超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头失效分析

在超超临界火电机组锅炉受热面管的高温段有许多异种钢接头,其焊接质量及性能直接影响机组的安全运行.对某3 033 t/h超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头的失效试样进行了宏/微观分析.研究表明,失效部位在T91侧热影响区,裂纹沿管子周向分布,从外壁粗晶粒热影响区启裂,终止于细晶粒热影响区.焊后热处理不充分,T91侧热影响区组织不稳定和硬度高是异种钢接头失效的主要原因,建议再次进行焊后热处理以改善接头性能和消除焊接应力.此外,研究发现T91侧熔合线附近形成白亮的低硬度δ-铁素体,其对接头失效虽无直接影响,但对接头长期性能的影响需要进一步评估.     

锅炉末级过热器T92/HR3C异种钢接头断裂原因分析

介绍了某超超临界锅炉高温过热器T92/HR3C异种钢焊接接头发生的一种较罕见的断裂失效形式,通过对失效试件断口形貌特征、胀粗管段的硬度分布规律及金相组织进行试验分析.并结合失效试件的制造工艺和运行工况进行原因分析,推断焊后热处理工艺控制不当导致T92侧母材金相组织异常和力学性能下降是导致异种钢过渡段发生胀粗和断裂失效的...     

T91/HR3C异种钢焊接接头裂纹原因分析

对某台1 000 MW机组锅炉高温过热器管的T91/HR3C异种钢焊接接头裂纹进行了宏观检验、材质检验及焊接、热处理工艺分析,认为接头裂纹为淬硬脆化焊接冷裂纹,开裂主要由未严格执行焊接工艺,焊缝错口量大引起高拘束应力所致.T91属于马氏体耐热钢,在空冷状态下会形成马氏体,而焊接时其T91侧更易形成淬硬倾向更大的马氏体,发生冷裂.     

高温再热器Super304H与T91异种钢接头开裂失效分析

对国内首台600 MW循环流化床锅炉外置床内的高温再热器Super304H与T91异种钢接头开裂进行了失效分析。分析结果表明开裂原因为结构设计不当,该管段不能自由膨胀;加上该焊接接头熔合区存在界面突变,容易引起应力集中,在高温环境下长期运行后,抗高温蠕变性能较差T91侧出现蠕变孔洞,在熔合区形成蠕变裂纹:因此最终发展为宏观裂纹而失效。根据分析结果,提出将该异种钢接头布置在密封盒上方,且增加接头至联箱之间管程弯头数量的整改方案。     

超超临界锅炉异种钢接头裂纹分析及处理

某超超临界锅炉高温再热器入口管屏异种钢(T91/HR3C和T91/SUPER304H)接头产生裂纹泄漏,宏、微观检测结果显示,泄漏管和未泄漏管均存在焊缝T91侧热影响区硬度值偏高。从内、外部影响因素分析了异种钢焊接接头裂纹产生的原因,采取对所有高温再热器入口管屏现场整体热处理来降低T91侧热影响区硬度,并割除管屏的梳形卡以减小单根管子的外部应力,通过热处理后割管和异接试样块的检验验证了热处理效果,检测结果表明,现场管屏整体热处理可有效降低异种钢接头热影响区的硬度值,避免异种钢接头产生裂纹泄漏。     

高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝失效机理

通过裂纹宏观形貌、硬度试验、裂纹微观形态等分析,研究了1 900 t/h锅炉高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢安装焊缝运行8 000 h断裂失效机理。结果表明:取消焊前预热及焊后热处理,将造成焊缝及热影响区产生淬硬马氏体组织,粗晶区晶粒严重粗化,晶界弱化;在高温运行温度下,焊接残余应力及管内蒸汽运行压力下,在焊缝与粗晶区界面处产生应力集中,随着外加应力塑性增加,在焊缝与粗晶区界面粗晶界产生裂纹。再热裂纹是造成高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝断裂失效的主要原因。     

异种钢焊接接头寿命研究

通过对TP347H，T91，R102，12Cr1MoV钢采用不同焊材匹配焊接接头性能的研究，以蠕变断裂特性、蠕变断裂为依据，判断接头早期失效倾向；通过对接头蠕变损伤和断裂机理的探讨，确定焊缝化学成分的不同匹配是引起接头早期失效的主要原因；碳迁移程度和合金元素在铁素体和碳化物中的重组，对接头低合金侧的高温性能具有重大影响；焊材低匹配或中匹配比高匹配有较好的高温性能；这与原电力部DL5007焊接规程推荐的异种钢焊接时焊材的选择标准相一致。     

耐热钢FNA组合焊接接头的高温强度研究

针对电站锅炉过热器管异种钢焊接接头早期失效的问题,设计和研制了珠光体钢／镍基焊缝／不锈钢（ＦＮＡ）异种钢组合焊接接头及其专用焊接材料,对接头的高温持久及蠕变强度,高温组织变化及抗裂性进行了系统的研究,结果表明ＦＮＡ组合接头克服了原设计方案接头ＨＡＺ碳迁移,软化及热应力等弊端,其组织稳定,接头具有较高的高温持久强度和蠕变极限,可大幅度提高设备的服役寿命,是取代旧接头形式的理想技术方案,并已成功地应用     

耐热钢FNA组合焊接接头的高温强度试验研究

针对电站锅炉过热器管异种钢焊接接头早期失效问题，设计和研制了珠江体钢／镍基焊缝／不锈钢异种组合焊接接头及其专用焊接材料，对接头的高温持久及蠕变强度，高温组织变化及抗裂性进行了系统的研究。结果表明：ＦＮＡ组合接头具有较高的高温持久强度和蠕变极限，可大幅度提高设备的服役寿命，是取代旧接头形式的理想技术方案。     

屏式过热器T23/12Cr1MoV异种钢接头失效分析

对某1 000 MW超超临界发电机组屏式过热器管屏进口段T23/12Cr1 MoV异种钢焊接接头的失效进行了试验分析.宏观与微观检查表明,裂纹沿管子焊缝周向分布,开裂起始于12Cr 1MoV管内壁粗晶粒热影响区,扩展至1/3厚度处进入焊缝,在焊缝中继续扩展至管子外壁.通过力学性能试验得出失效的主要原因是热影响区及焊缝的硬度高而塑韧性低,建议进行焊后热处理,以改善接头塑韧性和消除焊接残余应力.     

