高温受热管氧化皮生成机理研究进展

火电机组中高温受热面管氧化皮一直是研究人员重点关注问题,氧化皮对火电机组的安全、经济运行有着重要影响.文中列举五种(材质分别为T22、T91、T122、304、347HFG)典型高温受热面管材料,对其生成氧化皮的微观形貌、结构特点、生成机理以及剥落形式进行系统的归纳分析.通过这五种材料氧化皮生成机理分析,总结可以获得,普通铁素体钢,9-12Cr铁素体钢,300系列奥氏体钢和细晶奥氏体钢氧化皮的生成特点,该分析结果为电站金属材料研究人员提供一定的理论研究基础.     

TP347H钢高温水蒸气氧化组织与成分分析

为研究奥氏体耐热钢TP347H的高温氧化行为,对现场高温管材及其产生的氧化皮进行了样本采集和特性研究,并利用自制实验室高温蒸汽氧化装置在800℃下对TP347H钢管试样进行了高温蒸汽氧化模拟对比试验.采用氧化增重法和最小二乘法得到了该温度下的氧化动力学方程,结果表明TP347H钢在800℃时的水蒸气氧化动力学遵循抛物线规律.对所试验样品的氧化膜进行的扫描电镜及能谱分析表明,氧化膜的结构分为内、外两层,在外层中,氧含量从外到内逐渐减少,Fe含量由内到外逐渐减少;外层氧化膜仅含微量的Cr、Ni元素,在内层中Cr元素在基体和内层的界面处存在富集,与此同时该处Ni元素则显示出关联性贫化.     

超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落原因分析

简述了锅炉高温受热面氧化皮形成及剥落原因,结合国投宣城发电有限责任公司#1炉末级过热器管氧化皮检测实例,提出预防和控制锅炉高温受热面管氧化皮脱落并堵塞爆管的对策。     

超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落原因分析

简述了锅炉高温受热面氧化皮形成及剥落原因,结合国投宣城发电有限责任公司#1炉末级过热器管氧化皮检测实例,提出预防和控制锅炉高温受热面管氧化皮脱落并堵塞爆管的对策。     

620℃下TP347H钢水蒸气氧化行为研究

本文模拟TP347H钢锅炉的工作环境,对TP347H钢在620℃高温水蒸气下氧化行为进行研究,进行时间为100h,在试验过程中不间断的记录试样的增重.结果表明:进行100h后,试样的增重不明显,这说明TP347H钢的抗氧化性能比较好.试验完成之后对数据进行处理,作出氧化动力学曲线,结果其符合y=a+bxε曲线规律.     

TP304H和TP347H高温水蒸气的氧化动力学行为

为了研究TP304 H和TP347 H在不同温度下的水蒸气氧化情况,采用不连续称重法对TP347 H和TP304 H钢的高温水蒸汽氧化动力学进行了研究.结果表明:在560℃、590℃、620℃和650℃温度下TP347 H和TP304 H钢的氧化动力学曲线均遵循抛物线(Δm=ktz);TP347 H钢在水蒸气中的抗氧化性能比TP304 H钢好;随着温度的升高,TP347 H和TP304 H钢氧化速率加快,且在590℃到620℃温度段两种材料的氧化速度均变化较快.     

锅炉炉管氧化皮的生成及剥落研究综述

综述了近年来国内外关于电站锅炉炉管氧化皮的研究成果,分析了氧化皮形成的原因、影响因素,以及氧化皮剥落机理、原因、条件和缓解氧化皮失效的方法.阐述了氧化皮生成规律的有限元和试验模拟方法.研究表明,超温加快了氧化皮的生长,Cr,Si,Al的加入增强了合金抗氧化性能,减缓了氧化皮的生成;蒸汽侧氧化膜的脱落与其内的应力状态有直接关系,通过火电厂蒸汽温度控制系统可以缓解氧化膜的失效问题.     

