过热器、再热器F/A异种钢焊接接头缺陷与对策

电站锅炉过热器、再热器管排常用的材料有15CrMo、12Cr1MoV、钢102、T22、T91,TP304H,TP347H、TP347HFG、Super304H、HR3C等，其极限工作温度见表1。     

TEMPALOYAA-1超超临界锅炉用18Cr-10Ni-3Cu—Ti—Nb不锈钢的开发

目前，火力电站锅炉的设计温度和压力较过去的高，尤其是在全世界范围内超超临界锅炉技术取得了巨大的成果。这类锅炉的用钢必须较传统的18—8型奥氏体不锈钢具有更高的高温强度。在分析了各种合金元素对18—8型奥氏体不锈钢的蠕变断裂强度的作用后，开发出新型的耐热钢（0．1C-18Cr-10Ni-3Cu—Ti—Nb）。该钢在600～700℃下的蠕变断裂强度比ASMESA-213TP347H要高出30％。由于加入约3％重量的cu，使该钢在服役时产生微细弥散、沉淀于奥氏体内的富铜相，并与其互相密合，从而显著地改善蠕变断裂强度。其中添加的微量Ti和Nb也进一步改善了蠕变断裂强度。Ti和Nb的含量限制在一定范围内，这样部分C可以和他们形成碳化物，其余的C与Cr形成碳化铬（M23C6）。这些弥散的MmgCr和（Ti，Nb）C改善了新开发钢的蠕变断裂强度。该钢的成本优势也可以预期的，由于该钢的高强度，在锅炉上使用可以减薄钢管壁厚，从而降低成本。可以预期的是，这种新开发出的钢将是超超临界锅炉的备选材之一。     

电站锅炉新型18-8奥氏体热强钢的研制

日本火力发电站锅炉的过热器管,不但要求经济性好,而且还要求高温强度高的奥氏体钢材。为了满足这一要求,于是就开发了新钢种(0.1C—18Cr—9Ni—3Cu—Nb,N)。与ASME SA—213TP347H钢相比较,这种钢在600～700℃温度下100000小时的持久强度可高30％之多。此种钢的微观结构稳定性也是足够良好的。经过一年运行的考验证实了该钢种具有良好的机械性能和稳定的微观结构,而且这一钢种的耐蒸汽氧化性能几乎与细晶粒TP347H钢的相似。     

国外超（超）临界锅炉用高温高压钢管材料特性及应用介绍

本文对国外超(超)临界机组锅炉和大型循环流化床锅炉用高温高压锅炉钢管15NiCuMoNb5-6-4、T23／P23(HCM2S)、T24(7CrMoVTiB10-10)、T91／P91、T92／P92(NF616)、TP304H、TP347H、HCM12A(T122)、SUPER304H、TP347HFG、火SUS310JITB和NF709等的特性，如化学成分、金相组织、常温力学性能、许用应力、使用温度、抗氧化性能、抗腐蚀性等进行了介绍，并阐明了这些材料在国内外的应用情况和在我国(厂)的应用前景，以期对调整我国电站锅炉材料的使用方式以及进一步推动这些材料的国产化进程起到抛砖引玉的作用。     

加氧运行对超临界锅炉再热器TP347H钢管内壁氧化皮增厚速度和剥落的影响

借助于扫描电镜和能谱仪、X射线衍射仪等测试手段分析了某电厂加氧运行前后超临界锅炉再热器TP347H钢管氧化皮的厚度、结构组成、截面和表面的形态及成分变化,得出了加氧运行使再热器TP347H钢管内壁氧化皮快速增厚和促进氧化皮早期剥落的结论.     

锅炉奥氏体不锈钢在模拟煤灰和高硫烟气环境中腐蚀行为的研究

在模拟煤灰和高硫烟气环境中研究了3种锅炉用奥氏体不锈钢TP347HFG、Super304H和HR3C在650℃的高温腐蚀行为及腐蚀机理.通过不连续称重法测量试样质量的变化,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X-射线衍射(XRD)等分析方法研究腐蚀产物的形貌、元素分布和腐蚀产物物相.结果表明:经500h高温腐蚀后,3种合金均出现腐蚀损失,但HR3C腐蚀程度较TP347HFG和Super304H轻;TP347HFG和Super304H合金腐蚀产物分层生长且剥落严重,外层氧化膜为Fe_2O_3,内层为Cr_2O_3层及大量内硫化物;HR3C表面形成了保护性的(Cr,Fe)_2O_3氧化膜,未见明显的剥落现象.     

