过热器管和蒸汽管道长期运行过程中的组织性能变化及其运行中的检验与监督 运行检验与监督

火力发电厂高参数蒸汽锅炉的过热器管和蒸汽管道是在高温和高内压作用下长期运行的。在这种条件下,钢管金属的组织性能要随时间发生变化,同时,还会产生蠕变变形。这些变化最终导致钢管金属的性能变坏。因此,它们的安全运行是同与温度和时间有关的钢管金属的强度性能——持久强度和蠕变强度——有密切关系。从本世纪20年代末期开始,在设计温度高于450℃的高压蒸汽锅炉时,就采用持久强度和蠕变强度作为设计过热器管和蒸汽管道等高温承压部件的强度依据。它们的设计使用期限一般为100000小时,有些国家已按200000小时使用期限设计了。但是,由较短试验时间所得结果外推求得的100000小时或200000小时的持久强度数据的可靠性,必须经长期实践的检验,另一方面,持久强度是在轴向拉伸应力条件下试验求得的,而过热器管和蒸汽管道在运行中的受力状态比较复杂。因此,这些部件能否安全地使用100000或200000小时,或者有否可能使用更长的时间,这个问题引起了电业工作人员的关切。研究解决这一问题具有重大的经济效果,它不但可为电厂提供设备安全运行的时间,使之充分利用设备潜力,有计划地适时地备料加工,以便更换或改造设备;而且,可以给改善耐热钢的性能,改进实验室持久和蠕变试验数据的分析、处理方法以及对改进蒸汽锅炉的设计方法提供有用的资料。因此,从50年代初期开始,一些国家就开展了对长期运行过的过热器管和蒸汽管道金属的组织性能变化的研究工作。同时,为保证过热器管和蒸汽管道的安全运行,防止突发性爆破事故发生,对它们进行运行监视的工作,早在40年代初就开始了。     

过热器管和蒸汽管道长期运行过程中的组织性能变化及其运行中的检验与监督 组织性能变化及使用寿命的估计

火力发电厂高参数蒸汽锅炉的过热器管和蒸汽管道是在高温和高内压作用下长期运行的。在这种条件下,钢管金属的组织性能要随时间发生变化,同时,还会产生蠕变变形。这些变化最终导致钢管金属的性能变坏。因此,它们的安全运行是同与温度和时间有关的钢管金属的强度性能——持久强度和蠕变强度——有密切关系。从本世纪20年代末期开始,在设计温度高于450℃的高压蒸汽锅炉时,就采用持久强度和蠕变强度作为设计过热器管和蒸汽管道等高温承压部件的强度依据。它们的设计使用期限一般为100000小时,有些国家已按200000小时使用期限设计了。但是,由较短试验时间所得结果外推求得的100000小时或200000小时的持久强度数据的可靠性,必须经长期实践的检验,另一方面,持久强度是在轴向拉伸应力条件下试验求得的,而过热器管和蒸汽管道在运行中的受力状态比较复杂。因此,这些部件能否安全地使用100000或200000小时,或者有否可能使用更长的时间,这个问题引起了电业工作人员的关切。研究解决这一问题具有重大的经济效果,它不但可为电厂提供设备安全运行的时间,使之充分利用设备潜力,有计划地适时地备料加工,以便更换或改造设备;而且,可以给改善耐热钢的性能,改进实验室持久和蠕变试验数据的分析、处理方法以及对改进蒸汽锅炉的设计方法提供有用的资料。因此,从50年代初期开始,一些国家就开展了对长期运行过的过热器管和蒸汽管道金属的组织性能变化的研究工作。同时,为保证过热器管和蒸汽管道的安全运行,防止突发性爆破事故发生,对它们进行运行监视的工作,早在40年代初就开始了。     

过热器管长期运行后组织性能的变化及使用寿命的判断

一、前言我网目前共有高压锅炉100台以上,其中,很多已经或将要超过设计使用年限——10万小时。对于这些超过设计使用年限的管子,必须加强防爆检查和必要的金属监督试验。一方面确保过热器管在使用过程中,能够安全可靠地运行;一方面尽可能地延长这些钢管的使用寿命。     