一种新型铁素体耐热钢

针对一种w(Cr)=15%(简称15%Cr)的新型铁素体耐热钢展开文献调研和分析,摸清该新型铁素体耐热钢的的设计思路、强化机理、组织性能和研究现状。结果表明:15%Cr铁素体耐热钢具有较好的组织稳定性,比传统的w(Cr)=9%~12%的铁素体钢具有更优的持久强度和抗蒸汽氧化性能,有很大潜力成为用于650℃超超临界火电机组高温部件的候选钢种。     

HR3C钢焊接材料替代工艺

首先对新型耐热HR3C钢焊接性及其所用替代焊丝Thermanit617(ERNiCrCoMo-1的焊接性进行分析,然后采用GTAW焊接工艺,将Thermanit617镍基合金焊丝作填充材料,焊制HR3C钢管接头,并对试件接头力学性能、耐晶间腐蚀性能及组织特征等进行了测试和分析,试验结果表明HR3C钢采用Thermanit617镍基焊丝替代焊材YT-HR3C焊接是可行的。     

1000MW级超超临界机组蒸汽阀材质更改可行性研究

通过对9%～12%Cr耐热钢基本特点的分析认为,KT5917(12Cr铸钢)的Cr、W含量较KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)高,所以KT5917(12Cr铸钢)的高温抗蠕变性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能优于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)。但KT5917(12Cr铸钢)610℃许用应力小于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)的许用应力,使其阀体设计壁厚大于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)设计壁厚,铸造阀体还存在无损检测和焊接难度增大的问题,KT5917(12Cr铸钢)的实际使用性能要劣于KT5031A(9Cr-1Mo锻钢)。     

TP347H钢600及650℃长时持久性能评估

本文利用日本国立材料研究所（NIMS）提供的不同批次、相同规格TP347H钢管持久断裂数据,对其在600 ℃及650 ℃长时持久性能进行分析,研究TP347H钢管持久断裂数据分散性及LM法常数项数值对评估可靠性的影响,其中,温度测试范围为600~750 ℃,最长断裂时间超过21万h。结果表明:与其他奥氏体耐热钢相比,TP347H钢持久试验数据点分布存在明显的分散性,同一测试条件对应的持久寿命可相差一个数量级及以上,相邻温区持久数据点部分重叠,因此对TP347H钢持久性能评估时需分批次进行;在使用LM法进行长时持久性能外推时,与通过数据拟合优化得到的C值相比,根据定义获得的C值在很大程度上可以降低对长时持久性能的过高估计。     

超超临界火电机组材料研究及选材分析

由于蒸汽温度和压力的提高对火电机组关键部件的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀等性能都提出了更苛刻的要求，耐热材料的开发及其应用是发展超超临界发电技术的最重要的基础。通过对国际上各阶段的材料研究计划介绍以及对超超临界机组中各关键部件采用的耐热材料发展的论述，归纳和总结了现阶段超超临界火力发电机组所采用的几种典型新型耐热钢的性能，并根据机组的不同参数对锅炉部件材料的选择进行了分析和讨沦。     

锅炉屏式再热器TP304H管裂纹分析

由于热偏差和蒸汽流量偏差等原因,HG-1025/18.2型锅炉屏式再热器右下方管壁温度较高,内壁氧化皮的剥落进一步提高了管壁温度。运行约3.5万h后,TP304H奥氏体耐热钢制屏式再热器管析出了大量碳化物和σ相,导致管材低周疲劳强度和蠕变强度降低。管材在运行中遭受吹灰蒸汽的热冲击,外壁因此出现热疲劳裂纹,随后内壁金属衍生出蠕变裂纹。     

Laves相对P92钢焊接接头蠕变的影响

由于P92钢焊接接头在时效过程中析出Laves相,焊缝金属冲击韧性大幅度下降,介绍P92钢焊接接头时效后组织韧性的变化,分析Laves相析出、合金元素W对蠕变断裂的影响,得出Laves相形成初期对P92钢焊接接头蠕变断裂强度有利、合金元素W有利于提高蠕变断裂强度的结论。     

电站锅炉用马氏体耐热钢P92钢的焊接

近年来随着机组容量的提高, 对耐热钢提出了更高的要求。P92 钢是一种新型铁素体耐热钢, 在国外已经被用于超临界及超超临界电站。P92 钢焊接最难解决的问题之一是厚壁管道的焊接技术。文章在大量理论研究的基础上, 依据标准DL/T868- 2004 对焊接接头的各项力学性能包括拉伸、冲击、弯曲和硬度、金相等方面进行了焊接工艺可靠性验证。     

P91/P92新型马氏体耐热钢焊接缺陷特征与产生机理探讨

P91/P92新型马氏体耐热钢焊接过程中工艺要求严格,焊接工艺参数、焊接工艺措施控制不当,极易产生焊接缺陷。了解P91/P92新型马氏体耐热钢不同焊接方法及工艺过程中产生的缺陷特征与机理,对焊接接头质量检验至关重要。本文结合实际施工过程中产生的各类焊接缺陷,对其缺陷特征、产生机理及预防措施进行了阐述。