超临界630MW机组直流锅炉高温受热管屏氧化的研究与防治

介绍了超临界机组直流锅炉高温受热面氧化皮产生的机理与危害,就如何减缓超临界直流锅炉高温受热面氧化皮生采取的措施,并摸索出防止氧化皮集中脱落堵管,造成高温受热面管子爆管有效方法.     

锅炉高温蒸汽管束氧化皮堆积防治探索

超临界锅炉过热器和再热器管束内易发生氧化皮堆积,造成管壁超温爆管.乐清电厂通过在开机过程中利用旁路变压力改变蒸汽流量冲洗受热面管束内可能积存的氧化皮,有效防止因氧化皮堆积而引起管束超温爆管,取得明显效果.     

新型不锈钢材料的焊接技术与工艺分析

Super304H属于新型奥氏体耐热不锈钢材料,越来越广泛使用与超超临界电站锅炉的高温过热器及再热器制造材料,具有极为优秀的高温蠕变强度、耐高温腐蚀和蒸汽氧化性能.虽然Super304H不锈钢材料在大型工业领域已经逐渐崭露头角,但实际上我国对它的研究并不深入,特别是对它的焊接技术研究尚浅,因此本文将简要研究一下Super304H不锈钢的主要焊接特点以及其焊接相关技术工艺,希望为确保大型机组安全生产运行带来重要参考.     

长期热老化对铸造奥氏体不锈钢断裂韧性的影响

为了研究热老化对铸造奥氏体不锈钢断裂韧性的影响及其微观机理,按照ASTME1820-05a等实验标准,采用标准C（T）试样对Z3CN20.09M铸造奥氏体不锈钢进行了热老化断裂韧性测量.结果表明：Z3CN20.09M铸造奥氏体不锈钢的断裂韧性随热老化时间的增加呈现下降趋势;通过SEM观察断口发现,断裂机制由原始态的微孔聚集型断裂转变为解理断裂和微孔聚集断裂的混合断裂;断裂韧性J值与热老化时间t满足幂指数关系.对该材料制造的主管道的热老化断裂韧性做出外推预测.     

堆焊修复的裂纹管道的失效评价方法

经过长期运营的核电站,由于疲劳以及应力腐蚀等老化现象,其管道系统会出现裂纹。对含有裂纹的管道,美国机械工程师协会锅炉和压力容器规范第11卷给出了在管道外部进行堆焊的WOL修复法,但对修复后管道的失效评价和原管存在裂纹时的评价方法一致,是单一材料构成的含有裂纹管道的失效评价方法。针对这一问题,本文在简要介绍WOL修复法的基础上,推导了由WOL修复法修复的双层结构管道的失效评价方法,并利用已有的奥氏体不锈钢管的实验数据对失效评价方法进行验证,结果表明该方法是有效的,可应用于工程实际。     

Effect of low-frequency rotary electromagnetic-field on solidification structure of continuous casting austenitic stainless steel

To understand the solidification behavior of austenitic stainless steel in rotary electromagnetic-field, the influence of low-frequency rotary electromagnetic-field on solidification structure of austenitic stainless steel in horizontal continuous casting was investigated based on industrial experiments. The results show that the solidification structure of austenitic stainless steel can be remarkably refined, the central porosity and shrinkage cavity can be remarkably decreased, and the equiaxed grains zone are enlarged by means of application of appropriate low-frequency electromagnetic-field parameters. The industrial trials verify that the stirring intensity of austenitic stainless steel should be higher compared with that of plain carbon steel. Electromagnetic stirring affects the macrostructure even if the average magnetic flux density of the electromagnetic stirring reaches 90 mT (amplitude reaches 141 mT) with the frequency of 3–4 Hz. Due to a higher viscosity, rotating speed of molten stainless steel is 20%–30% lower than that of molten carbon steel in the same magnetic flux density. Foundation item: Project(CSTC2007BB4216) supported by the Natural Science Foundation of Chongqing, China     

不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真

针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.     

