超临界600MW机组锅炉末级过热器管材服役现状分析及改造建议

通过对国产第一代超临界600MW机组锅炉末级过热器T23、T91、TP347H管材服役现状的分析,得出蒸汽氧化是影响锅炉末级过热器管材安全稳定运行的主要因素。对此,提出了基于管材抗蒸汽氧化温度进行设计选材的升级改造建议:T23钢管最高使用壁温应控制在570℃以内,T91钢管最高使用壁温应控制在600℃以内,壁温600～640℃的管段应选用经过内壁喷丸处理的TP347H钢管或细晶TP347HFG钢管。     

锅炉用TP347HFG和内壁喷丸TP347H奥氏体耐热钢抗蒸汽氧化性能对比研究

对TP347HFG和内壁喷丸TP347H钢管试样在650℃、27MPa条件下进行不同时长的抗蒸汽氧化试验,并分析了氧化膜的横截面形貌、微观结构、元素分布和物相。结果表明:TP347HFG的氧化速率遵循幂指数规律;内壁喷丸TP347H表面大部分区域形成了富Cr氧化膜薄层、局部区域生成较厚岛状氧化物;TP347HFG氧化物的内层为(Ni,Fe)Cr_2O_4 、外层为Fe3O4和Fe_2O_3,内壁喷丸TP347H氧化物为Cr_2O_3和FeCr_2O_4 ;在所试验时间内,内壁喷丸TP347H的抗蒸汽氧化性能优于TP347HFG。     

TP347H耐热钢断口分析

介绍TP347H耐热钢的生产工艺及其机械性能.通过对高温、高压下TP347H耐热钢管断口的分析,得出其断裂的判断依据.分析结果表明:TP347H耐热钢的工作温度及压力需严格控制,超出许用范围,其热强性将显著降低.     

固溶处理对冷弯TP347H钢管组织和性能的影响

采用金相试验、扫描电镜试验、硬度试验和双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)试验等方法,研究不同的固溶处理温度对冷弯TP347H钢管组织和性能的影响。结果表明,TP347H钢管经过冷弯变形后,晶内有大量的滑移线出现,硬度超出标准许可范围,抗晶间腐蚀能力降低。经固溶处理后,滑移线和第二相减少,硬度降低。固溶处理温度对弯管的抗晶间腐蚀能力影响很大,从1050℃到1150℃,弯管的抗晶间腐蚀能力先变强,在1 100℃达到峰值,然后变弱。TP347H的最佳固溶处理温度为1 100℃。     

TP347H与T91异种钢焊接性能分析

随着电站设备中金属部件使用钢材种类的逐渐增多,不可避免地会遇到异种钢焊接的问题.为此,通过对马氏体耐热钢(T91)和奥氏体钢(TP347H)的性能分析,详细阐述了T91 TP347H焊接存在的问题,探讨了T91与TP347H异种钢接头的焊接方法、焊接材料及焊接工艺要点.     

TP347 H在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性(Ⅱ)

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件以及过热器管壁沾灰状况,在500～600℃范围内对奥氏体不锈钢TP347H进行了腐蚀试验研究.通过测定试样的增重量,得出了腐蚀动力学曲线;利用配有能谱分析仪的扫描电镜和X射线衍射仪,对试样腐蚀后的形貌结构、元素含量和腐蚀产物的组成成分进行了分析.结果表明,当试片表面存在生物质灰时,TP347H的腐蚀速率比无灰大大增加;沾有生物质灰的TP347H对反应温度非常敏感,随着反应温度的增加,TP347H的抗腐蚀性能逐渐降低.     

超超临界锅炉用奥氏体耐热钢Sanicro25的性能

介绍了Sanicro25奥氏体耐热钢的力学性能、持久强度、抗氧化腐蚀性能,以及常用物理性能,并与Super304H和HR3C钢进行了比较。结果表明:该钢可用于高效超超临界火电机组蒸汽温度为620℃的受热面的钢管。     

TP347 H在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性(Ⅰ)

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件,在500～600℃范围内对奥氏体不锈钢TP347H进行了腐蚀试验.通过试样的增重量,得出了腐蚀动力学曲线.利用配有能谱分析仪的扫描电镜和X射线衍射仪对试样腐蚀后的形貌结构、元素含量和腐蚀产物的组成成分进行了分析.试验表明,TP347H的耐腐蚀性很好,但是对反应温度和气相中HCI的浓度非常敏感,并且随着反应温度和HCl浓度的增加,TP347H的抗腐蚀性能逐渐降低.     

