Effect of Service Exposure on Creep Crack Growth Nature of P91 Steel

Die strukturelle Integrität von Bauteilen, die bei erhöhten Temperaturen arbeiten, ist von entscheidender Bedeutung, und es ist von entscheidender Bedeutung, das Verhalten von Materialien beim Kriechrisswachstum (CCG) zu verstehen. Dieser Artikel befasst sich mit der CCG-Beschaffenheit von P91-Stahl, einem bevorzugten Material für dickteilige Komponenten in überkritischen und ultraüberkritischen Kesseln. Durch den Vergleich von Neu- und Altstahl P91 zeigt die Studie, wie sich die Belastung durch den Einsatz auf die Mikrostruktur und Kriecheigenschaften des Materials auswirkt. Das Ex-Service-Material, das aus einem fast 79.000 Stunden lang in Betrieb befindlichen Vorsatz entnommen wurde, weist signifikante mikrostrukturelle Veränderungen auf, darunter die Bildung von Laves-Phasen und eine erhöhte Versetzungsdichte. Diese Veränderungen führen zu einer höheren Risswachstumsrate und verminderter Kriechfestigkeit im Vergleich zu Neuware. Der Artikel präsentiert detaillierte Analysen von Zugversuchen, Stress-Bruchtests und CCG-Tests und gibt einen umfassenden Überblick über das Verhalten des Materials unter unterschiedlichen Belastungsbedingungen. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Berücksichtigung der Betriebsbelastung bei der Beurteilung der Restlebensdauer betriebsbereiter Komponenten, da die Daten aus neuartigen Materialien die Restlebensdauer überschätzen könnten. Die Studie umfasst auch fraktographische Analysen, die zeigen, dass sich der Bruchmodus zwar ähnelt, die Wachstumsresistenz gegen Kriechrisse jedoch zwischen den beiden Materialien deutlich unterscheidet. Dieser Artikel bietet wertvolle Einblicke in die langfristige Leistungsfähigkeit von P91-Stahl und die entscheidenden Faktoren, die seine strukturelle Integrität beeinflussen.