国产S30432钢管在超超临界机组应用前的测试措施

蒸汽参数达600℃的超超临界火电机组,其锅炉过热器、再热器等关键部件采用了ASMESA-213MS30432奥氏体耐热钢管。早期,该钢管仅限于国外少数厂家生产,无法满足国内新建超超临界火电机组的需求,考虑到国内钢铁行业与锅炉制造业共同努力使得该钢管已初步实现国产化的现状,推进国产S30432钢管的应用势在必行。本文介绍了S30432钢管在神华国华绥中发电有限责任公司1000MW超超临界锅炉机组上的应用进程、以及所采取的质量控制措施。

超超临界锅炉用S30432钢管的国产化试验及其应用

对国外超超临界锅炉用S30432高温钢材进行了调研分析,并在此基础上开发了国产S30432钢管.介绍了国内的制管工艺优化试验、性能试验和焊接性能试验研究等,以及国产S30432钢管在国内超超临界锅炉中的应用情况.

电站锅炉用S30432钢管应用问题探讨

探讨近年来电站锅炉用S30432钢管在工程应用中的国产化、晶粒度、晶间腐蚀、内喷丸等问题。认为:国产S30432钢管的实物质量满足相关标准要求,已达到进口钢管水平;片面追求细晶粒可能导致其他质量风险;S30432钢管本身具有一定程度的晶间腐蚀倾向,在水压试验、储运、安装和锅炉机组投运初期应予以关注;内喷丸后的S30432钢管的抗氧化性能稳定,在800℃以下温度进行热处理基本对其抗氧化性能没有影响。

国产S30432钢管长期服役后特性分析

通过力学性能试验、高温持久试验、金相检验、扫描电镜及能谱分析,对国产S30432内壁喷丸钢管在1 000 MW超超临界锅炉高温过热器、屏式过热器和高温再热器上运行1.7×104 h后的微观组织、力学性能及抗腐蚀能力进行了分析研究。结果表明:该钢管的组织、性能仍完全满足相关标准的要求,钢管内表面抗蒸汽氧化能力优良。

国产超超临界锅炉用S30432钢管性能试验研究

介绍了国内钢管公司按优化成分与工艺试制的超超临界锅炉用ASME SA-213M S30432钢管性能试验研究结果,对批量生产的国产管与进口管的特性进行了对比性的统计分析。结果表明,国产管满足ASME规范的要求,也达到国外同类产品实物质量水平。

中国超超临界火电机组用S30432钢管研制

回顾和总结了过去10年中国研究、试制和批量生产超(超)临界火电机组用S30432锅炉钢管的历程,重点介绍了中国在S30432钢管最佳化学成分配比和最佳热处理制度确定上的主要技术突破,介绍了S30432钢管工业试制进展和该钢管在中国的应用前景。技术进步的结果表明:中国已掌握了S30432钢管的生产制造技术,也已形成了批量供货的能力。

热处理温度对S30432喷丸钢管蒸汽氧化行为的影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等,对未经热处理及不同热处理温度下S30432钢管在620℃蒸汽氧化试验后样品的内壁喷丸层及氧化物的形貌特征进行分析。结果表明:S30432喷丸钢管的氧化动力学曲线接近抛物线规律,表面氧化膜厚度非常薄,其氧化膜物相主要由Cr_(2)O_(3)、(Fe,Cr)_(3)O_(4)、(Fe,Cr)_(2)O_(3)富Cr相及少量Fe_(3)O_(4)组成;650~760℃内的热处理对S30432钢管喷丸层蒸汽氧化行为无明显影响;锅炉高温受热面经过730~760℃的热处理工艺,不会降低奥氏体钢喷丸钢管的抗氧化性能,能满足长期安全服役的要求。

不同状态下S30432钢析出相的分析

采用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了S30432钢在不同状态下的析出相.结果表明:持久试验和实际运行后材料中的析出相较多,其中富Cu相和NbC(N)析出相颗粒尺寸较小,长大不明显;Cr23C6相和一次析出相NbC(N)数量较多,长大明显,其中Cr23C6相沿晶界析出,使晶界强度降低,而异常粗大的一次析出相NbC(N)颗粒导致钢管使用性能降低,甚至影响S30432钢管的长期、安全和稳定运行.

