9Cr1MoVNb钢蒸汽侧氧化膜形态及其形成机理

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X-射线衍射仪等试验分析手段,对某电厂锅炉过热器用9Cr1MoVNb（T91）钢蒸汽侧氧化膜形态及其形成规律进行研究。结果表明,根据截面氧元素分布及Fe-Cr元素传质规律,该类合金钢蒸汽侧氧化膜分为内、次外、外3层,内层为致密的富Cr层与贫Cr层交替出现的非均质氧化层,中间层为疏松、柱状结构的Fe3O4,最外层为较薄的Fe2O3;外氧化层氧化颗粒间存在缝隙,粘附强度低,温度变化剧烈时最易剥落,次外层次之。     

10CrMo910主蒸汽管道组织球化后的安全性评定

针对某一电站 1号机组锅炉主蒸汽管道进口 1 0CrMo91 0无缝钢管原始组织出现球化的现象 ,进行了一系列的试验 ,对该批材质进行了必要的研究 ,而且对其进行了安全性评定。力图为该批材质能够带“病”安全服役奠定理论基础     

超期服役10CrMo910钢高温性能及使用寿命评估研究

对某运行超过20万h的电站锅炉主蒸汽管道(材质为10CrMo910)进行取样,分别研究管道母材和焊缝的金相组织、机械性能和高温蠕变性能,通过数学模型预测其高温使用寿命。结果表明：在运行超20万h后,10CrMo910主蒸汽管道晶粒大小均匀,无明显的析出相聚集,处于稳态蠕变阶段。随着工作温度升高,韧性提高,管道和焊缝均保持良好塑性。使用等温线法预估,535℃、560℃、580℃下管道使用寿命均超过4.5万h,可以稳定运行。使用时应严格控制工作温度和压力,并增加检修次数,保证机组安全运行。     

在135MW机组工程中主汽管材采用10CrMo910与P91的比较

本以135MW机组主蒸汽管材的选择为例，对10CrMo910和P91这两种钢材在机械性能和经济性方面进行综合比较，对135MW机组主蒸汽主管材质的选择提出一些建议。     

超临界机组的合金管蒸汽侧氧化膜生长与剥落研究进展

超临界机组高温合金管氧化膜剥落问题是困扰机组安全与经济运行的难题,严重制约了机组蒸汽参数和效率的提高。特别是,在超临界机组采用给水加氧处理方式(OT)后,奥氏体不锈钢管内壁氧化膜大面积剥落事故屡见不鲜,尤以TP347H合金管为甚。本文总结了近年来国内外针对超临界机组合金管氧化膜研究的进展及相关成果,首先介绍了超临界蒸汽环境中合金管氧化机理和原子迁移机制,综述了铁素体和奥氏体合金表面氧化膜的形貌特征,分析了蒸汽溶氧对氧化膜生长速率、形貌和缺陷的影响。氧化膜完整性是决定合金抗腐蚀性能的重要因素,但在机组运行过程中氧化膜应力破坏了氧化膜完整性。进一步总结了国内外氧化膜应力和剥落研究的数值分析及实验研究情况,为我国超临界机组氧化膜剥落故障诊断研究提供参考。     

蒸汽侧氧化膜对超临界机组T92钢管壁温的影响

通过建立T92钢受热管及其蒸汽侧氧化膜的数值分析模型,定量分析了不同厚度氧化膜对T92钢受热管壁温的影响,并在此基础上得出了不同受热条件下导致T92钢管超温运行的氧化膜的临界厚度值.结果表明:随着氧化膜厚度的增加,管壁平均温度和平均温度升高幅度均呈近似线性增加;且管内壁温度越高、管外热流密度越大,氧化膜的临界厚度值越小.因此,当T92钢应用于高温受热面时,需综合考虑壁面热负荷和管内壁温度对氧化膜临界厚度的影响.     

蒸汽侧氧化膜对锅炉T91钢管蠕变断裂寿命的影响

建立了电站锅炉T91钢管蠕变断裂寿命计算模型,定量分析了蒸汽侧管壁温度和等效应力对T91受热管蠕变断裂寿命的影响,并对不同热负荷、不同尺寸受热管的计算结果进行了比较.结果表明:蒸汽侧氧化膜导致管壁温度升高是缩短部件蠕变断裂寿命的主要原因,等效应力增大是次要原因;受热管的蠕变断裂寿命随蒸汽侧氧化膜厚度的增加呈抛物线缩短;随管子热负荷的增加,蒸汽侧氧化膜对受热管蠕变断裂寿命的影响程度加剧;蒸汽侧氧化膜对外径较小的厚壁管子蠕变断裂寿命的影响较大.     