动力设备蒸汽管道焊接接头在长期运行中的可靠性

在苏联电站中,蒸汽温度为545—565℃的蒸汽管道一般采用12X1Mφ和15X1M1φ合金钢。这些蒸汽管道的运行寿命有的超过了设计规定的期限,而且在很多电站中已达到110000—130000小时。蒸汽参数为110绝对大气压、510℃的热电站,蒸汽管道采用12MX和15XM(ГОСТ10500—63)合金钢。这些蒸汽管道的运行寿命有的已接近200000小时。苏联第一根高压Cr-Mo钢蒸汽管道于30多年前安装在9号热电站,已在510℃温度下工作了300000小时。     

长期运行后主蒸汽管道弯管的组织、损伤程度与性能

目前,经长期运行的机组主蒸汽管道的弯管发生蠕变破裂。在弯管外(拉伸区域)表面产生了向内扩展的贯通纵向裂纹。因此,提供长期运行过程中弯管的显微组织、性能和损伤程度的变化数据,具有重大的实际意义。业已进行了对比性的试验研究工作(即:12Cr1MoV钢在不同条件下经长期运行之后     

12Cr1MoV蒸汽管道长期运行中金属碳化物的变化特性

本文研究了我国火电机组12CR1MoV钢蒸汽管道在运行过程中,钢管金属的碳化物相显微形貌特征,元素成分含量和相晶格结构的变化特性,并讨论了金属碳化物相变化过程对蒸汽管道老龄化发展的影响。     

12Cr1MoV钢过热器管在长期高温运行中的金属位错组态

采用现场割管试样，用电镜观察了不同运行时间的１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢过热器管的金属位错组态，结果表明：运行时间从１．６万→３．３万→６．３万小时时，材料蠕变从亚稳态→过渡态→稳态。此时，基本中位错也从列位错→位错缠结→亚晶形成。晶内碳化物使基体中运动位错交互作用形成界面位错，而运动到晶界上的位错在晶界上析出的碳化物周围攀移和塞积，使晶界弱化，易形成裂纹。     

娘子关电厂3号机组变形蒸汽管道的分析调整和运行监督

通过对娘子关电厂3号机组变形主蒸汽管道的分析和应力测量,对管系进行了改造设计计算,结合机组大修予以实施,同时确定了管系的危险载面处,采取有效的监督手段进行运行监督,研究和总结出了处理变形蒸汽管理的一套完整程序和方法,可推广应用于其他火力发电厂变形蒸汽管道的分析改造中。     

高温运行后T91钢过热器管蒸汽侧氧化膜微观结构与形成机理

对运行85 000h后的T91钢过热器管内壁氧化膜的组织结构和微区成分等特征进行了分析,并讨论其形成机理。分析表明,氧化膜与金属基体间存在一过渡区,过渡区内Cr元素被O氧化,Fe元素向外层扩散而流失,造成该区域Fe浓度下降而Cr浓度相对升高;氧化膜为双层结构,其分界面为原金属表面,外氧化层富含Fe元素而不含Cr元素,主要成分为Fe3O4,内氧化层则由(Fe,Cr)3O4组成。     

12Cr1MoV钢长期运行过程中组织与合金元素的变化研究

采用扫描电镜与电子探针对运行的12Cr1MoV钢组织与合金元素的变化进行了研究.发现随运行时间增加,12Cr1MoV钢晶粒产生了粗化,析出碳化物数量也随之增多;Cr元素在碳化物中的析出程度较严重,在运行5×104h后可见在晶界的析出,随运行时间的增加析出程度更加明显,运行10×104h后可见在晶内析出;Mo元素也有在晶界的析出,但并不明显,析出发生在运行10×104h后;V元素含量变化不明显,比较稳定;合金元素含量的变化主要发生在珠光体和碳化物中,铁素体组织中各种合金元素的含量基本保持不变.     

12Cr1MoV钢蒸汽管道在运行中密度与机械特性的变化

由于现在火电厂中已有不少12Cr1MoV 钢的蒸汽管道运行超过10万小时,探讨其使用时间有无可能较原设计的更长的问题,已十分迫切。同时有必要正确地选择保证安全运行的材质标准。众所周知,随着管道运行而发展的蠕变过程导致沿金属晶界产生微孔。已查明在蠕变过程的早期发展阶段就有这种现象,此后微孔随即汇合而形成主要的裂纹。由于有了显微裂纹,金属的特性就发生了变化,首先是密度降低。因此,利用这个特点以估计耐热金属运行后的工作能力,看来是有前途的。     

