某锅炉12Cr1MoVG钢过热器管开裂失效的原因

某电站锅炉12Cr1MoVG钢过热器管运行半年即发生爆管开裂。为查明其开裂原因,采用形貌观察、化学成分检测、力学性能试验、硬度测试、非金属夹杂物分析、显微组织分析等方法,对过热器管进行了失效分析。结果表明:过热器管冷弯成型后未进行热处理以消除应力,且弯管内壁有微裂纹等加工缺陷;在服役过程中管子内壁氧化层大幅降低了传热效率,导致过热器管超温运行,从而使金属发生脱碳,降低了金属的耐腐蚀性能;炉水中Na_(3)PO_(4)含量和碱度超标,弯管内壁氧化层中游离态碱离子沉积并浓缩形成碱液,使过热器管在加工缺陷处产生碱应力腐蚀,在弯曲应力作用下过热器管发生沿晶界开裂。

管坯用圆钢12Cr1MoVG表面长裂纹原因分析及改进措施

按照GB/T 31212—2014标准对12Cr1MoVG管坯用圆钢进行了表面漏磁探伤,结果表明,深度>0.30 mm的长裂纹比例占15%左右,分析发现造成管坯用圆钢表面长裂纹的主要原因是铸坯角部裂纹。通过采取将中包钢水过热度由15~30℃提高到35~45℃,铸坯拉速由0.85 m/min提高到0.95 m/min,铸坯采取弱冷和均匀冷却等措施来解决了该问题。12Cr1MoVG管坯用圆钢长裂纹比例降到了3%以下。

10Cr9Mo1VNb与12Cr1MoVG异种钢焊接及热处理工艺探讨

锅炉及蒸汽管道检修改造过程中经常遇到厚壁管异种钢的焊接,为了保证焊接质量,根据标准规范选用合适的焊接材料、采用合适的焊接及热处理工艺,获得了优良的焊接接头,保证管线的安全可靠运行,希望能为以后类似管道焊接及热处理工艺的确定提供一些参考。

12Cr1MoVG厚壁钢管高温正火+回火的组织和性能

通过显微组织观察和室温拉伸试验、室温冲击试验、硬度试验和高温持久性能试验,研究了Φ457 mm×70 mm 12Cr1MoVG(/%:0.13C,0.21Si,0.56Mn,1.07Cr,0.31Mo,0.20V,0.008P,0.004S,0.02Ni,0.004Cu,0.0124Al)钢管在1000℃正火后采用水雾加速冷却和740℃回火的组织和性能。结果表明:显微组织为铁素体+贝氏体,贝氏体量约占65%,晶粒度7~5级;屈服强度为416 MPa,抗拉强度为575 MPa,室温冲击功为206~244 J,布氏硬度187HBW;575℃×10^(5)h持久强度为86 MPa;575℃/100 MPa持久51480 h未断;575℃/120 MPa持久27198 h断裂,试样开裂起源于晶界蠕变孔洞,周边贝氏体基体没有发现严重的球化等现象,组织稳定性优异。

12Cr1MoVG小直径无缝钢管热处理工艺研究

分析了12Cr1MoVG小直径无缝钢管大生产热处理工艺与试样热处理工艺的差别,提出了针对性的改良措施。受辊底炉炉型的限制,即使12Cr1MoVG小直径无缝钢管的壁厚只有10 mm,热处理时依然要加强冷却。通过安装在线喷雾装置,并在出料辊道预留一段距离,实行“预冷+雾冷+空冷”的正火冷却方式,很好地解决了产品抗拉强度偏低的问题。

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。

12Cr1MoVG钢珠光体球化案例分析

12Cr1MoVG钢是国内电站锅炉等高温部件广泛采用的钢种,但当在高温工况下,12Cr1MoVG钢材质发生劣化的可能性会大大增加,而珠光体球化则是12Cr1MoVG钢发生材质劣化的主要损伤模式之一[1]。基于此,对某电厂锅炉主蒸汽管道进行硬度检测与金相分析,并给出12Cr1MoVG钢蒸汽管道长期正常运行的建议,为相关设备优化提供借鉴。