STBA24钢管蒸汽氧化的微观特征研究

利用宏观检查、金相检验、电镜观察、能谱分析和X射线衍射仪等方法,对某热电厂过热器和再热器管内壁氧化皮的化学成分和组织结构进行了试验研究,探讨了STBA24钢高温蒸汽氧化的微观特征和氧化机理.结果表明:STBA24钢管在运行中,当管壁温度超过材料的许用温度时,易发生高温水蒸汽氧化;腐蚀产物分内外2层,外层以Fe2O3、Fe3O4为主,易剥落,内层为致密的保护性氧化物,具有长期抗氧化能力.金属材料的蒸汽氧化和剥落会增大管壁应力,造成管壁破裂或爆管.     

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜在线监测技术研究

建立了高温受热面炉内壁温在线监测模型、氧化膜生长模型、氧化膜应力在线监测计算模型和氧化膜脱落评估模型等.在此基础上,开发了锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜管理系统,并利用该系统对某600MW超临界锅炉高温受热面炉内管壁温度和蒸汽侧氧化膜厚度及应力状态进行实时计算与分析.结果表明:利用该系统可以减小沿烟道宽度方向的热偏差,有效降低偏差屏的炉内温度,减缓管内氧化膜生成速率;通过对温度变化速率、氧化膜应力状态的实时监测,可以积极预防氧化膜的脱落和堆积.     

锅炉过热器蒸汽侧氧化膜瞬态应力的有限元分析

采用有限元方法,计算并分析了过热器管基体及氧化膜内的温度和应力情况,通过稳态分析得到了稳定工况下的温度和应力分布;在此基础上又进行了瞬态分析,分别考虑了蒸汽侧温度和烟气侧温度两种情况下的扰动,得到了扰动后温度和应力的响应曲线.结果发现:蒸汽侧扰动时,氧化膜内温度和应力的变化都很大,更易于造成氧化膜的剥落.     

表面状态对TP347H钢蒸汽氧化速度的影响

研究了磨削、喷丸、细晶粒＋酸洗、磨削＋酸洗和15％变形＋酸洗等5种状态TP347H钢试样在650℃水蒸气中氧化2000h的表面形态和氧化速度．用蒸汽氧化炉进行蒸汽氧化试验,用扫描电子显微镜和能谱仪对氧化后试样表面氧化膜的形貌和成分进行了观察和分析,用X射线衍射（XRD）分析了表面氧化膜的结构,用减重法和厚度法测试和计算了5组TP347H试样在蒸汽中的氧化速度．结果表明：表面状态不同的试样在水蒸气中氧化时,形成的氧化膜形貌相似,但氧化速度不同．氧化速度由小到大依次为磨削试样、喷丸试样、细晶粒＋酸洗试样、磨削＋酸洗试样和15％变形＋酸洗试样．     

晶粒尺寸和表面状态对S30432钢蒸汽氧化行为的影响

利用自制的蒸汽氧化装置对不同晶粒度和表面状态的S30432钢管试样在650℃下进行不同试验时间节点的蒸汽氧化试验,采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析方法研究了氧化层的形貌、成分和相组成.结果表明：在试验时间内,不同的S30432钢管试样的抗蒸汽氧化性能存在差异;细化晶粒及提高晶粒度均匀性有利于提高S30432钢的抗蒸汽氧化性能;喷丸处理能改变钢管试样的内壁表面状态,加快Cr从基体向内壁表面扩散,形成富Cr的致密氧化层,显著降低了氧化膜的生长速度;在蒸汽氧化过程中形成的氧化层分内外两层：内层富Cr,与基体界面处形成高铬含量愈合层,外层为铁的氧化物.     

不锈钢管在凝汽器上的应用

为应对电厂循环水质日益恶化的状况,根据采用不锈钢管作为凝汽器冷却管的经验,从物理特性、化学特性等多方面,分析、说明不锈钢管因其卓越的耐蚀性、耐冲击性、较好的传热性能以及良好的经济性和可靠性,在凝汽器上具有广阔的应用前景。     

钢氧化特性的研究动态

介绍了钢表面氧化层的构成与基本氧化机制,综述了国内外不同钢种的氧化、脱碳性能的研究结果,总结了钢中残留元素与添加元素对钢氧化脱碳性能的影响关系与作用机理。     

Inconel 740合金在空气和含有水蒸气的空气中的氧化研究

利用热重分析法、X射线衍射仪和扫描电镜与能谱分析仪研究了Inconel 740合金在空气和含有水蒸气的空气中的高温氧化行为,并分析了该合金的氧化机制.结果表明：Inconel 740合金在950℃的静态空气中氧化时,氧化动力学遵循抛物线规律,氧化膜黏附性能良好,表面氧化膜完整,外层由Cr2O3和少量的（Ni,Co）Cr2O4、TiO2组成,中间层为SiO2和Al2O3,内层氧化物为Al2O3和TiO2;合金在750℃含有10%水蒸气的空气中的腐蚀动力学也近似遵从抛物线规律,表面氧化膜很薄且致密性较差,表面氧化层主要为Cr2O3,内层氧化物为Al2O3和TiO2.