T23/12Cr1MoV焊接再热裂纹分析

介绍了1 000MW火电机组水冷壁T23/12Cr1MoV焊接裂纹的产生状况,确定裂纹性质为再热裂纹。分析了再热裂纹的产生机理、影响因素。结合现场实际情况,从温度场均匀性、组装应力、焊缝成形、伸缩自由度等几个方面分析了再热裂纹产生的原因,并采取降低温度差、减小应力集中、提高焊缝的外观工艺、采用较小的焊接线能量、增加预热和后热工艺等措施避免了再热裂纹的产生。最后指出首先,受热不均匀导致的热应力是再热裂纹产生的主要原因;其次,消除外观缺陷、采用小的线能量、降低应力,可以有效减少裂纹率;再次,降低拘束度有助于降低再热裂纹产生的概率。

屏式过热器T23/12Cr1MoV异种钢接头失效分析

对某1 000 MW超超临界发电机组屏式过热器管屏进口段T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头的失效进行了试验分析。宏观与微观检查表明,裂纹沿管子焊缝周向分布,开裂起始于12Cr1MoV管内壁粗晶粒热影响区,扩展至1/3厚度处进入焊缝,在焊缝中继续扩展至管子外壁。通过力学性能试验得出失效的主要原因是热影响区及焊缝的硬度高而塑韧性低,建议进行焊后热处理,以改善接头塑韧性和消除焊接残余应力。

高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝失效机理

通过裂纹宏观形貌、硬度试验、裂纹微观形态等分析,研究了1 900 t/h锅炉高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢安装焊缝运行8 000 h断裂失效机理。结果表明:取消焊前预热及焊后热处理,将造成焊缝及热影响区产生淬硬马氏体组织,粗晶区晶粒严重粗化,晶界弱化;在高温运行温度下,焊接残余应力及管内蒸汽运行压力下,在焊缝与粗晶区界面处产生应力集中,随着外加应力塑性增加,在焊缝与粗晶区界面粗晶界产生裂纹。再热裂纹是造成高温再热器T23/12Cr1MoV异种钢焊缝断裂失效的主要原因。

膜式壁12Cr1MoV+SA213-T23焊口裂纹分析控制

在1000MW塔式锅炉中,首次采用膜式壁代替传统的吊杆,现场安装焊口材质为12Cr1MoV＋SA213-T23,规格为Φ38.1mm×8mm,采用中国电力修造厂生产的TIG-R31焊材进行焊接,焊接完毕后经过720－750℃高温回火处理,处理结束后发现有焊口开裂,根据现场安装焊口的实际情况,从母材和焊材、焊接工艺、热处理工艺、焊口受力情况几个方面对裂纹的形成原因进行分析,制定控制焊口裂纹的具体措施。

TP304H/12Cr1MoV异种钢管的瞬时液相扩散连接

用FeN iCrS iB(A)合金作中间层,氩气保护,对12Cr1MoV珠光体耐热钢和TP304H奥氏体不锈钢管进行了瞬时液相扩散连接。用正交试验的方法研究了工艺参数对接头组织和性能的影响,分析了TLP连接接头的显微组织、断口形貌、力学性能和元素分布,确定出了合适的连接工艺参数。研究结果表明,连接温度1 240℃,等温凝固时间3 m in,压力4 MPa时,接头的强度最高达到590 MPa,其断口呈韧性断裂特征。

12Cr1 MoV钢SW-CCT曲线的测试

针对12Cr1MoV钢焊缝区金属相变研究这一空白,以温度作为实时检测的变量,实时记录焊接过程中焊缝区的温度变化,提取实际焊接热过程中的峰值温度和实时的冷却速度,作为绘制12Cr1MoV钢焊缝区连续冷却转变(SW-CCT)曲线的热模拟工艺.借助热模拟试验机,辅以实际的焊接冷却速度,得到12Cr1MoV钢的SW-CCT曲线.当t8/3段的平均冷却速度小于1.7℃/s时,12Cr1MoV钢焊缝区金属的室温组织为铁素体(F)+珠光体(P)+贝氏体(B);冷却速度小于4.7℃/s时,室温组织为P+B;冷却速度小于33℃/s时,室温组织为B;冷却速度大于33℃/s时,室温组织为马氏体(M).焊缝区金属热模拟样的室温组织观察结果、维氏硬度测试结果与SW-CCT曲线的测试结果一致.

