超临界锅炉用TP347HFG钢的材质特性及焊接工艺分析

文中介绍了本公司锅炉TP347HFG钢的使用情况,通过分析TP347HFG钢的特性,提出了焊接TP347HFG钢及及其与T91钢形成异种接头的焊接工艺及措施。     

VM12与SA-213TP347H异种钢焊接接头微观组织及力学性能

为研究VM12耐热钢与SA-213TP347H奥氏体不锈钢焊接接头的性能,采用钨极惰性气体保护焊的方式连接两种材料,利用光学显微镜观察接头微观组织,并进行一系列力学性能测试,研究了在试验工艺参数下异种钢接头的显微组织特征及各项力学性能指标。试验结果表明,使用镍基合金焊材连接马氏体和奥氏体材料,可以得到质量良好的奥氏体+铁素体组织焊缝,异种钢焊接接头具有良好的室温抗拉性能、弯曲性能及冲击韧性,但VM12侧热影响区与焊缝间硬度差值较大;经过长期服役后可能会降低焊接接头整体的延展性,容易在此区域产生缺陷。     

SA-213TP347H与12Cr1MoVG异种钢焊接接头失效分析

针对奥氏体不锈钢SA-213TP347H与铁素体耐热钢12Cr1Mo VG异种钢焊接接头在运行过程中出现的裂纹进行分析。对失效焊接接头焊接结构、微观组织、化学成分、断口形貌、显微硬度、拉伸性能等进行了分析与测试。结果表明,该异种钢焊接接头微观组织和材料化学成分均未见异常,显微硬度和拉伸性能均满足要求。焊缝背面局部余高达3.5 mm的位置形成应力集中点,机组运行过程中在交变应力的作用下,产生裂纹并泄漏。     

VM12与SA-213TP347H异种钢焊接接头微观组织及力学性能

为研究VM12耐热钢与SA-213TP347H奥氏体不锈钢焊接接头的性能,采用钨极惰性气体保护焊的方式连接两种材料,利用光学显微镜观察接头微观组织,并进行一系列力学性能测试,研究了在试验工艺参数下异种钢接头的显微组织特征及各项力学性能指标。试验结果表明,使用镍基合金焊材连接马氏体和奥氏体材料,可以得到质量良好的奥氏体+铁素体组织焊缝,异种钢焊接接头具有良好的室温抗拉性能、弯曲性能及冲击韧性,但VM12侧热影响区与焊缝间硬度差值较大;经过长期服役后可能会降低焊接接头整体的延展性,容易在此区域产生缺陷。     

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,...     

SA-213TP347H不锈钢与06Cr18Ni11Ti不锈钢管屏焊接工艺研究

分析了SA-213TP347H与06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的焊接性,通过焊接工艺评定试验,选取合适的焊接材料和焊接工艺参数,探讨了焊丝伸出长度、装配间隙、焊前清理、焊枪倾角等关键因素对焊接质量的影响。结果表明,该焊接工艺能保证SA-213TP347H奥氏体不锈钢管和06Cr18Ni11Ti不锈钢组成的管屏的焊接质量,获得的焊接接头符合标准及图纸要求。     

T91/TP347HFG异种钢焊接接头裂纹原因分析

火电厂高温过热器用T91+TP347HFG异种钢焊接接头运行时,发生开裂泄露.分别从未开裂和开裂部分的焊接接头处取样,采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等对焊接接头试样进行检测和对比研究,分析其开裂原因.结果表明:焊接和焊后热处理工艺不当导致T91侧热影响区位置在整个焊接接头区域脆性较大,并有淬硬倾向比较大的组织出现;同时由于焊接规范参数较大而导致焊接热影响区较宽,在一定应力下的作用导致裂纹从此处萌生和扩展,最终导致该异种钢焊接接头开裂失效.     