TP347H与G102小径管焊接工艺及缺陷形成机理

电厂锅炉内的过热器、再热器等越来越多地采用了奥氏体不锈钢TP347H ,来替代铁素体耐热钢G10 2 ,以提高机组的高温参数及管子工作温度 ,因此 ,存在TP347H与G10 2异种钢的焊接。TP347H与G10 2异种钢焊接可采用小径管半自动脉冲氩弧不摆动焊接 ,用专用传动装置将小径管水平固定后匀速转动 ,脉冲氩弧焊接电源 ,采用小坡口形式、预留间隙、手工送丝。打底层焊接时 ,电弧电极应稍偏向TP347H侧 ,应控制线能量及层间温度不宜过高。TP347H与G10 2异种钢焊接中常见缺陷有根部内凹、弧坑裂纹、未熔合等 ,其中以未熔合对焊接质量影响较大 。     

长期运行后异种钢焊接接头组织性能研究

对长期运行后的TP347H与钢102异种钢焊接接头进行了组织与性能试验研究,对其组织老化与性能变化进行了分析。结果表明,长期运行后钢102金相组织达到4级球化,TP347H钢有沿晶碳化物析出,钢102侧熔合线处存在一个过渡层,该处析出较多碳化物,硬度较高,母材中的碳向焊缝迁移。     

喷丸处理对18-8型奥氏体耐热钢抗蒸汽氧化性能的影响

对不同服役时间和在650℃、27 MPa条件下蒸汽氧化试验后的喷丸与未喷丸钢管,分别进行了氧化膜特征分析。结果表明:在超超临界状态下,喷丸TP347H及喷丸S30432的抗蒸汽氧化性能优于TP347HFG,喷丸S30432的抗蒸汽氧化性能优于HR3C;喷丸处理是提高18-8型奥氏体耐热钢抗蒸汽氧化性能最有效的途径。     

镍基过渡异种钢焊接头在不同热处理状态下的性能研究

采用力学性能测试、高温持久试验、光学金相组织观察、扫描电子显微镜等方法,研究了T22+TP347H镍基过渡焊接接头不同热处理状态的组织与性能变化,得出了T22+TP347H焊接接头不论是否进行热处理,都可以达到DL/T 868-2004工艺评定要求等几项结论.     

TP347H与T23小径管的焊接工艺及缺陷形成机理

目前,600MW超临界机组锅炉内的柬级过热嚣管、高温再热器管等大多采用TP347H奥氏体不锈钢来替代T91马氏体耐热铜,以提高管子承受高温的能力,而进口集箱却使用SA335P22或SA335P23钢材,这样,存在SA213-T23引出短管与SA213-TP347H小管异种钢的焊接熔舍比问题。为此,介绍了TP347H钢与T23小径管异种钢焊接工艺及可能出现的缺陷,并提出处理缺陷的一些常规方法。最后强调以未熔舍缺陷对焊接质量影响最大．     

国产Super304 H钢高温持久后微观组织与性能

为促进国产Super304H钢的推广应用,采用硬度测试、金相组织分析、透射电镜（ＴＥＭ）分析、扫描电镜（ＳＥＭ）和能谱（ＥＤＸ）分析等对国产Super304H钢在600、650、700 ℃高温持久后的微观组织及性能进行了试验研究。结果表明：在高温持久过程中,国产Super304H钢基体组织稳定,晶粒无明显变化,其硬度的升高主要与第二相的析出有关,析出相主要为ε-Cu、二次Nb（C,N）和M23C6,细小弥散的ε-Cu、二次Nb（C,N）使Super304H具有较高的强度。Super304H钢在高温持久过程中的组织老化主要表现为M23C6在晶界聚集、沿晶界呈链状分布,以及颗粒尺寸粗化。国产Super304H钢持久10 000 h后,其强度、硬度仍处于较高水平,组织状态良好。     

