超超临界机组P92钢管件的国产化研究

对超超临界机组P92钢管件研制的国内外现状进行了分析,重点介绍了国网北京电力建设研究院电站技术中心在P92钢焊接工艺、热压工艺、热处理工艺方面进行的探索,以及典型管件产品的试制情况和有关验证试验。P92钢管件国产化研究的成功,将改变目前国内超超临界机组P92钢管件单纯依靠进口的局面,应用前景广阔,具有相当可观的经济效益和社会效益。

10Cr9Mo1VNbN/12Cr1MoV异种钢焊接接头的蠕变损伤及界面失效

针对马氏体耐热钢 10Cr9Mo1VNbN和珠光体耐热钢 12Cr1MoV ,采用TGS -9cb、H10Cr5Mo、TR31三种焊丝形成高、中、低匹配焊接接头 ,利用脉冲电流氩弧焊、高温加速模拟工况、力学性能试验及电子显微分析 ,研究了 10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、界面蠕变损伤及失效特征。试验结果表明 ,焊前预热 2 5 0℃ ,焊后回火 75 0℃× 1h ,加速模拟运行 5 0 0h后 ,高匹配和中匹配接头的力学性能劣化明显 ,界面蠕变损伤及失效倾向较大 ;而低匹配接头的力学性能优于高匹配和中匹配接头 ,界面蠕变损伤较轻 ,失效倾向较小。因此 ,选用TR31焊丝作为10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的填充材料较为合适。

WB36钢的热处理工艺及微观组织

利用WB36钢正火后不同冷却条件下的性能和组织变化，结合其CCT曲线，分析其临界冷却速度对性能和组织的影响。分析表明，WB36钢正火后在20-80min内冷却到贝氏体区，可以得到铁素体和贝氏体的混合组织而性能较优，回火时间保持在3min／mm可保证其性能不变。另外，因硬度与强度的变化趋势相同，建议采用硬度作为验收WB36钢的一个指标，但应考虑采用不同硬度计换算时引起的误差。

热处理对P92钢管件硬度的影响

对P92钢试样进行了相同正火、不同回火温度和回火时间的热处理试验,然后进行了布氏硬度和里氏硬度测试,建立了两种硬度的对应关系,并分析了强度和冲击韧性随硬度的变化规律。结果表明,两种硬度呈线性关系,强度随着硬度的增加而升高,韧性随着硬度的提高而下降。

超高强钢低匹配焊接接头熔合区组织特征及断裂行为研究

对超高强钢采用了低匹配的奥氏体焊接材料进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜等手段对该接头熔合区的组织进行了分析,通过原位拉伸分析手段对熔合区的局部断裂行为进行了研究。结果表明,焊接接头熔合区的化学成分不均匀,在靠近熔合线处形成了宽度不等的“富奥氏体带”,最高硬度位于富奥氏体带。原位拉伸试样均在最大载荷前起裂,裂纹起裂和扩展伴随着大量的塑性变形,断裂位置最后均位于较软的奥氏体焊缝侧,其主要断裂机制为延性断裂。

P92钢蠕变特性探讨

P92钢是目前超超临界机组主蒸汽管道的应用钢种,其蠕变断裂寿命被广泛关注。以P92钢在各工况温度下的蠕变试验数据为基础,从蠕变速率的角度研究了蠕变速率同蠕变断裂寿命的关系,认为P92钢的蠕变有3个阶段,而蠕变性能取决于第2阶段的蠕变速率,并且最小蠕变速率是决定蠕变寿命的重要因素。P92钢的蠕变机理属位错蠕变。

GIL铝合金壳体焊接技术研发现状

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)具有安全可靠、输电容量大、环境友好等特点,在大容量、长距离输电领域应用前景广阔。GIL壳体作为关键部件之一,其制造工艺直接决定了GIL的安全可靠性。介绍了目前国内外GIL铝合金壳体制造工艺,包括成形、焊接技术的研发现状,重点分析了焊接技术研发现状。指出目前主要的成形工艺为螺旋焊管成形方式,焊接工艺主要包含等离子焊接、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊及搅拌摩擦焊等几种焊接方式,并对比分析了各种工艺的优缺点。指出目前国内急需出台GIL铝合金壳体检测技术相关标准。

