锅炉用12Cr1MoV合金钢在高温水蒸气中的腐蚀失效分析

为研究高温环境中水蒸气对12Cr1Mo V合金钢的腐蚀行为,在实验室模拟实际工况,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等方法对12Cr1Mo V合金钢表面腐蚀产物的形貌和成分进行表征。研究结果表明:在500℃水蒸气中,12Cr1Mo V合金钢表面形成了疏松并龟裂严重的腐蚀产物,导致锅炉减温器发生腐蚀减薄最终失效,腐蚀产物的相组成主要是Fe3O4和Fe2O3。

12Cr1MoV合金钢管的焊接方法

本发明涉及12Cr1MoV合金钢管的焊接方法。把相焊的两钢管的焊接面加工成坡口形式并把焊接面及附近钢管上的污物清洗干净，利用夹具使两相焊的钢管固定，对焊缝附近的钢管进行预热并进行保温，用H08CrMo VA焊丝氩弧焊打底焊接，之后用耐热不锈钢焊条手工焊若干层，焊后进行热处理。

12Cr1MoV合金钢材料高效焊接法

一、技术要求及工艺难点发现以往12Cr1MoV钢的焊接工艺操作方法具有以下几点缺点。1.焊接质量波动较大在原来的焊接作业过程中由于没有统一的清理标准、没有专人负责或者由于清理之后放置时间过长导致焊件再次出现锈蚀造成二次污染等原因导致部分焊件的焊接面未达到焊接要求造成焊接质量降低。

12Cr1MoVG合金钢管道焊接工艺及质量控制

随着社会的发展,合金钢的出现满足了社会生产力的需求,特别是和现代化机械制造、工业生产、军工军品、核电运营、交通运输的需求分不开,而冶金技术的提高和广泛应用,为合金钢的大量生产创造了有利条件,合金钢的产量约占钢总产量的10%以上,是国民经济建设和国防建设使用的重要金属材料,尤其是在电站锅炉中更是被大量使用。12Cr1MoVG合金钢在锅炉系统管道、重要的工艺管道中应用较为广泛,其焊接质量的好坏严重影响整个项目的安全运行,焊接工艺评定、焊接材料选择、焊接质量控制是前提也是重点,影响着整个工程的安全生产。文中通过对12Cr1MoVG合金钢焊接质量的控制要点进行分析总结,为后面同类项目提供一定的参考和借鉴。

12Cr1 MoV合金钢热态飞灰冲刷磨损性能的试验研究

研究了 12Cr1MoV合金钢在 2 5 0℃～ 5 5 0℃的温度范围内受飞灰冲刷磨损的规律。试验表明 ,12Cr1MoV合金钢在 2 5 0℃～ 5 5 0℃的温度范围内 ,首先随着温度的升高 ,相对磨损量减小 ,当达到临界温度后 ,则随着温度的升高 ,相对磨损量增大。试验数据处理采用了两种方法。用多项式非线性回归 ,提出计算磨损量的计算式 ,求得其临界温度。用二元线性分段回归 ,得出了临界点前后的温度指数和速度指数 ,以此来表征温度与速度的影响。试验数据处理中 。

12Cr1MoVG合金钢管砂带磨削试验及工艺研究

研究了5头无心外圆砂带磨床磨削12Cr1MoVG合金钢管的磨削工艺。通过对比试验,找出了影响砂带磨削12Cr1MoVG合金钢管表面材料去除量和表面质量的原因,得出了较优的砂带磨削工艺参数。将该工艺参数用于钢管镀覆前的机械加工处理,可提高钢管加工质量和加工效率,降低生产成本。

长时运行过热器12Cr1MoV钢管的内壁氧化层

采用扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射分析、透射电镜分析、X射线光电子能谱分析、力学性能测试等方法对长时运行过热器12Cr1MoV钢管的内壁氧化层进行研究。结果表明:高温服役条件下,12Cr1MoV钢管的晶界析出面心立方结构的Cr23C6碳化物,该碳化物呈弥散分布,使晶界得到强化;钢管基材与内壁氧化层界面未出现明显的分层现象;随着服役时间的延长,晶界Cr23C6碳化物呈链状聚集分布,碳化物逐渐增多,颗粒尺寸逐渐增大,氧化层组织疏松,且与金属基体之间存在明显的分界面。

