wtórnej,
•  ogrzewane spalinami wężownice przegrzewaczy pary pierwotnej i w części wtórnej.

Właściwości stali dla energetyki

Zależnie od rodzaju elementu, temperatury pary i spalin w budowie węglowych kotłów konwencjonalnych na parametry podkrytyczne stosowane są różne stale opracowane jeszcze w I połowie XX w. – węglowe i niskostopowe (rys. 1). Podstawowe charakterystyki właściwości wytrzymałościowych w podwyższonej temperaturze ilustruje rys. 2

Rys. 1. Okresy wdrażania stali w światowej energetyce [4]

Rys. 2. Charakterystyki stali kotłowych niestopowych i niskostopowych [10]