耐磨管件磨损数值仿真及优化方案

耐磨管件应用于电厂除灰管道设备当中,易因磨损失效导致泄露。使用数值模拟方法,利用欧拉方法和拉格朗日方法对气力除灰用耐磨管件内的气及固体颗粒的运动轨迹进行仿真计算。涉及的管件形式包括弯头、常规三通及异形三通。预测了磨损容易失效位置及磨损速率大小分布情况。基于数值仿真结果,对某电厂的常规耐磨管件用堆焊衬板在易磨损位置进行了加强,给出了堆焊材料的化学成分及堆焊工艺参数。通过堆焊处理,延长了耐磨管件的使用寿命。

ND钢高频焊管的应用可行性研究

简要介绍了高频焊管的主要工程应用及市场前景,对三种不同状态下(焊态、正火态、回火态)下的ND钢高频焊管进行了耐硫酸露点腐蚀试验及爆破试验研究,并与无缝管进行了对比分析。结果表明,焊态、正火态和回火态下的ND钢高频焊管耐硫酸露点腐蚀性能与母材相当,焊态和热处理回火态下的承压能力与无缝管相当,正火态下承压压能力弱,且经济性差。综合分析得出,从耐硫酸露点腐蚀性和承压能力性能考虑,焊态或回火态下ND钢高频焊管和无缝管性能相当,可替代无缝管。

电站高压阀门陶质衬垫单面补焊工艺研究

介绍了采用陶质衬垫单面补焊ＺＧ２０ＣｒＭｏＶ高压阀门焊接工艺特点及操作要求，确定了合理的焊接工艺参数，进行了阀门的实际补焊和水压试验。试验与实际应用表明，利用陶质衬垫补焊阀门成本低、工效高，焊接质量稳定、可靠，可以满足实际使用要求，经济效益明显。

多层多道TIG焊对高强钢焊缝组织和韧性的影响

对890 MPa级以上的高强焊接接头采用钨极氩弧焊(Tungsten inert gas,TIG)多层多道焊接工艺。应用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段对高强焊接接头焊缝的末道组织、焊缝的再热组织以及不同焊道下的冲击断口的形貌进行观察,分析钨极氩弧焊工艺下不同的焊道组织对焊缝韧性的影响。结果表明,焊缝末道组织由板条马氏体和联合贝氏体组成。联合贝氏体对冲击韧性是不利的。多层多道焊的再热作用有利于改善和细化组织,使柱状晶消失,同时使原来方向一致的板条马氏体组织变为回火马氏体组织,粗大的联合贝氏体组织消失,这也是焊缝韧性提高的主要原因。此外,多层多道焊接工艺还会使焊缝中残余奥氏体形态发生改变,由薄膜态转变为块状残余奥氏体,但由于块状残余奥氏体尺寸较小且含量较少,所以其对韧性影响较小。

超超临界机组疏水罐罐体泄漏原因分析及防治

对运行不到2年的某电厂1 000 MW超超临界火电机组再热热段管道疏水罐罐体开裂的原因进行了分析。首先对罐体进行超声检测、然后对裂纹进行解剖,对裂纹周围微观组织、裂纹断口形貌进行观察分析。结果表明,再热热段管道疏水罐开裂的主要原因是再热管道上的冷凝水反复回流,造成罐体上下部分温差较大,从而产生热疲劳裂纹,最终热疲劳裂纹扩展导致泄漏。对此,建议改进疏水罐结构并采用过热度控制方式,且定期对疏水罐进行超声检测。

P92钢回火工艺控制

对工业生产用的热处理炉有效加热区进行了检定,发现在回火过程中炉膛内存在明显的温度差,炉膛底部温度明显偏低是造成P92钢管回火后硬度不合格的主要原因。在控温精确的小加热炉对P92钢进行了不同温度的回火试验,发现回火温度过低使马氏体板条未完全回火,亚结构未发生细化,因而其韧性较差,强度和硬度很高。随着回火温度的升高,亚结构细化,大量的强化物析出。过高的回火温度使马氏体板条由相互交错逐渐向与板条方向成同一方向转变,板条结构发生明显的回复,且析出相的强化作用下降,因而强度下降非常明显,韧性明显升高。