箱形节点域不锈钢端板连接梁柱弱轴节点受力性能

为了探究不锈钢弱轴节点的静力性能和抗震性能,设计并加工了4个端板连接不锈钢梁柱弱轴节点试件,包括奥氏体型和双相型两种不锈钢牌号试件各2个,且均设置了箱形节点域进行加强。对节点试件分别开展单调静力和低周反复加载试验,得到了节点的整体受力性能和局部受力特征,包括节点在单调静力和低周反复荷载作用下的失效破坏形态、荷载–位移曲线和螺栓力发展过程,以及节点在低周反复荷载作用下的刚度、强度退化和耗能能力。结果表明：在静力和循环荷载作用下,节点的最终破坏形态为柱子蒙皮板与柱翼缘的对接焊缝均出现断裂,奥氏体型不锈钢节点的初始刚度约为双相型不锈钢节点的90%,塑性承载力约为后者的60%~70%。节点在循环荷载作用下,滞回曲线较为饱满无明显捏拢现象,出现了刚度和强度退化,奥氏体型不锈钢节点的累积耗能约为双相型不锈钢节点的3倍。设置箱形节点域之后,弱轴端板连接节点受力性能对焊缝质量要求更高,焊缝的提前断裂导致不锈钢材的优良延性未能充分发挥。采用有限元软件ABAQUS建立了精细数值模型对试验节点的受力性能进行模拟,并基于试验结果验证了所建立模型的准确性。得到的试验结果和建立的有限元模型可以为后续箱形节点域不锈钢弱轴节点受力性能研究提供参考。     

奥氏体不锈钢晶间腐蚀

综述了奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的基本原理,影响其晶间腐蚀的各种因素以及可采取的相应的措施,并提出了未来应用价电子理论从电子结构层次上探究和改善不锈钢耐晶间腐蚀的想法。     

AISI316奥氏体不锈钢低温PC、PN和PC+PN表面硬化处理

对AISI 31 6奥氏体不锈钢进行了低温离子渗碳 (PC)、离子渗氮 (PN)和离子渗碳 +离子渗氮 (PC +PN)双重复合处理 ,处理后的奥氏体不锈钢可以在不降低耐蚀性能的基础上大幅度地提高不锈钢表面硬度和耐磨性。渗入奥氏体晶格中的碳或 (和 )氮可以形成一种碳或 (和 )氮的过饱和固溶体 (S相 ) ,但没有铬的碳化物或 (和 )氮化物析出。由于PC +PN双重复合处理后的奥氏体不锈钢渗层内的最大含氮量位于渗层的外表面 ,而最大的含碳量则位于渗层较深的部位 ,因而经离子双重复合处理后的奥氏体不锈钢的表面既有离子渗氮处理的高硬度 ,又有离子渗碳处理后的高的渗层厚度和较好的硬度梯度等特点。     

Semi-solid slurry preparation and rolling of 1Cr18Ni9Ti stainless steel

The preparation and rolling of the semi-solid slurry 1Cr18Ni9Ti stainless steel were researched. The experimental results show that when stirred for 2-3 min under the given test condition, the semi-solid slurry with about 50%-60% (volume fraction) solid and the spherical primary austenitic grains in the size of 100-200μm can be obtained, and it is easy to be discharged from the bottom little hole of the stirring chamber. The semi-solid slurry of 1Cr18Ni9Ti stainless steel can be rolled into the given plate successfully. However, the solid phase and liquid phase are easily separated in the rolling process, so that the solid primary austenitic grains are concentrated in the center and the liquid phase is near the edge of the rolled plate. The strengths of the plate rolled in the semi-solid state are higher than that of the traditionally repeated hot-rolled plate of 1Cr18Ni9Ti stainless steel.     

铝合金与奥氏体不锈钢的火焰钎焊

通过火焰钎焊的方法,实现铝合金（LF6）与奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）的焊接．首先在不锈钢的表面热浸镀一层ZL102铝合金,然后采用搭接的形式对热浸镀层和铝合金进行焊接,并分析了焊接接头的微观组织和拉伸性能．试验结果表明,采用火焰钎焊的方法能够获得优质的焊接接头,但热浸镀层的结合强度低于母材、钎缝的强度．