超超临界锅炉用新材料及对焊接接头的要求

介绍了超超临界锅炉采用的一些高温蠕变性能、高温抗氧化性能更好的新型材料,并概述了国内用于超超临界锅炉的新材料的成分及性能,简述了对新材料焊接接头的基本要求和焊接工艺要点。

Super304H不锈钢锅炉管评述

日本研制开发的、用于超(超)临界锅炉机组的新型Super304H奥氏体不锈钢管,在650℃的抗氧化性优于目前常用的SA-213TP304H和SA-213TP347H,相同条件下的氧化腐蚀深度仅为SA-213TP304H的一半,为SA-213TP347H的67%。试验证明,其焊接接头力学性能符合蒸汽锅炉安全技术监察规程和ASME相应规范要求。对该负的性能及特点进行较为详尽地评述介绍。最后的综合分析认为:该钢种作为我国超(超)临界锅炉机组的过热器和再热器管子材料是合适的。

超(超)临界锅炉管用材料的缺陷和失效分析

铁素体耐热钢和奥氏体不锈耐热钢制超（超）临界锅炉管在投入运行后，容易出现焊接接头裂纹、内壁氧化皮脱落等问题。对T91、T92钢管在运行中发生的过热爆管进行了组织性能分析，表明胀粗部位金相组织为细碎的白亮铁素体、碳化物和灰色岛状组织；爆管的拉伸强度Rp0．2和硬度值与吹损管相比均显著下降，爆口尖端的维氏硬度最低值下降到162，而相邻胀粗未爆管的维氏硬度值为175～187。

超超临界锅炉烟气环境中S31042、S31035、C-HRA-5奥氏体耐热钢热腐蚀行为研究

为研究超超临界锅炉过热器候选材料在高温烟气环境下的腐蚀行为,开展了3种奥氏体耐热钢S31042、S31035、C-HRA-5暴露于实验室模拟燃煤锅炉烟气中的热腐蚀试验。试验包括650、675、700、725℃4个温度,试样表面有无涂覆、涂覆真实煤灰、涂覆腐蚀性模拟煤灰3种工况,试验时长为500 h。通过试验研究获得了3种材料的腐蚀动力学曲线,采用XRD、SEM和EDS对材料的腐蚀行为进行了分析,并对比了3种材料的耐腐蚀性能。结果表明:在无涂覆和涂覆真实煤灰工况下,3种材料均表现出优秀的抗氧化和腐蚀能力;在涂覆腐蚀性模拟煤灰工况下,材料腐蚀加剧,腐蚀产物分层;不同表面工况下温度的影响有所不同;S31042材料的耐腐蚀性能最强,S31035和C-HRA-5材料相当。

超超临界机组锅炉用不锈钢管表面冷作硬化处理对其抗蒸汽氧化性能的影响

通过对一组运行了4年的不锈钢过热器管样内表面机加工区和非机加工区氧化皮的结构和形貌特征进行对比分析,探讨内表面冷作硬化处理对于超超临界机组锅炉用不锈钢管蒸汽氧化性能的影响。结果表明,内表面冷作硬化处理对于改善细晶TP347HFG和Super304奥氏体不锈钢在相对较低温度蒸汽中的抗氧化性能非常有效,但在600℃左右高温蒸汽中Super304管样内表面冷作硬化效应消失,除冷作硬化试样氧化皮的总体厚度略薄外,氧化皮的结构形貌特征与未冷作硬化处理的管样没有多大区别。另外,含Cr量大于22%的SAVE25具有非常优秀的抗蒸汽氧化性能,其机加工区域和未机加工区域的蒸汽氧化行为没有任何区别。

某超超临界锅炉一级过热器T91钢吊挂管泄漏原因分析

某电厂超超临界锅炉一级过热器T91钢吊挂管在运行1400h后发生泄漏。通过宏观检查、化学成分分析、力学性能试验、硬度测试和金相检验等方法对吊挂管泄漏原因进行了分析。结果表明:吊挂管发生短时过热,其耐压强度急剧下降,在内部介质压力作用下,管段发生胀粗和壁厚减薄,当壁厚不足以抵抗内压作用时管段发生爆裂,导致该吊挂管的泄漏。

07Cr25Ni21NbN奥氏体耐热无缝钢管的研制

为满足超超临界电站锅炉过热器、再热器的制造要求,宝山钢铁股份有限公司开展了07Cr25Ni21NbN(TP310HCbN/S31042)奥氏体耐热无缝钢管的研制。论述了该钢种的成分优化设计、生产工艺过程及性能评定,数据表明,所生产的产品技术指标和性能均符合GB 5310—2008及ASME SA-213标准要求。

