表面改性对Super304H钢在650℃饱和蒸汽中氧化行为的影响

对未改性的Super304H钢和经喷丸、渗铝改性后的Super304H钢在650℃饱和蒸汽中的氧化行为进行研究,使用电子天平测量氧化增重,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对氧化膜进行了分析。结果表明:未进行表面改性的Super304H钢抗蒸汽氧化能力不足,喷丸对Super304H钢抗蒸汽氧化能力有一定提升作用,渗铝处理可显著提升Super304H钢抗蒸汽氧化能力;Super304H钢外层氧化膜为Fe2O3,内层氧化膜为Fe-Cr尖晶石,外层氧化膜生长至一定厚度易发生剥落;喷丸样品氧化膜由Cr2O3与少量的Mn-Fe尖晶石组成,但变形孪晶层因相邻亚晶界凸出、吞并而退化;渗铝样品表面形成Al2O3氧化膜,互扩散区Al元素含量保持不变。     

给水加氧处理对氧化皮脱落的影响研究

针对给水加氧处理是否影响过热器和再热器氧化皮的脱落这一争议问题,本文依据实验室试验数据、现场调研结果,对多个争论的焦点问题进行分析。结果表明,过热蒸汽中的氧与钢发生反应,产生的Fe_2O_3能够促进奥氏体钢氧化皮的集中脱落,所以给水加氧处理是影响过热器和再热器氧化皮脱落的因素之一。     

超临界机组加氧处理对氧化皮生成和剥离的影响

国华盘山发电有限责任公司1号、2号机组给水采用加氧处理,累计运行时间长达10年未发生过因氧化皮脱落引起的堵管、爆管事故。对这2台机组锅炉过热器和再热器的氧化膜及氧化皮生成情况进行检查,发现差别较大。通过分析,找出了氧化皮产生及剥离的原因:(1)氧化皮是金属在高温水汽中发生氧化的结果,氧化所消耗的氧来源于水汽本身,而非溶解在水汽中的分子氧,也即给水加氧对氧化皮的生成影响不大;(2)再热器管的氧化皮有一定程度的剥离,主要与锅炉燃烧工况、机组起停时温度升降速率以及所用材质等因素有关。同时,给出了防止氧化皮产生的措施。     

给水加氧处理对过热器高温氧化皮生成影响的试验研究

以某超临界660MW机组为例进行了给水加氧处理试验,测量比对加氧前后过热器氧化皮的生长速率,并对氧化皮结构、成分的变化进行分析。结果表明,给水加氧处理并未加快T23和T91材质过热器氧化皮的生成速度及促进其脱落,但对TP347H材质的过热器,加氧处理具有促进其氧化皮剥离的作用。因此,采用给水加氧处理的关键是控制机组起、停时的温度以抑制加氧后不锈钢氧化皮的大量脱落。     

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。     

超超临界1000 MW机组给水加氧技术的应用

总结了给水加氧处理技术在北仑发电有限公司(北仑电厂)2台超超临界1000 MW机组上的应用结果.分析给水加氧过程中的氧化还原电位值、铁含量和蒸汽中氢含量等各项指标的变化,以及加氧后高温管壁表面氧化皮的状态,表明汽水的氧化还原电位在加氧过程中随溶解氧量的增加而上升,蒸汽中氢含量明显降低.因此,给水加氧过程中,可采用高压加热器疏水处的氧化还原电位作为调整加氧量的依据.     

超超临界1000MW机组给水加氧处理探讨

针对腐蚀产物的控制,对比3种给水处理方式及对给水加氧机理的分析,提出给水加氧处理是控制腐蚀产物的最佳方式,通过国内超（超）临界机组目前运行现状、给水处理方式及机理、氧化皮的形成与加氧的关系,探讨了1 000 MW超超临界机组给水加氧的可行性及风险。     

给水加氧处理技术在超超临界锅炉的应用

阐述了给水加氧处理的原理及影响金属氧化膜形成的因素,介绍了某超超临界锅炉进行给水加氧的处理过程,总结了给水加氧处理后的化学监督及运行中防氧化皮剥离的注意事项,最后对加氧处理前后的机组技术指标和经济效益进行了比较。     

超(超)临界机组锅炉氧化皮监控及综合治理技术

目前,超(超)临界参数机组的锅炉受热面管氧化皮生成、脱落是一个业内公认的难题,当机组在最大负荷(即最高温度)下运行,随着运行时间的增加和蒸汽温度设计值的增大,这一问题更加明显。分析了锅炉受热面管氧化皮产生、脱落原因及其安全隐患,阐述了亚临界、超临界、超超临界参数机组不同管材锅炉受热面的氧化状况,对比了锅炉给水加氧处理前、后受热面管氧化皮情况,提出了锅炉受热面管氧化皮的监控与综合治理技术措施,可为超(超)临界机组锅炉氧化皮处理提供参考。     