晶粒拉长形态对S30432不锈钢管组织与性能的影响

为研究晶粒拉长形态对锅炉用S30432不锈钢管高温服役性能的影响,通过光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、拉伸测试、持久测试等方法,对晶粒拉长形态和等轴晶形态的S30432不锈钢管的微观组织与性能进行了研究分析,并对不同晶粒形态钢管的性能差异性进行分析。结果表明:拉长形态晶粒(晶粒延伸度≥3)会造成S30432不锈钢的室温拉伸强度升高、硬度升高;同时,在持久过程中晶粒拉长形态(晶粒延伸度≥3)S30432不锈钢的显微组织中M_(23)C_(6)碳化物快速在晶界链状析出且迅速粗化,表现出更快的微观组织老化速度,从而降低其高温持久性能;建议严格控制S30432不锈钢的晶粒形态,晶粒延伸度在1.0~2.0的范围区间,可获得理想的晶粒形态和良好的持久性能,保障电站锅炉高温部件的服役安全性。

对两项不锈钢管专利中细晶化与耐脆化开裂内容的看法

介绍了日本住友公司在我国申请的两项奥氏体不锈钢管专利的保护范围.以专利中涉及的S30432和TP347H两种钢管为例,对S30432钢管进行了化学成分分析和稳定细晶化重现性试验,计算了影响其脆化裂纹的硫当量和铌当量.分析认为,专利一中的权利要求的Ti、O含量范围覆盖了正常冶金残余含量,化学成分范围的权利要求不合理;专利一"实施例"中再加热也不粗化的相关描述未能重现;所有S30432样管的硫当量和铌当量均满足第二项专利规定,应属于正常冶金结果,第二项专利提出的是一种判断奥氏体耐热不锈钢的耐脆化开裂倾向方法,不应理解为耐脆化开裂材料的新发明.

国产S30432喷丸管的喷丸形变层组织与硬度对比研究

通过对比试验研究,系统分析了国产S30432内壁喷丸管与进口Super304H内壁喷丸管在喷丸层表面状态、形变组织形貌特征、硬化效果方面的差异。研究结果表明喷丸应变硬化效果主要取决于碎化晶层和多滑移层的发育程度,尤其是取决于碎化晶层的发育程度。国产喷丸管子喷丸形变层中破碎化晶层和多滑移层的厚度及其均匀性都比不上进口管子,而且其有效硬化层的深度、硬度及其均匀性也比不上进口管子,因此,国内喷丸处理工艺水平与国外相比尚有一些差距,还有待进一步改进和提高。

固溶处理对S30432奥氏体耐热钢中含铌析出相的影响

为了为成品管热处理提供理论依据,主要研究了固溶处理制度对S30432耐热钢中含铌MX相析出行为的影响规律。对两种不同化学成分的S30432耐热钢管分别进行不同的固溶热处理,通过光学金相法及定量化学相分析的方法,观察和分析微观组织和钢中含铌MX相变化规律。通过对比分析了不同热处理条件、固溶温度和固溶时间对含铌MX相析出行为的影响,并以此为基础,总结了S30432钢中固溶处理对含铌析出相的影响规律。

1000MW超超临界电站锅炉用S30432耐热不锈钢管的开发

针对1000MW超超临界电站锅炉的使用环境特点，太钢开发的S30432（18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N）耐热不锈钢管组织均匀、综合性能良好，目前，材料已经通过锅炉厂评定，产品进入批量生产阶段。本文详细阐述了该钢种的合金设计原理、强化机制、性能特点及其应用情况。同时，介绍了以铁水为原料，采用“三步法”冶炼工艺及其“轧拔结合”的制管工艺。