Super 304H钢在模拟烟气腐蚀环境中持久性能与组织演变研究

奥氏体钢在锅炉关键部位服役过程中面临烟气/煤灰腐蚀+应力协同作用的挑战,存在一定的安全隐患。在静态空气及烟气/煤灰腐蚀环境下,通过模拟实验台对Super 304H钢进行温度为650℃、应力为200～300 MPa的持久实验,研究腐蚀环境对其持久性能及组织演变的影响。结果表明：相较于空气环境,腐蚀条件下Super 304H钢持久寿命下降幅度可达83%,且随着持久应力的降低合金寿命下降更明显;烟气/煤灰腐蚀导致合金表面连续的腐蚀产物出现开裂、剥落,基体发生内硫化,在拉应力的共同作用下试样内部出现沿晶开裂等蠕变损伤;基体表面由于合金元素的损失,在高温下发生再结晶,并在实验结束后发生马氏体转变,腐蚀-应力环境中合金表面腐蚀产物的开裂、剥落,内硫化物的形成,表层再结晶细晶区的增厚和晶界损伤的加剧共同促进了Super 304H钢的持久断裂。烟气/煤灰腐蚀环境通过影响Super 304H钢腐蚀过程,恶化合金基体组织影响其持久性能。     

用于超超临界锅炉的Super304H材料的性能

在列举了有关Super30 4H材料的性能数据 ,如Super30 4H的化学成分、增强机理、机械性能、蠕变断裂性能、老化性能、抗蒸汽氧化性能及焊接、弯曲等加工性能和电厂实际使用业绩后 ,说明了Super30 4H可用作大容量、高参数、超超临界机组的材料。该材料在用于上述机组时 ,部件壁厚减少、部件所用钢材量减少、结构承重和热应力减少、制造成本和施工难度减少、具有很好的经济性。     

Super304H钢管国产化和质量现状

介绍了超超临界机组用的Super304H钢管的国内外生产现状,分析了国产Super304H钢管质量状况,包括化学成分、力学性能和金相特征。调查分析结果表明,目前国内已有多家企业具备了Super304H钢管的生产能力,国产与进口Super304H钢管相比,在某些指标上还存在一定的差距,但已能满足相关标准的要求。国产Super304H钢管已在国内超超临界机组中投入使用,应加强运行监督。     

Super304H焊接工艺试验研究

介绍Super304H同种钢、Super304H与SA-213TP347H及SA-213T91异种钢焊接性试验,通过试验确定较为合理的焊接及热处理规范.该钢用于我国超临界、超超临界锅炉机组具有很大的潜力.图2表7参3     

超超临界机组新型不锈钢Super304H、HR3C运行5 400 h后的性能试验

对华能玉环电厂二级再热器运行达到5 400 h的HR3C和Super304H管段取样进行了阶段性能试验,结果发现HR3C运行管强度很高,但脆性明显增加;Super304H运行管的室温抗拉强度有所增加,650℃抗拉强度有所降低,断后伸长率降低,但韧性显著优于HR3C。 HR3C和Super304H经过5 400 h运行后,材料状态良好,均可继续安全运行,但HR3C脆性明显增加,需加强金属监督。     

锅炉用TP304H钢高温老化浅析

对不同老化程度的TP30 4H管材进行了理化分析及机械性能试验。认为管材高温老化主要是由于碳化物的析出 ,晶界附近的固溶体中合金元素减少 ,使钢材易形成晶间腐蚀 ,热强性下降     

Super304H钢焊接缺陷产生的原因分析

对Super304H钢焊接缺陷产生的原因进行分析,主要有两方面:一是Super304H奥氏体不锈钢材料自身焊接性较差,易造成焊接裂纹;二是由主、客观原因造成的焊接工艺执行不规范,如热输入不足或过大、焊接层间温度过高、内部未充氩气保护等,从而导致焊缝未焊透、未熔合、焊瘤、咬边、气孔及过烧等焊接缺陷。建议在焊接操作中,严格执行规范的工艺参数,避免焊接缺陷产生,以便获得高质量的焊接接头。     