厚壁12Cr1MoVG钢焊接接头裂纹分析及其控制

通过理化检验、电镜观察和有限元计算,研究厚壁12Cr1MoVG钢接头裂纹性质及其原因。结果表明,裂纹起裂于热影响区粗晶区,由粗晶区向细晶区扩展并终止于细晶区;裂纹区域可观察到宏观裂纹、微裂纹和空穴3种不同缺陷形貌。根据裂纹产生的时间、位置、过程和形貌特征,可以判断该裂纹为焊接再热裂纹。三通母材混晶组织降低接头塑性储备,焊后热处理温度场不合理使接头存在较高残余应力,是该裂纹产生的主要原因。对于厚壁12Cr1MoVG钢,优化热处理工艺以提高接头应力集中处材料临界塑性变形能力c,工程中采取措施降低该处的塑性变形量p,使c p,以有效避免接头再热裂纹的产生。

热处理工艺对12Cr1MoVG厚壁无缝钢管表面硬度的影响

分析了12CrlMoVG厚壁无缝钢管组织分布状态与硬度的关系；通过测定其CCT曲线，确定出Ф219mmx45mm规格12CrlMoVG厚壁无缝钢管的最佳热处理工艺：淬火970℃×60min、水淬20s，回火750℃×150min。生产结果表明：通过控制淬火时间，可减少铁素体的析出量，避免马氏体组织的大量析出，从而实现产品硬度的控制；新热处理工艺实现了12CrlMoVG厚壁无缝钢管硬度在161～182HB内的稳定控制，表面硬度合格率达100％，且其各项机械性能指标均满足标准要求。

12Cr1MoVG锅炉管冲击值偏低的原因分析

研究分析了12Cr1MoVG厚壁高压锅炉管冲击值降低的原因。通过试验研究测得该锅炉管中的O、H气体含量偏高,基体上弥散分布着大量的细小B类夹杂物;经能谱分析,该夹杂物的成分主要为氧化硅、氧化铝等复合氧化物。由于O、H气体含量偏高,以及氧化物夹杂的存在,导致12Cr1MoVG钢的脆性转变温度升高,常温下冲击值降低,出现脆性断裂。

12Cr1MoVG钢焊接接头粗晶区的再热脆化行为

采用热模拟技术研究了12Cr1MoV钢焊接接头热影响区粗晶区中的再热脆化行为。结果表明:再热温度对热影响区粗晶区的组织和性能有显著影响,随再热温度的升高,组织中的马氏体、贝氏体分解,铁素体条合并,碳化物析出量增多并聚集长大,冲击吸收能先降低后升高,硬度变化则相反;当再热温度为630℃时,热影响区粗晶区的冲击吸收能达最低值,而硬度达最高值,材料发生再热脆化;脆化的主要原因在于晶内碳化物的方向性析出以及在粗晶区晶界处大颗粒碳化物的出现。

12Cr1MoVG钢弯管热处理工艺对其组织性能影响

某机组12Cr1MoVG钢弯管后硬度偏低,分析认为是弯管热处理工艺不当所致,提出了加快正火冷却速度、延长回火保温时间的热处理工艺改善方法。通过理化检验,得到材料硬度与金相组织结构、材料力学性能之间的关系。

厚壁12Cr1MoVG高压锅炉管热处理工艺优化研究

通过对现有经热处理工艺热处理后的12Cr1MoVG高压锅炉管的力学性能不合格情况进行统计分析,指出热处理生产的难点,提出一种"间歇式淬火+回火"热处理工艺。分析认为:控制正火后的冷却速度,使厚壁12Cr1MoVG高压锅炉管的组织以铁素体+贝氏体为主,是保证其具有良好综合力学性能的关键。大生产应用结果表明,采用"间歇式淬火+回火"热处理工艺,完全能生产出满足GB/T 5310-2017标准和用户要求的12Cr1MoVG高压锅炉管。

