Review of research developments of 12Cr1MoVG heat resistant steel in China

In this paper, we review the evolution of 12CrlMoV steel standards at home and abroad, analyze the effects of various elements and determine their optimal contents in steel. The influence of heat treatment and microstructure on the creep strength of 12CrlMoV steel is investigated. Statistical results from conventional mechanical properties, ductile-brittle transition temperature, high temperature oxidation resistance, aging, instant high temperature properties, and creep are introduced. The results show that the chemical composition and heat treatment process of 12CrlMoVG steel identified in the GB 5310 - 2008 standard is appropriate, resulting in a steel with higher creep strength and good comprehensive properties.

锅炉管泄漏原因

某锅炉管在运行过程中发生泄漏事故。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法分析了锅炉管泄漏原因。结果表明:管道内存在腐蚀性介质,在工作应力以及热应力的共同作用下,管道内壁发生了应力腐蚀开裂,裂纹不断扩展并穿透壁厚,最终导致锅炉管发生泄漏事故。

GB/T 5310-2023《高压锅炉用无缝钢管》国家标准概述

简要介绍了《高压锅炉用无缝钢管》(GB/T 5310—2023)修订的背景,重点解析修改的主要技术内容,对比分析国内外相关标准主要技术指标,并提出实施新版标准的建议,对企业执行标准具有指导意义。分析认为:新版GB/T 5310在标准的适用范围、钢管的尺寸精度、钢的化学成分、钢管的力学性能均与国外先进标准相当;在钢管的检验项目及指标要求方面,如无损检测、低倍、非金属夹杂物、显微组织、晶粒度和脱碳层要求等,新版GB/T 5310比国外先进标准规定项目多,部分指标要求严。

高压锅炉管用钢12Cr1MoVG的开发生产

凌钢通过采用冶炼—脱氧合金化(合金烘烤)—LF精炼—RH真空—8号铸机—堆冷—轧制—收集—入坑缓冷生产工艺成功研发了高压锅炉管用钢。根据其技术要求设计合理的生产工艺过程,针对关键技术加强过程和关键参数的控制,并对生产的产品的化学成分、非金属夹杂物、晶粒度、气体含量等技术指标进行统计分析。结果显示,钢材的各项性能指标完全满足用户要求,产品组织均匀,纯净度高,性能控制稳定。

GB/T 13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》新旧标准对比分析与研究

叙述了锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管产品迎合了当代先进应用领域发展的前瞻性需求,为了更好的理解和执行GB/T 13296-2023《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》标准,从适用范围、规范性引用文件、技术要求、新旧标准水平对比以及与国外标准的对比等方面阐述了新旧标准之间的差异和分析结论,针对性的对关键先进、领先指标内容进行解读,对标准采纳和实施过程中的具体执行给出可行性的实施建议。

18-8系列粗晶不锈钢锅炉管内壁氧化皮大面积剥落防治对策

对18-8系列粗晶奥氏体不锈钢过热器和再热器蒸汽侧氧化皮快速生长和大面积剥落行为及其防治对策进行了研究。结果表明:超温或运行中管壁金属温度偏高是导致蒸汽侧氧化皮快速生长的最主要原因;原生氧化皮外层与基体金属间过大的热膨胀系数差异引起的热应力导致了氧化皮的开裂和剥落;大量管子内壁原生氧化皮外层厚度同时达到或超过临界剥落厚度值导致了氧化皮的大面积剥落。防止氧化皮启停炉时大面积剥落的措施应从2个方面入手:通过控制管壁金属温度水平降低氧化皮的生长速度,从而推迟氧化皮首次发生剥落的时间并减少其剥落总量;通过运行调整改变氧化皮的剥落方式,使氧化皮在运行过程中就以碎屑状陆续剥落并随蒸汽流带出管屏,避免在停炉时以大片状发生大面积剥落。

不锈钢过热器管氧化皮脱落爆管分析

某机组运行2×104h时因汽轮机轴承出现故障,多次启停后导致锅炉四级过热器下弯头处相继发生爆管。从材料特性、化学水质、锅炉运行等多专业角度进行综合分析,确定了爆管及导致氧化皮脱落的根本原因。四级过热器弯头部件的爆管形式是典型的超温引起的长期过热(蠕变)爆管。提出了严格控制和减少锅炉设备启停次数、严格执行锅炉降温操作及在停炉12h以后再打开炉门的措施建议。

18-8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(一)

对18-8型奥氏体不锈钢锅炉管的服役特性进行研究,其主要包括奥氏体不锈钢锅炉管服役过程中组织演变规律、力学性能变化、组织性能变化及不锈钢锅炉管制造工艺差异对服役安全性的影响。研究结果表明,随着服役期的延长,材料的σ相逐渐析出,材料脆化,抗腐蚀能力降低;固溶处理工艺不当时,易在运行中产生裂纹;未施行去应力处理时,会加大应力腐蚀风险;焊接时应注意线能量和冷却速度的控制。

结合标准谈锅炉管用耐热钢国内外应用发展现状

结合锅炉耐热钢国内外相关标准,阐述了锅炉管耐热钢体系的研究成果及现阶段耐热钢的应用形式,追述了耐热钢的发展历史,确认了T/P91在耐热钢体系中的主导地位,并简述了国内T/P91的研究。对国内外耐热钢的发展做了对比,并指明了我国耐热钢发展的不足。

某超临界机组锅炉过热器管爆管原因分析

通过化学成分分析、力学性能测试、宏观和微观检验等手段对某电厂末级过热器T91钢管爆裂的原因进行了分析。结果表明:爆管具有短时超温运行的特征,爆口附近发生明显的塑性变形,材料显微组织老化严重,力学性能显著下降。导致爆管超温运行的原因可能是两异径管接头处焊瘤和管内壁剥落的氧化皮在下弯头处堆积造成高温蒸汽堵塞,从而引起管壁局部短时超温。

