T91与TP347H异种钢焊接蒸汽管道蠕变失效分析

建立了T91与TP347H异种钢焊接接头的有限元模型,模拟其实际服役过程,分析了接头的内外表面和两侧焊缝界面的最大主应力、等效应力、应力三轴度的变化规律。结果表明,蒸汽侧T91钢焊缝区域弱化严重,孔洞更易形核,应力较为集中,孔洞易扩展,属于较高应力三轴度区域,孔洞密度较高,是危险区域。T91钢侧随着服役时间的延长出现了应力松弛,所以失效的原因并非是应力集中区域应力水平的增加,而是长时间服役导致的材料性能劣化。     

高温高应力状态下TP347H钢焊接接头断裂行为

通过理化分析、裂纹形貌观察、应力测量和计算,研究了高温高应力状态下服役的TP347H钢焊接接头裂纹性质及其产生机理。结果表明,裂纹起源于接头热影响区(HAZ)或近HAZ的母材高应力区;裂纹区域可观察到宏观裂纹、微裂纹和孔洞3种不同缺陷形貌;宏观裂纹方向与最大应力方向基本垂直,微裂纹基本相互平行;裂纹断面具有冰糖状脆性断口特征。根据裂纹产生的位置、过程和形貌特征,确定该裂纹为一种低塑性蠕变裂纹,其与传统的TP347H钢接头再热裂纹存在差异。该裂纹产生机理为高应力导致的NbC晶内析出强化。高应力下的应变作用增加位错密度,产生大量形核区, Nb C的析出量增加,高温下材料的晶内强度得以提高,使塑性变形与滑移集中于晶界,最终导致材料发生低塑性蠕变开裂。     

T91/TP347H异种钢焊接接头高温时效组织对性能的影响

异种钢焊接接头广泛应用于超超临界电站锅炉结构中.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、拉伸试验机等设备对服役10年并在750℃下进行不同时间时效处理的T91/TP347H异种钢焊接接头的组织与性能进行了分析.结果 表明,随着时效时间的延长,焊缝组织基本稳定,T91和TP347H的热影响区晶粒尺寸逐渐增大,析出物逐...     

TP347H钢高温水蒸气氧化研究

研究了在600MW超临界机组屏式过热器TP347H管运行5000h后的高温蒸气氧化层。通过分析蒸气氧化层成分、相结构以及Cr的分布,并结合高温水蒸气存在的情况下氧化膜生长速度,提出了高温蒸气氧化层的形成机理。由Cr的扩散探讨了晶粒尺寸对TP347H管抗高温蒸气氧化性能的影响。结果表明:CrO2(OH)2的挥发导致了外层Fe的氧化物的形成,FeCr2O4内层的形成能够有效减缓蒸气氧化进程,进入稳态氧化阶段后氧化层厚度将保持不变;同时,随晶粒尺寸的减小TP347H的抗蒸气氧化性能提高。     

T91/TP347H异种钢焊接接头服役微观组织转变

异种钢焊接接头在超超临界电站锅炉结构中应用广泛.采用XRD,SEM及EDS及显微硬度对原始态和服役1×105 h的T91/TP347H异种钢焊接接头的相组成、显微组织形貌和元素组成进行了表征分析,并采用显微硬度计对2种接头的显微硬度进行了测试.结果 表明,相较于原始态,服役1×105 h的接头TP347H母材晶粒更为粗...     

T91与TP347H异种钢小径管的焊接

随着电站设备中金属部件使用钢材种类的逐渐增多,对锅炉高温、高压金属部件材质的要求越来越高,不可避免地会遇到异种钢焊接的问题.在300～1000 MW机组锅炉过热器、再热器管道中,为满足使用要求,已经部分使用蠕变强度和抗氧化性能高的马氏体、奥氏体耐热钢(如T91,TP347H,TP304H).为此,通过对马氏体耐热钢(T91)和奥氏体钢(TP347H)的性能分析,阐述了T91+TP347H焊接存在的问题,综述了马氏体耐热钢(T91)与奥氏体不锈钢(TP347H)的焊接性能、焊接工艺和操作技术,为从事焊接的工程技术人员提供选材、制订合理焊接工艺的依据.     

TP347H钢焊接接头微观组织及断口形貌分析

采用了ER316L和H1Cr18Ni9Ti焊丝对TP347H钢的焊接性进行了研究,测试了焊接接头在常温下的力学性能,对焊缝金属和热影响区进行微观组织观察,并对冲击试件进行了SEM断口形貌分析.发现氧化物等杂质容易聚集在热影响区,内充氩不当在焊缝根部极易形成氧化裂纹,焊接参数大容易引起焊缝区未熔合,在启裂处有脆性断裂迹象.通过分析对TP347H钢的焊接性及工艺参数有了更清楚的认识,对大参数火电机组和核电机组材料的焊接具有一定的帮助.     