超超临界锅炉用奥氏体耐热钢Sanicro25的性能

介绍了Sanicro25奥氏体耐热钢的力学性能、持久强度、抗氧化腐蚀性能,以及常用物理性能,并与Super304H和HR3C钢进行了比较。结果表明:该钢可用于高效超超临界火电机组蒸汽温度为620℃的受热面的钢管。

C-HRA-5和HR3C钢在650℃超临界水中的高温氧化行为

在650℃和压力为27 MPa的蒸汽中对太原钢铁(集团)有限公司产C-HRA-5(简称C5)钢和HR3C奥氏体耐热钢进行了不同氧化时间的超临界水蒸气氧化试验,研究了不同氧化时间表面氧化层的形貌和结构组成,并分析了氧化层截面形貌及氧化机制。结果表明:材料在200 h之前增重较快,而氧化时间在200~2000 h氧化速率较慢,这说明材料在超超临界水环境中的氧化可以分为保护性氧化膜的生长和致密氧化膜形成后材料缓慢氧化2个阶段。随氧化时间延长到2000 h,2种钢均形成了外层为Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),内层为致密的Cr_(2)O_(3)和(Fe,Ni)Cr_(2)O_(4)的双层氧化层结构。C5钢和HR3C钢在650℃超临界水蒸气中的抗氧化性能相近,均可以作为高参数等级超超临界电站锅炉关键部位的备选材料。

超超临界锅炉制造技术的研究

通过对超超临界锅炉使用的新材料的焊接性能试验 ,并结合 90 0MW外高桥超临界锅炉的生产制造经验 ,研究了超超临界锅炉的制造工艺方案 ,提出技术改造措施 ,运用机械化的工艺装备来保证产品的质量 ,提升了锅炉制造技术的水平 。

SUPER304H锅炉钢管局部腐蚀分析及其防护对策

对某沿海在建机组锅炉用SUPER304H钢管出现的局部腐蚀进行了宏观形貌、化学成分、金相、扫描电镜及能谱分析结果表明,SUPER304H钢管局部腐蚀的主要原因是由氯离子引起的。对此,建议在SUPER304H钢管海运及存放时,加盖帆布和采用缓蚀剂进行防护。对已产生局部腐蚀的管材进行打磨,并经渗透探伤和壁厚测量检验合格后可正常使用。

超超临界锅炉用TP310HCbN奥氏体耐热钢管化学成分优化探讨

对国外提供的TP310HCbN奥氏体耐热钢管技术交流资料、ASME SA-213标准、Code case 2115和2115-1以及国外研发时实际成分范围、国外实物管的成分检测结果、质量证明书成分进行了对比,分析了TP310HCbN化学成分特点,并提出了此钢管的成分控制范围及目标值。

某超超临界机组锅炉T92钢管泄漏原因分析

针对某超超临界机组锅炉二级过热器T92钢管泄漏问题,通过渗透检测、化学成分分析、力学性能测试、金相分析、扫描电镜及能谱分析等方法对其原因进行了分析,认为该钢管内壁在制造过程已产生裂纹,该裂纹在锅炉运行的高温高压条件下沿底部和端部扩展穿透整个壁厚,进而导致了泄漏。

超超临界锅炉HR3C不锈钢高温再热器管失效原因分析

某超超临界锅炉HR3C不锈钢高温再热器管在运行过程中发生泄漏,利用爆口宏观分析、化学成分分析、显微组织观察、力学性能分析等方法对高温再热器失效管样泄漏原因进行了分析。结果表明:管子化学成分、力学性能均符合标准要求,第一爆口管子存在明显机械碰磨进而产生纵向裂纹,高温再热器管子的爆管原因为安装过程未有效控制管子与鳍片的间隙,管子在启停过程中发生机械碰磨,产生应力集中现象,这种应力集中极易导致脆性较大的HR3C母材萌生微裂纹,在长期高温高压以及应力的作用下,使得组织中微裂纹迅速扩展进而导致管子开裂泄漏。针对上述问题,从安装质量、检修、监督运行等方面给出了具体的建议措施。

超(超)临界锅炉用钢管SUPER304H与XA704性能特点评价

本文介绍了两种超(超)临界锅炉用新型奥氏体不锈钢管材,即新日铁开发的XA704和住友开发的SUPER304H的性能特点及异同。由于两种钢的成分不同,XA704钢管在500～730℃温度范围内的许用应力均比SUPER304H高,且XA704钢的抗晶间腐蚀能力更强。

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。

连铸工艺生产SA-213T23超(超)临界锅炉管坯钢存在的问题及对策

连铸工艺生产SA-213T23管坯钢还不成熟,坯料低倍质量差。为此,对连铸坯中心缺陷形成的原因进行了分析,并提出了相应的解决措施。结果表明:连铸坯中心存在缩孔及开裂缺陷是由于T23成分过冷区较窄以及连铸过程中轻压导致的;通过弱化二冷段冷却能力及取消轻压下工艺可以消除缩孔和开裂缺陷。

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。