基于温度场计算的温度套管长度设计的研究

套管与管道接触不紧时受蒸汽冲刷产生微振的强度随着套管长度的增大而增大,易引起套管根部断裂,并已有多起同类的失效案例。为尽可能缩短套管长度,降低套管断裂风险,又满足测温准确性的要求,采用有限元计算的方法对管道内流体及温度套管的温度场分布进行了计算研究。计算结果显示:稳态情况下,套管温度最高点距管道内壁约10 mm,管道内锥体部分总体温差小,通常不超过0.2℃。当蒸汽温度发生变化时,套管的温度响应远滞后于蒸汽温度变化速率,滞后程度取决于两者温差,套管温度已难以反映该处的蒸汽温度;套管距管道内壁较近的部位温度响应相对快。因此,在稳态情况下,温度套管在管道内的长度满足测温元件在管道内的插入深度约10 mm即可使得所测数据最接近流体温度。     

喷丸奥氏体耐热钢抗蒸汽氧化性的研究与使用现状

奥氏体钢内壁喷丸处理作为一种新的提高材料抗蒸汽氧化性的技术,在超超临界火电机组受热面管的使用越来越广泛和成熟。概述了传统奥氏体钢在蒸汽氧化过程中氧化皮的形成结构,材料临界Cr含量 对富Cr层形成的影响,以及氧化皮结构与临界Cr含量 的关系。奥氏体钢内壁喷丸处理提高抗蒸汽氧化性的机理为：喷丸在管子内表面形成一层微米级厚度的喷丸层,喷丸层中晶粒碎化、晶格畸变、位错增多,在蒸汽氧化过程中,为基体内的Cr原子向表面扩散提供短路通道,使喷丸层表面Cr浓度提高,以形成富Cr层,减小氧化速率,提高抗蒸汽氧化性。归纳得出国内外关于喷丸奥氏体钢与传统钢管在600~750 ℃温度范围内,抗蒸汽氧化性的顺序依次为：600~700 ℃温度下,喷丸SUPER304(S30432)>喷丸TP347H≈喷丸TP321H≈TP310HCbN(HR3C)>SUPER304≈TP347HFG>TP304≈TP347H>TP321H;700~750 ℃下,TP310HCbN(HR3C)>喷丸TP347H>喷丸TP321H。同时归纳了喷丸工艺中,各因素对喷丸效果的影响,喷丸层质量的金相和硬度评价方法,以及目前喷丸奥氏体钢的实际应用现状。最后分析了喷丸奥氏体钢关于加工、焊接以及使用寿命等仍需研究解决的问题,展望了喷丸工艺向马氏体钢的推广使用。     

新型扭杆弹簧用高强度马氏体钢疲劳性能研究

摘要：利用旋转弯曲疲劳试验研究新型扭杆弹簧用N1钢和45CrNiMoVA钢的疲劳性能,并通过对2种试验钢组织、硬度、强度、夹杂物类型及大小、疲劳裂纹扩展速率以及氢含量的对比,探讨影响扭杆弹簧用钢旋转弯曲疲劳性能的因素及其疲劳失效机制。结果表明,推荐热处理制度的45CrNiMoVA钢和N1钢旋转弯曲疲劳极限强度分别为892和926MPa,超高强度钢的屈服强度也是衡量疲劳极限强度的因素,N1钢屈服强度高出45CrNiMoVA钢约100MPa,是其疲劳性能优于45CrNiMoVA钢的重要原因。在高应力状态下,N1钢的疲劳寿命明显优于45CrNiMoVA钢的重要原因是N1钢的疲劳裂纹扩展速率低于45CrNiMoVA钢;而在低应力状态下,较高的屈服强度、较低的裂纹扩展速率和氢含量是N1钢疲劳极限高于45CrNiMoVA钢的重要原因。     

火力发电厂捞渣机链条断裂原因分析

某火力发电厂捞渣机链条投入使用约1.5年,多根链条发生断裂,属提前失效。本文利用光谱、拉伸、显微硬度、金相、扫描电镜等试验方法对捞渣机链条断裂原因进行分析。结果表明,捞渣机链条的失效类型为疲劳断裂,在运行过程中,捞渣机链条呈多疲劳裂纹源的横向应力开裂。裂纹起源于气体渗碳造成的渗碳内氧化缺陷,内氧化缺陷是导致捞渣机链条最终断裂失效的根本原因。     