超超临界锅炉再热器12Cr1MoVG管焊缝失效研究

通过显微组织分析、化学成分分析、裂纹形貌观察和焊接工艺分析,对某超超临界锅炉再热器小径厚壁管12Cr1MoVG钢焊缝接头裂纹进行了失效分析。结果表明:裂纹沿周向分布,起始于焊缝的热影响区粗晶区,向细晶区扩展,并呈沿晶扩展特征;在裂纹区域可见宏观裂纹、微裂纹和孔洞。根据裂纹产生的位置和形貌、焊缝显微组织等特征,确定该裂纹为焊接再热裂纹。失效原因为焊缝焊接质量差:焊缝各区域硬度值均超过标准规范范围上限值,表明焊缝内有较大的残余应力;焊缝晶粒粗大,导致晶粒间变形协调性大幅降低。

高压锅炉管用12Cr1MoVG钢水平连铸圆管坯的试制

衡阳华菱钢管公司采用 30tEAF LF 水平连铸 (HCC)工艺试生产了高压锅炉用 12Cr1MoVG钢110～ 14 0mm圆管坯。生产结果表明 ,当钢中 (As +Sn)含量为 0 0 6 4 %时 ,管坯经 5 80℃ 5 0 0 0h时效后 ,室温冲击功由 130J降至 15J;当在炉料中配加 30 %优质生铁 ,钢中 (As +Sn)含量为 0 0 2 9%时 ,经 5 80℃ 6 0 0 0h时效后 ,室温冲击功为 185J ,满足标准要求。在冶炼时控制钢中 (As +Sn)≤ 0 0 30 % ,O≤ 4 0× 10 - 6 ,N≤ 90×10 - 6 ,P≤ 0 0 15 % ,S≤ 0 0 10 % ,各类夹杂物≤ 1级时 ,圆管坯各项性能均能达到标准和使用要求。

20G和12Cr1MoVG无缝钢管低温形变退火研究

研究了低温形变退火生产的20G、12Cr1MoVG热扩无缝钢管的显微组织、晶粒度、非金属夹杂物和室温力学性能,参考GB5310-2008对试验结果进行了评价,并与原管和热扩后经后续热处理的钢管比较。结果表明,低温形变退火生产的20G、12Cr1MoVG热扩无缝钢管和经后续热处理钢管的显微组织、晶粒度、非金属夹杂物和室温力学性能,均符合GB5310-2008对20G、12Cr1MoVG的要求。这为进一步推广生产流程简单、质量稳定、经济实用的热扩工艺奠定重要基础。

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。

12Cr1MoVG在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性

模拟生物质锅炉过热器区的气相条件,对锅炉常用管材12Cr1MoVG进行腐蚀试验研究。通过试样的增重量,得出了腐蚀动力学曲线。利用配有能谱分析仪的扫描电镜和X射线衍射仪,对试样腐蚀后的形貌结构、元素含量和腐蚀产物的组成成分进行了分析。试验表明,12Cr1MoVG对气相中HCl的存在非常敏感,并且随着反应温度和HCl浓度的增加,12Cr1MoVG的抗腐蚀性能逐渐降低。

12Cr1MoVG换热管泄漏失效原因分析

为了分析材质为12Cr1MoVG的某换热管的泄漏原因,对该换热管的宏观腐蚀形貌、金相组织、管材化学成分和腐蚀产物成分以及换热管服役环境进行了综合分析。分析结果表明,换热管内壁发生了严重的均匀腐蚀并导致穿孔,腐蚀的机理为氧腐蚀和高温蒸汽腐蚀的联合作用,并提出了相应的预防措施。

316钢与12Cr1MoVG钢的焊接

对于金相组织不同的奥氏体钢316与珠光体钢12Cr1MoVG的焊接,存在防止焊缝稀释,减小脆硬过渡层宽度,抑制碳迁移扩散以及接头的热应力状态控制问题。通过对异质钢接头的焊接性分析,选择焊接材料E309Mo-16(A312)焊条,制定合理焊接工艺,并对焊后热处理的焊接接头进行了金相组织及侧弯、拉伸、冲击吸收功等力学性能的测定。工艺试验及评定结果表明,焊缝金相组织为奥氏体+δ铁素体双相组织,强度及塑韧性良好,该工艺能够获得优异的异质钢焊接接头,满足工程应用要求。其已应用于汽化炉生产制造中。