SA302GrB 강판 상세 소개

1. 성능 특성, 용도 및 적용 시나리오
SA302GrB는 ASTM A302 표준에 속하는 저합금 고강도 망간-몰리브덴-니켈 합금강판으로, 압력 용기 및 보일러와 같은 고온 고압 장비용으로 설계되었습니다. 주요 성능 특성은 다음과 같습니다.
우수한 기계적 특성: 인장 강도 ≥550 MPa, 항복 강도 ≥345 MPa, 연신율 ≥18%, 충격 인성은 ASTM A20 표준을 충족합니다.
우수한 용접 성능: 수동 아크 용접, 서브머지드 아크 용접, 가스 차폐 용접 등 다양한 용접 공정을 지원하며, 균열 방지를 위해 용접 후 예열 및 열처리가 필요합니다.
고온 저항성 및 내식성: -20℃ ~ 450℃의 작동 온도 범위 내에서 안정적인 성능을 유지하며, 산성 및 알칼리성 환경과 같은 부식성 매체에 적합합니다.
경량 고강도: 저합금 설계를 통해 구조물의 무게를 줄이는 동시에 내압성을 향상시키고 장비 제조 비용을 절감합니다.
적용 시나리오: 석유화학, 발전소 보일러, 원자력 발전소, 수력 발전 등의 분야에서 사용되는 원자로, 열교환기, 구형 탱크, 원자로 압력 용기, 보일러 드럼 등의 주요 장비.
2. 주요 구성 요소, 성능 매개변수 및 기계적 특성
화학적 조성(용융 분석):
탄소(C): ≤0.25% (두께 ≤25mm일 경우 ≤0.20%)
Mn(망간): 1.07%-1.62% (두께 25mm 이하일 경우 1.15%-1.50%)
인(P): ≤0.035% (일부 기준에서는 ≤0.025%를 요구함)
황(S): ≤0.035% (일부 기준에서는 ≤0.025%를 요구함)
Si(실리콘): 0.13%-0.45%
몰리브덴(Mo): 0.41%-0.64% (일부 기준에서는 0.45%-0.60%를 요구함)
니켈(Ni): 0.40%-0.70% (두께에 따라 다름)
성능 매개변수:
인장 강도: 550-690 MPa (80-100 ksi)
항복 강도: ≥345 MPa (50 ksi)
신장률: 게이지 길이 200mm일 때 ≥15%, 게이지 길이 50mm일 때 ≥18%
열처리 상태: 노멀라이징, 노멀라이징+템퍼링 또는 제어 압연 상태로 출고되며, 두께가 5mm를 초과하는 경우 노멀라이징 처리가 필수적입니다.
기계적 성능상의 이점:
높은 강도와 ​​인성의 균형: 550~690MPa의 인장 강도를 가지면서도 18% 이상의 연신율을 유지하여 장비의 취성 파괴 저항성을 보장합니다.
미세 결정립 구조: A20/A20M 표준의 미세 결정립 크기 요구 사항을 충족하고 저온 충격 인성을 향상시킵니다.
3. 적용 사례 및 장점
석유화학 산업:
적용 사례: 한 석유화학 기업에서 SA302GrB 강판을 사용하여 고압 반응기를 제작했으며, 이 반응기는 400℃ 및 30MPa의 조건에서 5년간 연속 가동되었음에도 균열이나 변형이 발생하지 않았습니다.
장점: 수소 부식에 대한 탁월한 저항성과 용접부의 100% 초음파 결함 검출 기능으로 장비의 안전성을 보장합니다.
원자력 발전소 분야:
적용 사례: 원자력 발전소의 원자로 압력 용기는 두께 120mm의 SA302GrB 강판을 사용합니다. 노멀라이징 및 템퍼링 처리를 통해 방사선 저항성이 30% 향상되었습니다.
장점: 0.45%~0.60%의 몰리브덴 함량은 중성자 조사 취성을 억제하고 ASME 규격의 요구 사항을 충족합니다.
발전소 보일러 분야:
적용 사례: 초임계 보일러 드럼은 SA302GrB 강판을 채택하여 540℃ 및 25MPa에서 작동하며, 수명이 30년으로 연장되었습니다.
장점: 고온 단시간 강도가 690MPa에 달하며, 탄소강보다 15% 가볍고 에너지 소비를 줄입니다.
수력 발전 분야:
적용 사례: 수력 발전소의 고압 송수관은 SA302GrB 강판을 사용하여 -20℃에서 50℃ 환경에서 20만 회의 피로 시험을 통과했습니다.
장점: 저온 충격 인성(-20℃에서 ≥27J)은 산악 지역의 극한 기후 요구 사항을 충족합니다.
4. 안전, 환경 보호 및 산업적 중요성
안전:
ASTM A20 충격 시험(-20℃에서 V-노치 충격 에너지 ≥34J)을 통과하여 저온 취성 파괴 위험이 0.1% 미만임을 보장합니다.
수소 균열을 방지하기 위해 용접부 열영향부의 경도는 350 HV 이하여야 합니다.
환경 보호:
0.41%~0.64%의 몰리브덴 함량은 니켈 사용량을 줄이고 중금속 배출량을 감소시킵니다.
EU RoHS 지침을 준수하며 납, 수은 등의 유해 물질 사용을 금지합니다.
산업적 중요성:
이 소재는 전 세계 압력 용기용 강판 시장의 25%를 차지하며 원자력 발전 및 석유화학 설비의 국산화에 있어 핵심적인 재료입니다.
-20℃에서 450℃에 이르는 넓은 온도 범위에서 사용 가능하며, 기존 탄소강 대비 장비 작동 효율을 15~20% 향상시킵니다.
결론
SA302GrB 강판은 높은 강도, 내식성, 용이한 용접성 덕분에 현대 산업용 고온·고압 장비의 핵심 소재로 자리 잡았습니다. 안전성, 환경 친화성, 비용 효율성의 균형을 갖춘 SA302GrB 강판은 원자력, 석유화학, 에너지 등 다양한 분야에서 없어서는 안 될 소재이며, 산업 장비의 발전 방향을 더욱 효율적이고 안전하게 이끌고 있습니다.