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。     

某电厂Super304H钢管晶间腐蚀开裂原因分析

某电厂Super304H钢过热器和再热器在机组试运行过程中,连接短管和管屏的焊接接头附近出现晶间腐蚀,导致多处泄漏。通过对材料化学成分分析、能谱分析、金相组织和扫描电镜观察,以及钢管敏化后的晶间腐蚀试验,结果表明:Super304H钢基体为等轴奥氏体组织,无论是否经过敏化处理,经晶间腐蚀试验并弯曲后均会出现开裂;钢管的含铌量与含碳量之比仅为5.4,碳含量偏高而铌含量偏低易导致晶间腐蚀,并且钢管在堆放过程中受到介质的腐蚀,焊缝收缩所产生的拉应力促进了裂纹的产生和扩展。     

Super304H钢脉冲弧焊焊接工艺及性能试验

介绍了Super304H钢的焊接性能;采用脉冲弧焊电源和ER304HCu焊丝对超超临界机组锅炉使用的Super304H钢进行焊接工艺试验,包括室温拉伸试验、弯曲试验、硬度试验。试验结果表明,Super304H钢焊接接头性能良好,金相微观组织正常,力学性能满足规范要求,按试验结果制定的焊接工艺可以应用于工程安装和检修。     

改善Super304H不锈钢抗晶间腐蚀性能的途径

首先从成分、结构特点、与贫Cr区的关系,以及界面、合金元素和应力状态对析出的影响等方面阐述了奥氏体不锈钢中M23C6的特性;然后以超超临界压力锅炉的过热器管和再热器管常用的奥氏体Super304H不锈钢为例,结合Super304H不锈钢的成分和特点,提出通过调整晶界工程、优化高温软化工艺、加速M23C6形成和增加去敏化工艺等方法来改善Super304H钢高晶间腐蚀的敏感性;最后指出研究Super304H不锈钢去敏化过程的规律是今后的研究方向。     

服役态及时效态Super304H耐热钢结构损伤及力学性能衰减的对比研究

为探究Super304H钢在高温条件下的结构损伤和力学性能,以超超临界机组中在温度863 K下服役20 000 h的Super304H再热器管材及与其具有相同P函数值、在温度923 K下时效1 100 h的Super304H管材为对象,研究长期服役态Super304H再热器管材组织结构的老化,并开展相同P函数下的时效态与服役态Super304H钢管显微组织老化及力学性能衰减的对比研究。结果表明：钢管内、外壁运行条件的不同导致其显微组织结构产生差异;服役态钢管内侧的显微组织结构、力学性能与具有相同P函数的时效态Super304H钢管相似;然而,服役态钢管外侧的结构损伤比时效态更严重。因此,建立在Larson-Miller参数基础上的人工时效方法,只能在特定条件下模拟服役态钢管的结构损伤。     

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。     

锅炉屏式再热器TP304H管裂纹分析

由于热偏差和蒸汽流量偏差等原因,HG-1025/18.2型锅炉屏式再热器右下方管壁温度较高,内壁氧化皮的剥落进一步提高了管壁温度。运行约3.5万h后,TP304H奥氏体耐热钢制屏式再热器管析出了大量碳化物和σ相,导致管材低周疲劳强度和蠕变强度降低。管材在运行中遭受吹灰蒸汽的热冲击,外壁因此出现热疲劳裂纹,随后内壁金属衍生出蠕变裂纹。     

Effects of CeO2 Coating on Oxidation Behavior of TP304H Steel in High-Temperature Water Vapor

Oxidation behaviors of TP304H steel with electrophoresis deposited CeO2 coating in water vapor were studied at 610℃ -770℃ for 65 h. The results showed that CeO2 coating reduced effectively the oxidation rate of TP304H. Analysis with SEM and EDS showed the structure of oxide scale turned from multi-layer to mono-layer and oxide scale with high Cr content formed on the surface of CeO2 coating while inner oxidation disappeared. Based on test results and CeO2 characters that Ce ion can vary between Ce^4 and Ce^3 under oxygen-rich and oxygen-poor environment, it is concluded that CeO2 coating acts as a barrier to prevent oxygen inner diffusion and the partial oxygen pressure of CeO2 coating-substrate interface is limited. Cr first diffuses outward across CeO2 coating and forms oxide scale on the surface, which delays formation of Fe oxide.     

超超临界机组用SUPER304H炉管局部腐蚀现象分析与对策

通过对某沿海在建超超临界机组用SUPER304H锅炉钢管局部腐蚀的宏观形貌、化学成分、金相、扫描电镜及能谱分析,得出其局部腐蚀的主要原因是氯离子引起的孔蚀,并提出了预防措施,为将来设备维护提供了经验积累。