渗铝不锈钢钢管酸洗钝化液及其工艺研究

以硝酸、氢氟酸、硫酸、盐酸、缓蚀剂、添加剂作为调整对象,进行正交优化试验,通过目视法评定酸洗钝化质量,优化酸洗钝化液的合适配比,并且研究在不同酸洗钝化时间下不锈钢钢管渗铝涂层的厚度变化情况。结果表明:含有硝酸10%、氢氟酸5%、盐酸5%、硫酸5%、缓蚀剂0.75%、添加剂0.5%的酸洗钝化液酸洗钝化效果良好;酸洗钝化2 min就能在快速有效地去除氧化皮的同时保持渗层的完整性;酸洗钝化30 min后涂层剩余厚度仍大于20μm且渗铝涂层均匀、致密,不锈钢钢管表面色泽明丽、平整光滑。

由制造缺陷引起的几起锅炉受热面管泄漏事故分析与思考

通过对由制造缺陷引起的几次锅炉钢管事故分析,对常见的导致锅炉受热面管泄漏的现象、特征及原因进行了研究,并探讨了防止此类缺陷引发事故的对策。

18-8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(六)

目前,传统的18-8型奥氏体不锈钢锅炉管的热处理工艺大致可分为固溶处理、稳定化处理、去应力处理3种,其对奥氏体不锈钢锅炉管的组织性能均有较大影响。奥氏体不锈钢是一种应力腐蚀敏感材料,在制造过程中要保证热处理工艺和焊接工艺控制得当,以避免奥氏体不锈钢锅炉管的应力腐蚀开裂,提高服役安全性。

丙烯酸装置余热锅炉炉管的爆裂原因

对某丙烯酸装置余热锅炉发生爆裂的20钢炉管的化学成分、显微组织、内垢物物相组成等进行了研究,分析了爆裂的原因。结果表明:炉管内水中的硫酸钙在内壁结垢导致炉管的传热系数下降和水流量不足,从而引起炉管高温蠕胀和外壁升温氧化,导致炉管材料的珠光体球化和石墨化,降低了炉管的高温性能;而炉管蠕胀和外部氧化膜脱落导致炉管减薄和内部结垢加剧,最终引起炉管爆裂;为防止爆管建议软化水质和炉管升级。

18-8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(三)

采用光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪等对不同服役时间的稳定化不锈钢锅炉管样品的微观组织进行了试验研究。结果表明,稳定化不锈钢锅炉管微观组织在服役过程中随着服役时间的延长,滑移线、孪晶和层错逐渐消失,位错密度逐渐降低、位错线趋于变直;晶内第二相数量略增多后基本不变、颗粒尺寸略增大,晶界第二相数量逐渐增多、尺寸逐渐增大。与非稳定化不锈钢锅炉管微观组织演变规律相比,其最大区别是晶内碳化物的变化和析出相成分比例不同。

供货热处理状态对奥氏体不锈钢锅炉管安全运行性能的影响

奥氏体不锈钢锅炉管在供货前应进行固溶处理,否则易造成部分锅炉受热面管的开裂泄漏。选取了3个电厂的奥氏体不锈钢过热器开裂弯管样进行试验分析,探讨固溶处理对该类锅炉管性能的影响。试验结果表明,奥氏体不锈钢高温过热器弯管开裂是因奥氏体不锈钢管未按标准进行固溶处理即供货,运行时在管子加工残余应力、弯管残余应力、热膨胀应力共同作用下造成了沿晶氧化腐蚀所致。对此,提出了相应的防止措施。

18-8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(四)

对18-8型奥氏体不锈钢锅炉管在服役过程中力学性能的变化规律及其蠕变断裂特征进行了研究。结果表明:18-8型奥氏体不锈钢锅炉管在服役过程中室温抗拉强度、硬度值随服役时间的延长总体上呈升高趋势,而室温屈服强度变化不明显;在寿命尾期,当组织中出现明显蠕变损伤时,强度和硬度值会急剧下降;断后伸长率、断面收缩率及冲击吸收能量随服役时间的延长总体上呈明显的下降趋势;随蠕变断裂时间的延长,奥氏体不锈钢依次呈现出由延性穿晶断裂到沿晶断裂的3种不同蠕变断裂模式。

T91钢长期运行过程中微观组织老化研究

对两个电厂锅炉的T91钢制高温过热器和中温再热器管运行后微观组织的老化进行了试验研究。结果表明:光学显微镜下,难以观察到材料微观组织的老化特征;在透射电镜下,可明显观察到材料微观组织老化的精细结构;运行时间短的中温再热器管的微观组织老化较运行时间长的高温过热器管严重。

蒸汽侧氧化膜对锅炉T91钢管蠕变断裂寿命的影响

建立了电站锅炉T91钢管蠕变断裂寿命计算模型,定量分析了蒸汽侧管壁温度和等效应力对T91受热管蠕变断裂寿命的影响,并对不同热负荷、不同尺寸受热管的计算结果进行了比较.结果表明:蒸汽侧氧化膜导致管壁温度升高是缩短部件蠕变断裂寿命的主要原因,等效应力增大是次要原因;受热管的蠕变断裂寿命随蒸汽侧氧化膜厚度的增加呈抛物线缩短;随管子热负荷的增加,蒸汽侧氧化膜对受热管蠕变断裂寿命的影响程度加剧;蒸汽侧氧化膜对外径较小的厚壁管子蠕变断裂寿命的影响较大.

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。