锅炉扁钢用免退火12Cr1MoV盘条控轧控冷工艺优化

为开发免球化退火扁钢用12Cr1MoV热轧盘条,基于形变诱导相变机理,采用830℃终轧温度和800℃的吐丝温度。通过抑制形变奥氏体晶粒回复和再结晶过程增加形变储能,促进奥氏体分解为铁素体和珠光体组织。同时配合轧后风冷辊道速度调节,实现分段控制冷却,延长盘条在630~750℃区间停留时间,可完全消除盘条中马氏体和贝氏体组织。试验结果为:热轧盘条抗拉强度从576 MPa降至520 MPa,断面收缩率从66%提高至74%,淬火组织的消除使盘条变形能力明显优化,避免少量或极少量马氏体组织无法协同变形而产生的心部孔洞或拉拔断裂,经用户多规格批量使用,未发生塑性开裂问题。

12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变研究

采用热膨胀测试仪、激光共聚焦显微镜、显微硬度仪以及扫描电镜等手段,研究了12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变,绘制了实验钢过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,分析了冷却速率对冷却过程相变组织演变规律的影响。结果表明,冷却速率为0.5~30℃/s时,实验钢CCT曲线中会出现铁素体、珠光体、贝氏体以及马氏体四个相变区域。冷却速率为0.5~1℃/s时,转变产物由铁素体和珠光体组成;冷却速率为1.5~10℃/s时,转变产物主要是上贝氏体和铁素体;冷却速率为10~20℃/s,转变产物主要是上贝氏体、下贝氏体以及马氏体混合组织;冷却速率为30℃/s,转变产物主要由马氏体组成。冷却速率为1.5~20℃/s时,过冷奥氏体转变组织出现上贝氏体,会导致材料机械性能下降,容易导致裂纹形成和扩展。基于上述研究结果,提出降低12Cr1MoV钢连铸坯和热轧线下冷速措施,以减少上贝氏体组织,通过调整后棒材表面裂纹得到有效控制。

12Cr1MoV钢过热器管开裂原因

某公司服役的12Cr1MoV钢过热器管在较短的时间内发生开裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、氢气含量分析、扫描电镜分析、金相检验等方法分析其断裂原因。结果表明:由于管坯内部存在原始疏松缺陷,穿孔轧制后缺陷位于钢管内壁;在钢管服役过程中,锅炉气中超标氢分子扩散渗入管壁,在内部缺陷处富集,过热管弯管段存在较大的残余应力,使缺陷处发生氢致应力腐蚀开裂,最终导致过热器管开裂。

高温高压蒸汽系统12Cr1MoV部件材质老化分析及剩余寿命评估

通过试验和理论分析,对高温高压蒸汽系统12Cr1MoV部件材质老化进行分析,并对材质严重老化的部件剩余寿命进行评估,及时掌控高温高压蒸汽系统12Cr1MoV部件的质量情况,采取合理的措施,防止因设备长期带病运行等各种不利因素而引起各类事故,从而提高设备安全运行的可靠性。

核电站金属堆内构件设备用12Cr2Mo1合金钢锻件落锤试验

12Cr2Mo1合金钢锻件是高温气冷堆核电站示范工程金属堆内构件设备所用主体材质,为保证该材质在反应堆整个寿命期内的性能不发生失效,在制造时要求进行无延性转变温度RTNDT小于等于-25℃的落锤试验,而国内锻件生产企业以往从无此技术要求的铬钼合金钢锻件制造经验和实践活动,为实现在高温堆核岛主设备上的成功应用通过试验和科研攻关掌握了其核心制造技术。介绍了12Cr2Mo1材质锻件在制造过程中所出现的质量问题、原因分析、采取的改进措施及取得成效等,将对今后GW级高温堆核电设备的国产化用材提供借鉴。

合金元素对12Cr1 MoV钢中Fe的自扩散和C的扩散能力的影响

应用余氏理论计算了 2 0℃～ 70 0℃不同温度下αFe -Me、Fe -C和Fe -C-Me单元的价电子结构 ,并根据价电子结构分析了 1 2Cr1MoV钢中Cr、Mo、V等合金元素对Fe的自扩散和C的扩散能力的影响。分析发现 ,Mo对Fe的自扩散抑制作用显著 ,V能加剧自扩散 ,Cr的作用则不明显。合金元素和C的结合力比Fe与C的结合力强 ,对C的扩散有一定抑制作用 ,而且V的作用最大 ,Mo次之 。

火烧温度和冷却方式对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

将12Cr1MoV钢加热至不同温度(650,750,850,950,1050,1150℃)保温3 h并分别进行空冷和水冷来模拟火灾现场的火烧过程,采用金相检测、小冲杆试验、拉伸试验和硬度测试研究了火烧温度和冷却方式对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:当火烧温度不高于750℃时,空冷和水冷方式下试验钢的显微组织均主要为铁素体、珠光体和碳化物,强度、断后伸长率和硬度随火烧温度的变化很小;在空冷方式下,当火烧温度高于750℃时,随着火烧温度升高,试验钢的晶粒尺寸变大,珠光体含量增加,使得强度增大,断后伸长率降低;在水冷方式下,当火烧温度高于750℃时,试验钢组织中出现马氏体,随着火烧温度升高,马氏体含量增加,试验钢强度和硬度提高,断后伸长率降低。