大块含铌MC碳化物对LF2合金高温性能的影响

对700℃长时时效态LF2合金在700℃进行高温拉伸试验,并对固溶时效态LF2合金在725℃进行拉伸持久试验,主要分析了含铌MC碳化物对其断裂机理的影响。结果表明:在高温拉伸状态下,裂纹在大块含铌MC碳化物周围萌生,然后扩展,最终断裂;高温持久状态时,裂纹起源于大块一次含铌MC碳化物周围,然后沿晶扩展直至断裂,表现为沿晶断裂特征;大块含铌MC碳化物是影响LF2合金高温性能的最主要因素。     

超超临界锅炉高温再热器HR3C管屏开裂分析及应力优化

某超超临界锅炉二次高温再热器HR3C管屏投运约2 000 h时在冷弯管内弧处发生开裂，从应力水平研究分析其原因。结果表明：弯管金相组织正常，室温抗拉强度合格；裂纹处具有明显的沿晶氧化缺陷特征。弯管截面的椭圆度对弯管应力的影响较大，同时弯管冷弯后未进行固溶处理消除残余应力，在运行过程中促使弯管沿晶氧化缺陷的产生与扩展，最终导致管屏开裂。在实施弯管截面椭圆度控制、固溶处理和安装改进等优化措施后，管屏在后续运行中未发生开裂。     

喷丸对马氏体耐热钢高温蒸汽氧化行为的影响

利用高温蒸汽氧化试验装置对比研究P92、G115钢以及喷丸的G115钢的高温蒸汽氧化行为,结果表明,这3个试样的650 ℃蒸汽氧化动力学曲线符合ΔW＝ktⁿ规律。相同蒸汽氧化时间下G115钢的氧化质量增加远小于P92钢,主要是因为G115钢中富Cr层的形成和富Cu相在氧化层界面的析出。经喷丸处理的G115钢氧化质量增加小于未喷丸的G115钢,喷丸后的G115钢表面产生大量塑性变形,从而引入高密度的位错和滑移带,且内壁马氏体板条发生碎化,马氏体板条界增多。大量增加的滑移带、位错及马氏体板条界为Cr元素向表面扩散提供了通道,加快了基体中Cr元素向表面的扩散速度,是提高抗蒸汽氧化性能的主要原因。     

Nb对20CrMo齿轮钢渗碳层深度和硬度的影响

通过对比分析含Nb和不含Nb的20CrMo钢在不同渗碳温度(950、1000、1050和1100 ℃)和时间(2、4和8 h)下的渗碳层深度和显微硬度,分析Nb微合金元素对渗碳过程中碳扩散速度和最终渗碳质量的影响。结果表明:在渗碳温度≤1000 ℃时,相同渗碳时间条件下,添加0.032%Nb的20CrMoNb钢渗碳件的渗碳层深度与20CrMo钢基本接近,有效渗碳层的最大硬度差值在10~50 HV0.2,Nb的添加对渗碳层深度和硬度影响较小;当渗碳温度＞1000 ℃时,添加Nb会降低有效渗碳层深度和硬度。     

电站锅炉水冷壁管的泄漏原因及应对措施

某电站锅炉水冷壁管在运行过程中发生数次泄漏,利用化学成分分析、显微组织观察、硬度检测等方法对泄漏原因进行了分析.结果表明:失效管段化学成分、硬度满足标准要求,显微组织为铁素体+珠光体,珠光体轻度球化.泄漏点位于同一根管的多处横向裂纹处,裂纹起裂于向火侧内壁中部位置的螺旋附近.水冷壁管内壁存在垢层,炉水在氧化铁垢下方和螺...     

新型超高强度低氢脆敏感性扭杆弹簧用钢

 通过SEM、TEM、XRD、化学相分析等方法对比研究新型扭杆弹簧用40Si2Ni2CrMoV钢（代号N1）和现有45CrNiMoVA钢微观组织及其对力学性能的影响,并利用慢应变速率拉伸方法对比研究两种不同扭杆弹簧用钢的氢脆敏感性。结果发现,N1钢由于添加硅、钼等抗回火软化元素,使得N1钢在较高的300 ℃温度回火时还能保持一定的抗拉强度,N1钢有大量细小的ε-碳化物析出,使得屈服强度增加,屈强比在0.80以上,45CrNiMoVA钢经180 ℃低温回火后屈服强度在1 550 MPa左右,屈强比只有0.72;经相同条件充氢后,N1钢的慢拉伸强度下降幅度较小,其试样断口中也没有观察到沿晶断裂特征,N1钢的氢脆敏感性明显低于45CrNiMoVA钢。