P92钢正火均温性控制

正火工艺对P92钢的性能影响较大,某台热处理炉对P92钢进行处理常出现金相不合格问题,对此,本文对该热处理炉的有效加热区进行了检定,同时通过控温精确的小加热炉模拟工业热处理炉低温加热区,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对2种热处理后的P92钢试样进行组织观察。结果表明:正火过程中炉膛内温度存在偏差和炉膛底部温度明显偏低是造成P92钢金相不合格的主要原因;970℃正火与1 070℃正火后的P92钢性能基本无差异,金相组织均为细小的板条马氏体,属于合格金相组织;随着正火温度升高,微观组织的马氏体板条的宽度逐渐增加,强化相析出明显,持久强度提高,最小蠕变速率下降。

12Cr1MoVG耐热钢堆焊技术研究

镍基合金625是一种既具有高强度又有优异耐蚀性的材料,在石油化工领域应用广泛。文中介绍了镍基合金625的焊接特点及焊接过程中的注意事项,同时采用热丝TIG焊工艺,焊丝为Inconel 625,对12Cr1MoVG耐热钢的堆焊镍基合金625进行了焊接工艺试验,通过无损检测、堆焊层化学成分分析、弯曲试验、晶间腐蚀试验、点腐蚀、显微组织及显微硬度检验,验证了焊接工艺的合理性,选出了最优的焊接工艺参数,为后续产品提供了技术支持。

核电站常规岛管道用WB36CN1钢焊接试验研究

对WB36CN1钢进口和国产焊接材料的成分、力学性能进行了对比。采用进口和国产焊接材料进行了钢管6G焊接试验,测试了熔敷金属的化学成分和焊接接头的力学性能,并观察了焊接接头的显微组织。结果显示,采用国产焊材得到的焊接接头的力学性能指标均满足WB36CN1钢要求。

HR3C钢焊缝金属高温持久应力下的组织转变

HR3C奥氏体耐热钢具有优良的高温性能,焊缝金属的高温持久性能是其能否获得广泛应用的关键。文中采用金相显微镜、扫描电镜及其EDS、相分析和XRD等分析方法,研究了HR3C钢焊缝及其在不同的高温持久参数下的组织转变。研究结果表明,焊态焊缝组织由奥氏体和析出相组成,析出相以铌相为主。经过高温持久拉伸后,析出相的种类、形态和数量都发生了变化。此外,焊缝组织的凝固晶界和凝固亚晶界也在高温持久应力下发生了变化。

WB36钢管件硬度验收标准探讨

采用里氏硬度计和布氏硬度及分别对WB36钢弯头的硬度进行了测量,将里氏硬度计测量结果转换为布氏硬度进行了对比,结果表明里氏硬度计的测量结果偏低。对WB36钢弯头取样进行金相检验和常温力学性能试验,金相检验结果表明WB36钢弯头为典型的F+B组织,力学性能试验结果表明WB36钢弯头均合格。分析了材料的强度与硬度之间的关系,对管件的硬度验收标准进行了初步探讨。

G115钢大口径管件的热处理

采用正交试验法,分析了正火温度、正火时间、回火温度、回火时间热处理参数对G115钢性能的影响,并通过热压三通热模拟,研究G115钢大口径管件的热处理工艺。结果表明,回火温度对G115钢强度、硬度和冲击性能的综合影响最大。回火温度为780℃时,强度和硬度保持在较高的水平,冲击性能较优。G115钢大口径管件的热处理推荐工艺为正火温度1070~1090℃,保温时间1~2 min/mm且不小于1.5 h;回火温度770~790℃,保温时间3.5~5 min/mm且不小于4 h。试制G115钢大口径管件经推荐工艺处理后,性能均符合T/CSTM 00017—2017标准要求。

P92钢的蠕变损伤容许量系数及蠕变断裂机理

利用P92钢在595、610、640、670℃的高应力试验条件下的蠕变试验数据,得出其Norton应力指数,依据Norton应力指数的大小判定其蠕变机理为位错蠕变。同时结合1种新的蠕变变形及断裂模型,引入将蠕变损伤看作1个内在的阶段变量的蠕变损伤容许量系数,根据蠕变损伤容许量λ=2.94,判断其蠕变变形和断裂是位错运动控制的。微观组织的观察也表明,蠕变后的试样中位错密度大大降低,高密度位错是P92钢持久强度高的原因,伴随着位错密度的下降,P92钢持久强度降低直至断裂。