某四角切向燃烧锅炉12Cr1MoV钢高温过热器爆管失效模式研究

针对某电厂四角切向燃烧锅炉12Cr1MoV高温过热器管近年来发生多次爆管事故,结合其锅炉结构、爆管现场检验结果与爆管失效分析结果,研究其过热器爆管失效模式及机理。研究发现:过热器爆管均为过热失效,爆口位置主要在管屏迎烟侧,其迎烟侧和背烟侧材料力学性能、组织球化和氧化皮厚度普遍存在明显的差异。研究表明:在炉内高温烟气作用下,过热器局部管屏迎烟侧管壁超温,由此引起其组织球化、材料力学性能劣化、蠕变裂纹的生成,多项因素的叠加导致最终爆管。

12Cr1MoV低合金耐热钢氧化膜结构及形成机理研究

利用扫描电镜,能谱仪及X-射线衍射对高温高压水蒸气条件下的12Cr1MoV钢氧化膜成分及结构进行观察和分析。结果表明:12Cr1MoV耐热钢在高温高压水蒸汽条件下长时间的氧化后,形成多层氧化膜。氧以及合金元素Cr,Mo等在各层氧化膜中的含量差异较大,最外层和中间层主要是富铁的Me3O4型氧化物,最内层是具有一定保护性的FeCr2O4型尖晶石结构氧化物。

耐热钢12Cr1MoV冲击不合分析及解决措施

针对首钢耐热钢12Cr1MoV厚规格钢板冲击不合的问题,取样进行了化学成分、夹杂物和金相组织检验并进行分析。检验和分析结果表明:首钢耐热钢12Cr1MoV厚规格钢板冲击功不合格的原因是:钢卷在热轧状态下产生了贝氏体组织,即钢的显微组织为铁素体+极细上贝氏体+极细粒状贝氏体,从而大大降低了钢的塑性和韧性,造成了材料冲击不合。根据分析结果提出了优化热轧工艺及改善缓冷工艺等措施。

12Cr1MoV钢受热面管的剩余寿命研究

对已运行10万h的某机组12Cr1MoV钢高温过热器受热面管进行理化检验,对比不同方法预测出的此管的剩余寿命。结果表明:该受热面管常规力学性能均符合标准要求,其损伤等级达到3级;损伤累积法的评估结果更能准确地反映材料的实际寿命;结合材料组织老化分析结果,综合评估此机组12Cr1MoV钢高温过热器受热面管的剩余寿命约为6.5万h。

超声冲击处理对服役态12Cr1MoV钢焊接接头的组织结构与性能影响

采用超声冲击(UIT)技术对在役12Cr1MoV钢焊接接头表面进行强化处理,分析了不同冲击参数下接头表面形貌、表层微观组织及硬度分布特征,并利用透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对接头表面变形层的组织演化进行分析。结果表明:超声冲击处理能够改善服役态12Cr1MoV钢焊接接头焊趾区几何形貌并提高焊趾处几何过渡半径和焊趾处硬度值,相较未冲击试样,当采用UIT1和UIT2冲击参数处理时,焊趾处过渡半径分别提高了108.2%和116.4%,相应地,焊趾处硬度平均值分别增加了32.3%和34.9%(距表面0.1 mm深度内)。此外,通过试验证实超声冲击处理能够在服役态12Cr1MoV钢焊接接头表层引入梯度纳米晶结构层,且晶粒发生纳米化主要依靠位错滑移方式实现。

12Cr1MoV合金在热腐蚀环境下的压缩蠕变行为研究

为从本质上揭示高温碱金属盐与载荷混合作用环境下合金的腐蚀机理、蠕变变形机理和组织变化,利用微观形貌检测及产物成分分析法,研究高温碱金属氯盐环境下12Cr1Mo V合金在不同外加载荷和反应时间下的压缩蠕变行为。结果表明:压应力对12Cr1Mo V的热腐蚀有促进作用;随载荷的增大,截面腐蚀层厚度增加,产物更加疏松多孔且更易脱落;同时,晶界上析出的M23C6呈不连续状粗化分布,成为弱化基体抗压强度的重要因素之一;碱金属氯盐在高温环境中以沿晶侵蚀为主,并对部分铁素体和球化现象较严重的珠光体晶粒结构造成破坏;在压缩载荷长时间的作用下,晶界裂纹沿加载应力方向扩展产生层断裂现象;而被侵蚀的晶粒易引发应力集中并扩大断层裂纹的间隙,进而加速材料内部的蠕变变形。