电站用SA-213TP347HFG钢的焊接工艺研究与应用

针对目前高参数、大容量、高效率机组的快速发展,分析了过热器、再热器等用钢SA-213TP347HFG的焊接性;提出了此类新型细晶粒奥氏体耐热钢焊接时的主要技术难点及解决思路。通过试验研究分析得到合适的焊接工艺,并简述了现场SA-213TP347HFG钢的焊接操作要点,为超临界、超超临界机组中此类钢的焊接提供了参考。

SA-213TP347HFG钢焊接施工质量控制要点

本文通过分析SA-213TP347HFG钢在焊接过程容易产生的质量问题，针对此类问题提出行之有效的解决措施，并得以实施，为此后同类材质的焊接提供有效的参考。

TP347HFG钢中碳化铌的液析分析

通过计算TP347HFG钢铸锭冷却凝固过程中Nb和C的溶度积分析了NbC的析出过程,并对杯状试样的组织进行了观察。结果表明,奥氏体的形核长大在先,只有当固液界面处有足够的Nb和C富集时才能析出NbC。消除树枝晶并细化铸锭心部的奥氏体晶粒,是细化液析NbC的有效方法。

高温短时时效对TP347HFG钢组织和力学性能的影响

为探究高温短时时效处理后TP347HFG钢组织、性能的变化特点,采用金相显微镜、扫描电镜观察、布氏硬度测试、拉伸测试等试验手段研究了720℃下48、72、96和120 h时效处理后的试样。结果表明,和未时效的相比,时效后材料强度和硬度有明显的提高,变化趋势是随时效时间增加先增加后降低,在72 h时达到最大值。72 h时效处理后,原始粗大的未溶解第二相消失,基体中弥散析出的细小第二相(主要是NbC)逐渐增多,晶界也有少量第二相(主要是Cr23C6)析出,晶粒大小变化不明显,平均尺寸维持在30μm左右;时效96 h后晶界处第二相数量增多,开始聚集、熔合、粗化,有一部分晶粒异常长大,至时效120 h时晶界处可见大量粗大的第二相,晶粒的平均尺寸约为35~40μm。说明时效处理后TP347HFG的性能的改变与时效后组织的变化(第二相的析出、晶粒的长大)有关。

超临界锅炉用TP347HFG钢的材质特性及焊接工艺分析

文中介绍了本公司锅炉TP347HFG钢的使用情况,通过分析TP347HFG钢的特性,提出了焊接TP347HFG钢及及其与T91钢形成异种接头的焊接工艺及措施。

超临界锅炉TP347HFG的焊接性能及焊接工艺初探

文中对TP347HFG钢的焊接性能进行了分析,明确了其常见的焊接缺陷,选择镍基焊材ERNi Cr-3和匹配焊材ER347进行焊接,并探索出了相应的焊接工艺,主要包括:坡口打磨、对口间隙控制、根部充氩保护、层间温度控制等措施,有效防止了焊接缺陷的产生,取得了良好效果,为从事发电厂类似焊接项目的工程技术人员提供了参考。

HR3C与TP347HFG的焊接

本文通过对奥氏体不锈钢HR3C和TP347HFG的性能分析，阐述了HR3C与TP347HFG焊接存在的问题，并采取了行之有效的工艺措施，完成了HR3C与TP347HFG两种奥氏体不锈钢的氩弧焊焊接工艺评定，获得了优质接头。

T91-奥氏体不锈钢异种钢接头热处理工艺研究

为解决SA-213T91+SA-213TP347HFG异种钢接头因热处理温度高引起热膨胀应力过大而拉裂的问题,设计6种SA-213T91+SA-213TP347HFG异种钢对接接头焊后热处理工艺,对6组不同热处理工艺后的显微组织和力学性能试验进行对比分析。结果表明:不同热处理规范下接头力学性能皆合格,可满足工艺质量制造要求,模拟确定了此类异种钢接头允许的最低热处理规范为715℃×1.5h,优化了此类异种钢对接接头的热处理规范,也为现场服务或返修焊接时选取合理的热处理温度提供了参照。

C和Nb含量对TP347HFG钢在650℃析出相参量和持久寿命的影响

研究了C和Nb含量对TP347HFG钢在650℃析出相参量(成分、体积分数和尺寸)和持久寿命的影响.对ASME成分范围内的2种不同C和Nb含量的TP347HFG钢在650℃,230和150 MPa条件下进行持久实验,持久寿命分别为199,420 h和2426,8837 h,其中C含量较低Nb含量较高的样品持久寿命较长.对持久管样的EPMA-EDS+MPSM和TEM-EDS分析表明,较低的C含量和较高的Nb含量对应较少的M_(23)C_6和较多的MX,并阻碍了M_(23)C_6的聚集粗化,同时基体中可保留较多的Cr,有利于延长持久寿命.此外,运用热力学软件Thermo-Calc分析了在500-1300℃范围内C和Nb组合含量的变化对各相成分和体积分数的影响,与实验结果相吻合.

高温服役后TP347HFG钢的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机分析了过热器管TP347HFG钢高温运行1. 2×10~4h和7. 5×10~4h后的组织与性能。结果表明,高温服役1. 2×10~4h和7. 5×10~4h后,TP347HFG钢仍保持明显的孪晶特征,析出的NbC有利于保持材料的组织稳定性。TP347HFG钢高温服役后力学性能能够保持稳定,随服役时间增加,强度增加而塑性变化不大。

锅炉用钢的焊接与热腐蚀性能试验研究

在腐蚀介质为Na Cl∶Na_2SO_4=1∶2、热腐蚀温度为650℃条件下,对锅炉用Super304H、TP347H和HR3C不锈钢焊接接头进行了模拟锅炉实际工作环境的热腐蚀试验,研究了腐蚀温度和时间等对焊接接头不同区域抗热腐蚀性能的影响,并对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析。结果表明,对比3种锅炉用钢焊接热影响区的热腐蚀增重率可见,TP347H锅炉钢热影响区的热腐蚀增重率最小,其次为Super304H锅炉钢,而HR3C锅炉钢热影响的耐热腐蚀性能最差;Super304H焊接接头、TP347H焊接接头和HR3C焊接接头的腐蚀区域宽度分别为48、38和88μm,腐蚀区形态疏松且存在明显腐蚀孔洞。

630MW超临界锅炉高温过热器管爆管原因

某超临界锅炉TP347HFG奥氏体不锈钢高温过热器发生爆管事故,通过宏观观察、化学成分分析、金相检验及力学性能试验等方法,对该高温过热器管的爆裂原因进行了分析。结果表明:该高温过热器管发生了脆性断裂。由于管屏上部集箱内的节流孔尺寸偏小,与设计图纸不符,导致管道内水介质流量偏小,冷却效果差,管壁长期在超温环境中服役。而该钢长期高温运行会在晶界处析出大量的σ相,此外细小的晶粒也促进了σ相的生成,导致材料快速发生老化,降低了高温强度,最终导致爆管。

660MW超临界锅炉屏式过热器管圈长时超温失效特征分析

结合对超临界锅炉屏式过热器一起长期超温爆管案例的分析,通过力学性能试验、金相检验、扫描电镜、能谱、电子背散射衍射等方式详细分析了爆管所处整个管圈不同位置长期超温运行后的金属特征差异及成因,结果表明：在长期超温条件下,T91钢材质明显老化,强度下降,同样超温运行状态下,TP347HFG耐热钢表现出远优于T91钢的蠕变断裂强度;U型管圈如果发生长时超温爆管现象,出口一侧超温几率更高,爆管位置通常出现在出口端管段上,入口一侧的管子则处于正常的许用温度以内。