T91钢组织退化行为及对高温持久强度的影响

通过原始T91管的高温时效试验和T91过热器爆管段的取样,分析T91钢在长期服役中的组织演变,包括亚结构、沉淀相等,研究组织退化对高温持久强度和硬度的影响。结果表明,T91钢在高温服役过程中的主要组织变化有:板条马氏体结构发生回复和再结晶,退化为等轴铁素体晶粒,位错密度降低,M23C6型碳化物粗化,Z相在老化末期析出;在等效600℃、0~10万h时效条件下,T91钢的显微组织和高温持久强度非常稳定。Z相析出以前就发生的M23C6粗化及板条亚结构退化为等轴晶是T91钢服役中持久强度降低和爆管的主要因素。T91显微组织退化导致持久强度和硬度的降低。     

T91＆TP347H异种钢薄壁小径管的焊接

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300～1000MW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T91＋TP347H焊接存在的问题,焊接性能、焊接工艺及操作技术,为从事焊接的工程技术人员提供选材和制定合理焊接工艺的依据．     

T91钢管在超超临界压力锅炉中的应用

针对超超临界压力锅炉高温再热器管用T91钢服役3×104 h后材质老化的现状,通过金属监督检查、割管全面性能试验、运行参数监控等一系列分析工作,全面掌握高温再热器T91材质管段性能水平和组织状态,并提出高温再热器出口管段改造方案,为超超临界机组高温受热面设计、制造及金属监督检查提供依据。     

高温服役138000h后T91钢显微组织结构分析

通过金相、碳复型萃取、TEM、EDS等方法对已运行138 000 h的T91钢的显微组织结构进行了分析,研究影响T91钢高温服役退化的因素.研究结果显示,运行138 000 h后的T91钢的组织结构发生了很大变化:(1)Layes相在晶界和板条界沉淀析出;(2)沉淀相M23C6和MX粗化;(3)Z相以消耗MX为代价在晶界和亚晶界沉淀析出并迅速长大;(4)回火马氏体发生回复,位错密度降低,亚晶块普遍粗化.Laves相的沉淀析出对T91钢长时高温运行后的性能下降作用不大,而沉淀相粗化导致强化效果下降,阻止亚晶长大的能力下降.另外,Z相的析出消耗掉大量沉淀强化相MX,导致回火马氏体发生回复,亚结构粗化,严重影响T91钢的高温蠕变断裂强度.     

超超临界二次再热机组高温受热面S30432钢微观组织分析

针对某超超临界二次再热机组锅炉高温受热面用S30432奥氏体不锈钢(S30432钢)服役约6 200 h后组织性能变化,采用扫描电镜、X射线能谱分析仪、透射电镜等,观察该锅炉高压再热器、末级过热器和低压再热器管样运行后氧化层的表面形貌和元素分布特征,并对晶内、晶界析出相和位错组态进行分析对比。结果表明:运行后各部件组织稳定性较好,试样表面有致密的Cr_2O_3生成,厚度约200~400 nm;晶内有大量细小的ε-Cu相和Nb C(N)颗粒析出,分别约为10~20 nm和50 nm,在晶内均匀分布,能有效钉扎位错;晶界及三叉晶界处有颗粒状的M23C6不连续分布,尺寸在100~400 nm;高压再热器管由于服役温度较高,析出相的平均尺寸略大于其他试样。     

T91钢长期运行过程中微观组织老化研究

对两个电厂锅炉的T91钢制高温过热器和中温再热器管运行后微观组织的老化进行了试验研究。结果表明:光学显微镜下,难以观察到材料微观组织的老化特征;在透射电镜下,可明显观察到材料微观组织老化的精细结构;运行时间短的中温再热器管的微观组织老化较运行时间长的高温过热器管严重。     

超超临界压力锅炉用T92/P92钢析出相的研究进展

T92/P92钢作为超超临界锅炉的候选用钢,在长期高温蠕变过程中会有大量的析出相析出,严重影响其高温蠕变性能。综述了国内外关于M23C6型碳化物、MX型碳氮化物、Laves相和Z相4种析出相的研究进展,概述了未来对T92/P92钢中析出相的研究方向。     

国产T91钢在高温受热面中的应用评价

为了解国产T91钢在高温受热面管服役时组织性能变化规律,通过对国产T91钢原始材质的检验及在发电机组中高温锅炉管的挂样试验,定期取样进行拉伸、冲击、硬度、持久、微观组织等试验,持续跟踪了高温受热面服役环境下国产T91钢的材质组织性能变化.对合金化原理、强化机理及服役过程中的退化机理进行初步讨论.结论表明:国产T91钢原始材质与进口材质相当,具有良好的强塑性以及强韧性;在高温受热面环境下,固溶强化、位错强韧化、沉淀强化等复合强化有效地保障了高温高压环境下组织性能的稳定;长时间运行后表现为位错密度降低、亚晶的形成、碳化物的粗化、Laves相、Z相的析出等共同作用,导致强化效果的减弱从而材质退化.     

1000 MW二次再热机组塔式锅炉过热器与再热器优化改造

针对1 000 MW二次再热机组塔式锅炉一级、三级过热器以及两级高温再热器金属壁温大范围超限问题,结合现场运行数据与模拟热力计算结果,提出了多项过热器与再热器的优化改造措施。具体改造措施为:通过将二级过热器外圈2根管子切除,减少了过热器受热面积;将低压高温再热器和高压高温再热器两侧管屏加装节流短管,增加了中部管屏冷却介质流量;针对部分超温严重的管子,通过截短高压高温再热器部分管段,以及在低压高温再热器中实施隔热喷涂,大大减少了两者的吸热量,降低了管子壁温。综合改造调整后,锅炉升降负荷过程基本消除了过热器超温现象,满负荷下各级过热汽温与两级再热汽温接近设计值,金属壁温无报警,大大提高了锅炉运行的安全性和经济性。     

过热器、再热器管材缺陷分析和处理

中电投开封京源发电有限公司(开封火电厂)扩建的2×600 MW机组DG1950/25.41-Ⅱ 1型超临界变压直流锅炉的高温过热器、再热器采用T91/P91耐热钢管.2008年7月2日1号炉高温再热器第620号焊口在焊接安装过程中,发现焊口下部管子管口处有细微裂纹,经PT检验后确认为长约40 mm的条状缺陷(图1).为此,对1号和2号锅炉P91材质管子焊口两侧200 mm范围进行表面着色探伤检验.