高温再热器用T23/TP347H异种钢焊接管接头失效分析

针对某600 MW超临界机组锅炉运行约40000 h后,高温再热器T23/TP347H异种钢管接头出现的开裂泄漏失效情况进行了理化分析。结果表明,异种钢管焊接接头的失效原因主要是由T23钢管焊接热影响区再热裂纹引起的,裂纹沿钢管周向分布,起裂于T23侧热影响区的粗晶区,沿晶界扩展,呈典型的脆性断裂特征。     

某超超临界机组TP347H/T91异种钢焊接接头失效分析

某超超临界机组过热器发生M/F异种钢接头失效,笔者通过对比制造焊口、未断裂安装焊口及断裂安装焊口金相、硬度、力学性能与焊接质量的分析结果,结合机组运行工况,认为焊接质量不佳、热应力及机组频繁调峰共同导致该异种钢接头发生失效。     

T91钢焊接接头蠕变断口分析

利用显微组织观察、微型杯突蠕变试验及断口扫描等方法对T91钢焊接接头的组织结构和断裂原因进行表征和分析。结果表明,T91钢焊接接头各区域受焊接热循环的影响,组织差别较大,其断裂是由蠕变孔洞造成的微孔聚集型断裂。     

T23／TP347H管接头焊接工艺试验

T23/TP347H焊接管接头较多的应用于火电厂的管道中.主要针对T23flT347H钢管接头在乎焊位置进行了工艺性试验研究.确定了焊接工艺参数,对接头进行了拉伸、弯曲、冲击等性能试验,观察了接头组织.结果表明:采用钨极氩孤焊(TIG)的接头性能优于TIG焊打底、手弧焊盖面的接头性能.     

TP347H与T91焊接管接头工艺试验

对TP347H、T91异种管接头在平焊位置的焊接接头进行了工艺试验.确定了焊接工艺参数,对接头进行拉伸、弯曲、冲击等性能试验和应力腐蚀实验,并分析了接头组织.结果表明:采用钨极氩弧焊(TIG)的接头性能优于TIG焊打底焊条电弧焊盖面的接头性能.该试验结果对于火电厂异种管接头的连接具有较大的实用意义.     

大直径厚壁TP347H不锈钢管的研制与开发

攀钢集团成都钢钒有限公司采用离心浇铸制坯经皮尔格轧机轧管工艺．开发出规格为Ф355．6mm×42．8mm大直径厚壁TP347H不锈钢管,经检测其各项技术指标均满足ASMEA312标准要求,性能良好,且钢管的纵、横向性能均匀。所用工艺结合了离心浇铸管坯和热轧成型双联工艺的优点,效果良好。该大直径厚壁TP347H不锈钢管的研制成功,对于推动大直径厚壁不锈钢管的国产化有着积极的意义。     

超(超)临界火电机组T91和TP347H焊接性分析

通过珠海发电厂中港合资项目1期工程2×600MW燃煤发电机组超临界压力和超570℃高温的锅炉制造及安装,在锅炉受热面中的再热器、过热器、省煤器和主蒸汽管路和联箱采用了国外生产的铁素体SA213—T91(采用国家标准GB5310—T91)和国外生产的奥氏体SA213—TP347H耐热钢,经分析阐述了两种耐热钢的金属特点和焊接性.通过试验,确定了T91钢和TP347H钢在锅炉生产和运行过程中产生裂纹、腐蚀、脆化等缺陷的主要因素.有针对性的采取了相应的工艺措施,进行了母材和焊接材料的工艺评定,获得了优良的焊接接头.有利于推广使用T91和TP347H耐热钢超(超)临界火电机组锅炉的制造.     

T91/TP347H异种钢焊接接头的蠕变性能和微观组织及硬度

为探究服役对T91/TP347H异种钢焊接接头力学性能的影响,在620 ℃不同应力水平下,对T91/TP347H异种钢焊接接头进行了高温蠕变试验,分析其蠕变行为,并采用扫描电镜、光学显微镜和显微硬度计对T91/TP347H异种钢焊接接头服役前后的断口形貌、显微组织和显微硬度进行了研究。结果表明,高应力水平下,焊接接头失效更快,且断口更加粗糙并带有大的韧窝;相较于原始态,服役1×105 h后的焊接接头T91侧出现沉淀物粗化,晶界加宽,容易产生应力集中现象,使得材料产生沿晶界脆性断裂倾向;服役过后,T91侧出现软化现象,而TP347H侧和焊缝有强化现象,焊缝硬度显著增加,且焊接接头的T91侧硬度平均值均大于TP347H侧。文中基于宏观力学试验、微观组织观测和显微硬度测试,分析了服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头的变化。 创新点： (1)从宏观力学试验、断口形貌以及金相分析多个角度,分析T91/TP347H异种钢焊接接头蠕变性能以及服役对母材、热影响区、焊缝区微观组织变化的影响。 (2)基于显微硬度测试,分析服役前后T91/TP347H异种钢焊接接头母材及焊缝区的硬度变化,服役对焊缝及TP347热影响区起硬化作用。     

国产TP347HFG钢的水蒸汽氧化行为研究

借助自制的蒸汽氧化装置,在650℃下对三种不同晶粒度的TP347HFG瓦片状试样进行不同时间的模拟蒸汽氧化试验,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射等分析方法,研究了管样内壁的氧化层形貌、成分和相组成．结果表明：在本文试验条件下,晶粒度均匀的试样形成的氧化层厚度均匀,晶粒细化有利于提高钢的抗水蒸汽氧化性能．因而,...