高温服役后TP347HFG钢的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机分析了过热器管TP347HFG钢高温运行1. 2×10~4h和7. 5×10~4h后的组织与性能。结果表明,高温服役1. 2×10~4h和7. 5×10~4h后,TP347HFG钢仍保持明显的孪晶特征,析出的NbC有利于保持材料的组织稳定性。TP347HFG钢高温服役后力学性能能够保持稳定,随服役时间增加,强度增加而塑性变化不大。     

高温服役后TP347HFG钢的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机分析了过热器管TP347HFG钢高温运行1.2×10⁴ h和7.5×10⁴ h后的组织与性能。结果表明,高温服役1.2×10⁴ h和7.5×10⁴ h后,TP347HFG钢仍保持明显的孪晶特征,析出的NbC有利于保持材料的组织稳定性。TP347HFG钢高温服役后力学性能能够保持稳定,随服役时间增加,强度增加而塑性变化不大。     

高温再热器SA-213TP347H钢管爆管原因分析

通过宏观分析、硬度测量、显微组织观察和扫描电镜与能谱成分分析,对某电厂2号炉高温再热器SA213-TP347H钢管进行爆管原因分析。试验结果表明,爆口管件的化学成分、硬度和拉伸性能符合ASTM A213/A213M对SA213-TP347H钢的规定,爆口处的显微组织为奥氏体,晶界处存在含Fe、Cr、Nb的析出物。对备件管样弯头进行了试验分析,硬度试验表明其弯头处的洛氏硬度超出GB 5310-2008对SA-213TP347H钢的规定;显微组织观察表明弯头处存在较多滑移线,对其进行扫描电镜观察和能谱分析,存在含有S等非金属元素的夹杂。综上所述,爆管原因属材料弯管在生产中未进行固溶处理,晶界上出现含Cr析出物,形成贫Cr区导致晶界弱化,导致晶间应力腐蚀而爆管。     

高温再热器SA-213TP347H钢管裂纹原因分析

通过结构分析、断口检查、硬度测试、抗拉试验、显微组织观察及能谱分析,对电厂高温再热器SA-213TP347H钢管进行裂纹原因分析。结果表明:高温再热器在运行中容易晃动,裂纹处于管夹挤压的凹坑;裂纹处管材的拉伸性能、硬度均符合ASME A213/A213M对SA-213TP347H钢的要求;显微组织为奥氏体和沿晶界分布的含Cr碳化物,裂纹是沿晶裂纹,由管外壁向管内扩展;裂纹处腐蚀产物均含有O、S等非金属元素。分析表明:产生裂纹的原因是由于管夹挤压管道,同时管道结构易晃动,增加了挤压变形处的应力,促进了含Cr碳化物沿晶界析出,形成贫Cr区而导致晶界弱化,并在腐蚀性介质的作用下,导致晶间应力腐蚀开裂。     

TP347HFG钢中碳化铌的液析分析

通过计算TP347HFG钢铸锭冷却凝固过程中Nb和C的溶度积分析了NbC的析出过程,并对杯状试样的组织进行了观察。结果表明,奥氏体的形核长大在先,只有当固液界面处有足够的Nb和C富集时才能析出NbC。消除树枝晶并细化铸锭心部的奥氏体晶粒,是细化液析NbC的有效方法。     

SA-213T91的焊接工艺

介绍了SA－213T91的焊接工艺，根据SA－213T91的焊接性，制定了相应的焊接工艺参数。试验表明，采取焊前预热，焊后热处理的TIG焊工艺进行焊接可以减少焊接缺陷的产生。     

TP347H与P22异种钢焊接工艺的选择及应用

通过奥氏体不锈钢TP347H与珠光体耐热钢P22的焊接性能分析,结合相关的文献资料对以TP347H为代表的奥氏体不锈钢与以P22为代表的珠光体耐热钢所组成的异种钢焊接接头的焊接选材、焊接工艺及焊后热处理进行了简要的阐述.     

管式加热炉用TP347H与P5炉管异种钢GTAW焊接工艺研究

针对ASME SA312 TP347H奥氏体不锈钢管与ASTM SA335 P5铁素体耐热钢管的异种钢焊接存在金属稀释、碳迁移和残余应力等问题,在考虑稀释影响的基础上,选择ER309和ERNiCr-3两种焊接材料根据是否焊后热处理以及是否堆焊隔离层制定了6种焊接工艺方案,并通过焊接试验、力学性能试验和金相检验,对比分析了不同工艺下焊接接头的性能。结果表明：外观检查和RT结果均符合相关标准要求;所有试件的抗拉强度均达到标准规定的415 MPa以上,其中最大值达到505 MPa,且断后伸长率在25%以上,TP347H侧热影响区的冲击吸收功平均值为54.0～70.5 J,均满足标准规定;直接焊接法未经焊后热处理的焊接接头P5侧母材热影响区附近硬度超标,而经焊后热处理的焊接接头硬度值均满足标准要求;经焊后热处理的焊接接头碳扩散更明显,而采用ERNiCr-3焊丝进行堆焊隔离层,并进行后热处理的焊接接头碳扩散程度最小。综合分析,ERNiCr-3堆焊隔离层+后热工艺方案得到的焊接接头性能最佳,满足标准要求,且无需进行焊后热处理,更适合现场焊接。     