TP347H奥氏体不锈钢高温过热器爆管原因分析

针对某电厂高温过热器爆管试样进行宏观形貌分析、金相分析、力学性能测试、晶间腐蚀试验,试验结果表明,爆管是由于TP 347H奥氏体不锈钢过热器管在弯制后未按规定进行固溶处理,材料在600℃运行时敏化,导致碳化铬在晶界上析出使晶界弱化,在腐蚀介质及各种应力共同作用下,发生晶间腐蚀爆管。     

660MW超超临界锅炉末级再热器氧化皮大面积剥落原因分析

为了掌握某电厂2×660MW超超临界锅炉在运行1.7～2.0万h后末级再热器多次发生氧化皮大面积剥落、堆积的原因,对该厂2台锅炉的末级过热器、后屏过热器、末级再热器TP347H管子割管取样分析。割管分析内容包括：化学成分分析、室温拉伸试验、硬度检验、金相检验等。分析结果表明：末级过热器和后屏过热器TP347H管子内壁存在1层细晶粒区（晶粒度9～10级）,而高温再热器则整体均为粗晶区,内壁无细晶粒区。二者晶粒度的区别是导致仅高温再热器发生大面积氧化皮剥落堆积的主要原因。TP347H钢管晶粒度对其内壁氧化皮长大的速度的影响因素表现为材料晶粒越细小,晶界密度越大, Cr元素通过短路扩散方式的扩散速度越快,越有利于在TP347H管子内壁形成富Cr的氧化层,其抗蒸汽氧化能力越强。最后,对600 ℃温度等级的超超临界机组高温受热面的选材提出了建议。     

用于超超临界压力锅炉管的高强度25Ni-20Cr(NF709)钢

<正> 本文描述了新开发的25Ni-20Cr(NF709)钢种的实验方法和实验结果,结论是:①与347H和17-14CuMo钢相比,NF709钢在600～750℃下,具有成倍以上的蠕变断裂强度和抗腐蚀性能,②NF709钢的焊     

国产超临界锅炉受压件用钢探讨

介绍了超临界锅炉受压件用钢情况,并对目前锅炉用钢的运行可靠性和国产化问题等进行了分析。分析认为。P91大口径钢管具有足够的强度和良好的焊接性能,是制造超临界锅炉高温集箱、高温管道和减温器的适用材料。通过2台。900MW超临界锅炉的设计制造,表明我国已基本掌握了超临界锅炉材料的理化性能、工艺性能及制造技术。超临界锅炉应全部选用美国ASME钢号的小口径钢管和大口径钢管,同时应加大超超临界锅炉用TP347HFG、超级304H和HR3C等新钢种的性能研究。     

TP347H奥氏体钢屏式再热器爆管失效分析

为了研究某电厂循环流化床锅炉屏式再热器TP347H管发生爆管的原因,对屏式再热器失效管样进行爆口宏观分析、化学成分分析、力学性能分析、金相组织观察、X射线衍射分析、扫描电镜分析及能谱分析结果表明:屏式再热器TP347H管发生爆管的主要原因为长时过热。再热器长期运行后,TP347H管局部发生明显的蠕胀现象,壁厚减薄,内壁氧化皮厚度超标,金相组织中存在大量的蠕变孔洞,材料的力学性能下降;同时,组织中存在一次析出相Nb(C,N),且尺寸较大,作为夹杂物随机分布在晶内,使材料的性能进一步劣化。     

30Cr1Mo1V钢持久性能试验研究

30Cr1Mo1V钢具有良好的力学生能和工艺性能,从20世纪90年代起已是汽轮机高中压转子的主要用材,现应用在23．5-25MPa,538～540℃／538～566℃超临界机组中。本文从不同国家制造的转子中取样,就其主要合金元素C、Cr、Mo、V以及晶粒度等对该材料的高温短时持久性能到底可产生多大的影响,即该材料的主要合金元素含量和晶粒度大小为多少时该材料的高温短时持久性能最佳进行了探讨。