低碳钢管冷弯后组织性能的变化与处理对策

锅炉钢管冷弯加工会带来机械性能和组织性能的变化，形成钢管在服役过程中的潜在危险。文章讨论了电厂低碳锅炉钢管在冷弯变形后，加工硬化对钢管机械性能和组织性能的影响。定量地介绍了当塑性变形量在２０％左右时，机械性能变化的幅度。还介绍了恢复加工硬化的处理对策。     

还原热处理对12Х1МΦ钢蒸汽管道性能与金相组织的作用

火电厂热力动力设备在长期运行中,会发生金属组织的变化,这种变化会降低金属的热强性能,以致达到必须更换某些部件,包括更换一些蒸汽管道的程度。恢复这种金属工作能力的可能方法之一,是进行再次热处理。但是,直到目前为止,还没有一种明确的意见,能说明金属损伤到何种程度后,还能用再次热处理方法,保证能够恢复其继续可靠运行的热强特性,或是那一种热处理方式是达到这一目的的最佳方法。     

楞次电磁感应定律在调整和检验电机运行性能中的应用

当穿过一个闭合电路的磁通发生变化的时候,那么在这个电路中就会感应出电势,这种现象叫电磁感应。由感应电势产生的电流叫感应电流。科学家楞次总结了大量的实验结果,得出了确定感应电势和感应电流方向的规则:闭合电路中感应电流所取的方向,总是使由     

TP304H奥氏体不锈钢锅炉管长期高温运行后的组织变化分析和研究

对TP304H钢管在电厂长期高温运行后的组织变化和析出相进行了研究和分析,所得结果表明在长期高温、高压的运行过程中,TP304H钢管组织特征发生明显变化,析出相增加,主要是M23C6型碳化物和σ相,并随着析出物的增加,奥氏体耐热钢的机械性能下降,直至被破坏。为此,指出高温是影响析出相形成的主要因素。     

12%Cr钢(F11)主蒸汽管道运行后的组织与性能

对姚孟发电有限责任公司1号机组运行14万h后的F11钢主蒸汽管道材料进行了各种力学性能试验和微观组织观察分析。分析认为，运行14万h后其材料发生了组织老化和性能脆化，但尚有一定的剩余寿命。此结果对12％Cr类钢的研制、使用及主蒸汽管道的监督具有技术研究的参考意义和工程实际应用价值。     

国产P91钢在蠕变过程中微观组织和性能的变化

超(超)临界火电机组高温部件用9%￣12%Cr耐热钢的高温蠕变损伤性能对其使用寿命有重要的影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-Ray衍射仪和X-Ray能谱仪等对国产P91钢持久断裂试验前和持久断裂试验后(566℃、170MPa、12493.9h)的试样进行了低温断口、亚结构、第二相类型和成分分析,对P91钢的蠕变损伤性能进行了研究。P91钢在蠕变作用下,马氏体板条发生向亚晶结构的转变,位错密度大大降低,第二相颗粒粗化并聚集,部分合金元素由固溶态向化合态转移,同时析出新相M7C3和laves相Fe2Mo。在持久断裂试验后的试样中并未发现蠕变孔洞的存在,但组织的老化导致硬度的降低。     

Sanicro 25钢锅炉管实炉验证过程中的组织和性能演变

为了解和掌握Sanicro 25钢锅炉管在630 ℃以上高参数超超临界火电机组高温受热面中 的适用性,对华能南京电厂700 ℃关键部件验证试验平台上实炉验证的Sanicro 25锅炉管进行多次取样和检测。采用力学性能测试和显微组织分析相结合的方法,对不同运行时间（0、10 523、24 014、32 796 h）的Sanicro 25钢过热器管进行测试、对比和分析。研究结果表明:Sanicro 25钢具有良好的力学性能稳定性,虽运行后室温塑性和韧性下降,但高温塑性和韧性仍保持良好水平;经长期高温运行的过热器管Sanicro 25钢在晶界析出链状M23C6,晶内析出细小弥散分布的Z相、MX相、M23C6和富Cu相,一次Z相下发生了退化,在其周围形成了约50 nm厚的M23C6“墙”,随着运行时间的延长,晶界附近的立方块状M23C6数量增多,晶内Z相、MX相、M23C6、富Cu相均未见明显长大;Sanicro 25钢在过热器壁温651~665 ℃范围内具有良好的抗蒸汽氧化性能和抗烟气腐蚀性能。     

汽轮机叶片材料的使用经验与事故断裂金相分析 第二章 叶片在运行中的组织性能变化

无论是高温段或是末级叶片,都不能无限期地使用,即存在一个寿命问题。也就是说,