TP347H/钢102异种钢的焊接

在上世纪80～90年代早期安装的125,200MW火力发电厂,现还在役的机组中锅炉过热器、再热器在运行时,由于局部超温经常出现爆管现象,而当前又出现了新材料.为了机组的安全可靠运行,在检修时,需要将原有贝氏体钢(如钢102等)局部更换成奥氏体热强不锈钢(如TP347H),这样就遇到了奥氏体热强钢和贝氏体耐热钢异种钢焊接时的疑难问题.本文结合海南海口华能电厂125MW机组检修的工程实例,采用Ni基焊丝氩弧焊工艺,对6#炉屏式过热器局部更换(钢102/TP347H)进行焊接.焊口焊后经100%射线探伤一次合格率达97.97%.实践证明,TP347H/钢102异种钢焊接时,采用Ni基焊材作填充材料全氩弧焊工艺是合适可行的,可为同类工程提供一定借鉴价值.     

高温短时时效对TP347HFG钢组织和力学性能的影响

为探究高温短时时效处理后TP347HFG钢组织、性能的变化特点,采用金相显微镜、扫描电镜观察、布氏硬度测试、拉伸测试等试验手段研究了720℃下48、72、96和120 h时效处理后的试样。结果表明,和未时效的相比,时效后材料强度和硬度有明显的提高,变化趋势是随时效时间增加先增加后降低,在72 h时达到最大值。72 h时效处理后,原始粗大的未溶解第二相消失,基体中弥散析出的细小第二相(主要是NbC)逐渐增多,晶界也有少量第二相(主要是Cr_(23)C_6)析出,晶粒大小变化不明显,平均尺寸维持在30μm左右;时效96 h后晶界处第二相数量增多,开始聚集、熔合、粗化,有一部分晶粒异常长大,至时效120 h时晶界处可见大量粗大的第二相,晶粒的平均尺寸约为35～40μm。说明时效处理后TP347HFG的性能的改变与时效后组织的变化(第二相的析出、晶粒的长大)有关。     

SA213-TP347H钢背面免充氩焊接工艺研究

ＳＡ２１３－ＴＰ３４７Ｈ奥氏本耐热不锈钢,焊接时必须进行背面充氩保护以防止焊缝根部氧化烧损,影响了现场施工特别是锅炉临检时的焊接质量及进度。为此,利用焊接渗透剂增加焊缝熔池渗透力和药皮焊丝自保护作用,采用小上坡口背面免充氩保护手工钨极氩弧焊工艺焊接,并对焊接接头作了焊接工艺评定。试验结果表明,新工艺具有焊接工艺简单、焊缝根部无氧化、焊接质量可靠等优点,对简化奥氏体耐热不锈钢的焊接工艺具有重要价值。     

TP347HFG管子冷弯后固溶热处理工艺分析

通过对冷弯弯头受力及应变的分析,参考国内外不同标准对于奥氏体钢管冷弯后固溶工艺的要求,结合实际生产中TP347HFG钢管冷弯后的性能变化,对TP347HFG材料钢管冷弯后固溶工艺提出了建议,为TP347HFG材料在超临界及超超临界机组上的推广应用提供参考.     

700 MW亚临界锅炉三级过热器TP347HFG钢失效分析

针对亚临界锅炉三级过热器SA213?TP347HFG奥氏体不锈钢管材发生爆管,通过对其进行硬度检查、金相组织观察、SEM电镜扫描和能谱分析,找出导致爆管的原因。结果表明:奥氏体晶粒明显长大,晶界有碳化物Cr₂₃C₆析出导致晶界贫铬,抗腐蚀性能下降;长期高温甚至超温工况下的晶间腐蚀导致了SA213?TP347HFG三级过热器的爆管。本研究对掌握该批材料服役情况具有重大的借鉴意义,并提出预防类似事故的建议。