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     

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。     

新型耐热钢用于超超临界机组锅炉出现的问题分析及对策

针对超超临界机组锅炉投入商业运行后出现焊口开裂、受热面爆管、氧化皮堆积堵管等问题,比较了不同厂家锅炉的热负荷及用材,分析了T23、T/P92、SUP304H、HR3C等新型耐热钢材早期失效及氧化皮剥落的原因、机理,并提出预防措施,对超超临界机组锅炉的制造、安装及运行有借鉴作用。     

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。     

660MW超临界机组给水加氧新工艺介绍

超临界机组采用给水加氧处理,能够有效抑制给水系统、高加疏水系统流动加速腐蚀,减少热力系统腐蚀产物的生成与迁移,降低锅炉受热面结垢速率和防止汽轮机结垢、积盐,延长凝结水精处理运行周期,减小精处理树脂再生频率,降低酸、碱耗量和废液处理量等,提高机组运行的安全性和经济性,具有显著的节能降耗效果。然而,给水加氧处理是否会促进过热器、再热器管氧化皮剥落,在业内一直存在争议,这也是促进我国给水加氧处理技术不断发展的根本原因,国内给水加氧处理技术分为传统高氧处理技术、低氧处理技术、全保护加氧处理技术,中电(普安)发电有限责任公司(以下简称普安电厂)针对自身设备、系统特点,使用全液态无耗氧气给水自动加氧系统取得了良好的效果。     

超超临界机组水汽加氧系统改造

针对管路流动加速腐蚀(FAC)严重的问题,提出给水系统进行加氧处理改造。结合一台600 MW超超临界机组改造实例,给出汽水系统中给水加氧和高加疏水加氧系统的流程、加氧点和取样点的位置分布。实践表明:改造半年后,省煤器表面原来的Fe3O4氧化膜完全转化为形态致密的Fe2O3晶体颗粒,流动阻力减少;与未实施给水加氧改造的机组相比,改造过的机组汽轮机低压转子叶片氧化铁沉积量少。     

超（超）临界锅炉机组高温氧化案例分析与启示

通过分析影响高温氧化的各项因素,研究了2013年国内600 MW以上等级超（超）临界锅炉机组高温氧化的典型实例。从材料、温度及介质3个方面对锅炉高温氧化及氧化皮剥落的影响进行了梳理和总结。研究发现：① TP347H材质在晶粒度较低的情况下抗水蒸气氧化性能差;② 存在汽温欠温问题的锅炉,往往也容易出现氧化皮早期剥落的问题;③ 制造厂家给出的壁温控制报警值不能有效指导电厂运行控制以防止氧化皮带来的问题;④ 锅炉采用的给水加氧处理工艺与氧化皮大面积剥落没有直接关联。最后,提出了今后高温氧化问题的研究方向和改进措施。     

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。     

加热温度对奥氏体不锈钢管内壁喷丸处理效果的影响

在不同温度下对进口Super304H和国产S30432喷丸管进行的保温2h的热处理对比试验结果表明:当加热温度超过750℃时喷丸形变层的微观组织会发生退化,且碎化晶层组织退化速度高于多滑移层组织,导致Cr元素向表面扩散迁移的能力降低;喷丸处理质量会显著影响喷丸形变层的抗高温软化能力;进口Super 304H喷丸管因形变组织硬度更高且分布均匀而使其短时间抗高温软化能力比国产S30432喷丸管高出100℃以上.为了充分利用喷丸处理的表面加工硬化能力,需确保喷丸处理的质量以及弯管加工或者焊后热处理时的温度不超过730℃.     

超超临界机组锅炉用不锈钢管表面冷作硬化处理对其抗蒸汽氧化性能的影响

通过对一组运行了4年的不锈钢过热器管样内表面机加工区和非机加工区氧化皮的结构和形貌特征进行对比分析,探讨内表面冷作硬化处理对于超超临界机组锅炉用不锈钢管蒸汽氧化性能的影响.结果表明,内表面冷作硬化处理对于改善细晶TP347H FG和Super304奥氏体不锈钢在相对较低温度蒸汽中的抗氧化性能非常有效,但在600℃左右高温蒸汽中Super304管样内表面冷作硬化效应消失,除冷作硬化试样氧化皮的总体厚度略薄外,氧化皮的结构形貌特征与未冷作硬化处理的管样没有多大区别.另外,含Cr量大于22%的SAVE25具有非常优秀的抗蒸汽氧化性能,其机加工区域和未机加工区域的蒸汽氧化行为没有任何区别.