T91/12Cr1MoV异种钢管TLP焊接工艺

采用BNi2非晶合金箔作为中间层,氩气保护,对T91/12Cr1MoV异种钢管进行瞬时液相扩散焊。通过正交试验的方法研究了工艺参数对接头组织和性能的影响,分析了T91/12Cr1MoV异种钢管接头的显微组织和力学性能,确定出最佳工艺参数。研究表明,在合适的工艺参数下,接头的抗拉强度均高于母材12Cr1MoV的。

不同中间层TLP连接TP304H和12Cr1MoV钢管接头的组织和性能

选用不同的FeNiCrSiB非晶箔合金作中间层,氩气保护,对12Cr1MoV和TP304H钢管进行了瞬时液相扩散(TLP)连接,分析了不同中间层接头的显微组织、力学性能。结果表明:工艺参数为1230℃和1240℃,保温3 min,压力4 MPa时,用FeNiCrSiB(B)和FeNiCrSiB(A)中间层连接的接头,其室温下的抗拉强度等于或超过基体,而FeNiCrSiB(C)中间层连接的接头性能最差。

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。

TP304H+12Cr1MoV异种钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

通过高温持久性能试验和扫描电子显微镜分析,研究了焊态和热处理态TP304H+12Cr1MoV异种钢焊接接头的界面蠕变损伤及破坏特征。研究结果表明,焊后不进行热处理条件下,接头的高温持久性能优异;随着持久试验应力的降低,试样的断裂塑性下降,断裂部位由12Cr1MoV侧母材逐渐转移至热影响区、熔合线;接头经高温长期试验,12Cr1MoV侧熔合线附近会析出链状Ⅰ型碳化物,接头的低塑性开裂在该Ⅰ型碳化物处形核,进而通过蠕变孔洞的长大和连接的方式导致异种钢接头的早期脆性失效。

长时运行高温再热器12Cr1MoV钢寿命评估

本文以长时运行高温再热器12Cr1MoV钢为研究对象,通过金相显微镜、扫描电镜、硬度仪和拉伸试验机等仪器对其组织形貌、化学成分和力学性能进行分析。实验结果表明运行13.3万小时后12Cr1MoV钢呈现珠光体4.5级球化,碳化物呈链状聚集分布,并存在明显的蠕变孔洞和沿晶裂纹。同时结合力学性能测试发现微观组织劣化引起材料硬度与抗拉强度降低。通过经典寿命预测模型获悉该材料预估剩余蠕变寿命均小于4万小时,说明该高温再热器12Cr1MoV钢管需及时更换。

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。

T91与12Cr1MoV异种钢管道焊接工艺分析及应用

针对T91与12Cr1MoV等异种钢在火力发电机组的应用中,因各个部位工作温度的不同而产生的焊接问题,对T91与12Cr1MoV异种钢的焊接性进行了分析,并制定了合理的焊接工艺措施。通过在焊接过程中严格控制预热温度、层间温度、焊后热处理参数等措施完成了焊接试验,并应用于生产实践中,取得了较好的效果。通过试验,也证明了所用焊接工艺参数及焊接方法的合理性。

12Cr1MoV与TP304H异种钢管的瞬态液相连接

采用铁基非晶中间层合金,在1220℃、3min、8MPa的工艺条件下进行了12Cr1MoV与TP304H异种钢管的瞬态液相连接,以扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)分析了接头区组织与成分分布,并与氩弧焊接头进行了比较。结果表明,与氩弧焊接头不同,瞬态液相连接接头焊缝界面不明显,晶粒跨界面连续生长,基体元素沿焊缝区连续分布,无成分突变。瞬态液相连接接头拉伸时断在12Cr1MoV母材侧,弯曲180°未断,接头性能合格。

不同连接温度下12Cr1MoV钢TLP连接接头组织与性能变化研究

选用FeNiCrSiB为中间层合金,采用不同连接温度对珠光体耐热钢12Cr1MoV进行瞬时液相扩散连接,并对连接接头进行力学性能检测和微观组织观察,结果表明:当连接温度由1150℃增加到1200℃时,12Cr1MoV接头的抗拉强度和微观组织都得到了改善,并结合不同的微观组织状态讨论了连接温度对连接过程中液相最大宽度Wmax的影响作用。

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。

12Cr1MoV耐热钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢异种钢焊接接头力学性能研究

本文主要针对锅炉管道中常采用珠光体耐热钢12Cr1MoV和18-8型1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢异种钢焊接发生早期断裂失效现象,对异种钢焊接接头两侧的母材各自在焊态及运行前后的机械性能进行对比研究。两种母材及接头的拉伸试验表明,珠光体耐热钢的强度低于奥氏体钢。经高温环境工作时,钢材的强度会有明显的提升,而塑性则会有所下降,因此在高温运行时易发生脆性断裂,从而导致接头的早期失效。

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。

T91与12Cr1MoV异种钢的焊接工艺

针对在电站安装及电厂检修中常遇到的T91与12Cr1MoV异种钢接头的焊接问题,提出了采用低匹配原则的全钨极氩弧焊的焊接工艺。实践证明,采用这种工艺进行焊接,可以获得优良的焊缝,能够保证设备的安全运行。