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.     

亚临界和超临界锅炉高温过热器用NF616钢性能

本文报道了日本新日铁公司生产的NF616钢管（推荐的ASME SA213-T92）的化学成份和力学性能及650℃持久强度试验情况。试验结果表明,NF616钢具有良好的韧性,高的高温持久强度,可以代替TP347H制造亚临界和超临界机组锅炉高温过热器,经济效益显著。     

5种电站锅炉过热器用材料高温腐蚀试验研究

选取超超临界电站锅炉高温过热器用钢TempaloyAA一1、Super304H、TP347HFG、Tem—paloyA一3和HR3C为研究对象,在实验室真空炉中模拟实际烟气进行气相和气相一熔盐两相高温腐蚀试验．提出用腐蚀层厚度和迁移渗透深度之和作为衡量腐蚀速率的指标,分别得到5种钢的抗气相及气相一熔盐两相高温腐蚀能力．结果表明：5种过热器材料抗气相高温腐蚀的能力都很强;TempaloyA一3、TP347HFG、Super304H、TempaloyAA一1和HR3C5种钢的抗气相一熔盐腐蚀的能力依次增强;过热器材料的腐蚀主要是气相一熔盐两相腐蚀．     

Super304H管材高温服役过程组织与性能的变化

通过室温拉伸、冲击试验、硬度测试、金相组织分析、扫描电镜及能谱分析等,对600℃超超临界锅炉用国产Super304H管材高温服役过程的微观组织和力学性能进行了试验分析.结果表明:与国产原始钢管相比,高温服役后国产Super304H管材的室温强度和硬度升高、塑性和韧性下降,焊接接头的强度、硬度、冲击韧性不断降低且明显低于同一服役时间的母材.服役30 000h以上后,管材的力学性能仍处于较高水平,基体组织稳定,晶粒未见长大,微观组织开始出现M23C6沿晶界呈链状分布的老化迹象.可见,国产Super304H管材组织状态良好,在目前600℃超超临界机组设计条件下可稳定运行,建议加强对国产Super304H管材焊接接头的金属监督.     

1890_25_4_YM4型锅炉高温再热器泄漏原因分析与对策

针对某电厂国产600 MW超临界机组锅炉高温再热器出口异种钢焊口的泄漏情况,采用直读式光谱分析仪Spectro Sort CCD TSC17对高温再热器T91/TP347H异种钢焊接接头两端母材和焊缝进行化学成分分析,并且在LECO300显微硬度计下观察和测量显微硬度,利用Axiovert 200 MAT金相显微镜观察和分析金相组织,同时综合管排的结构、爆口的特点进行全面分析,得出高温再热器出口异种钢焊口泄漏的原因,有针对性的提出治理方案,因此对同结构的锅炉有很好的借鉴意义。     

超超临界汽轮机转子FB2材料性能及蠕变组织演化规律研究

随着国内外9-10%Cr铁素体-马氏体钢不断发展,25 MPa/600℃/600℃型超超临界机组已日趋成熟,适用于更高参数机组的材料仍在持续不断地开发。在欧洲COST522研发计划中开发出来的在原9-10%Cr钢的基础上添加Co和B元素,同时去掉W,得到的新铁素体不锈钢COST FB2在620℃下100000 h的持久强度≥100 MPa。文章通过对FB2材料的性能及长时蠕变时效后微观组织的研究,确认其适用于公司620℃超超临界火电站高中压转子。     

350 MW超临界机组锅炉氧化皮防治技术研究

为减少350 MW超临界机组因锅炉氧化皮脱落而引起的堵塞爆管问题,针对某电力公司8台超临界煤粉锅炉的结构型式及运行工况展开调查研究,分析结构设计对锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮的影响,发现烟温偏差的叠加效应是引起高温再热器汽温偏差大和局部氧化皮生成过快的主要原因,针对锅炉高温受热面的SA-213TP347H不锈钢管材的金属壁温适用范围进行对比,确定其最佳金属壁温报警值为600℃;通过对锅炉给水加氧设备进行改造,控制给水含氧量在10~20μg/L范围内,确保高温受热面蒸汽侧含氧量为零。实践证明,采取上述氧化皮防治措施后,锅炉氧化皮堆积数量同比减少85%以上。     

W型火焰锅炉腐蚀特性及防腐蚀措施研究

W型火焰锅炉运行过程中存在炉膛水动力安全和腐蚀性的问题，针对以上技术难点，以某660MW超超临界W型火焰锅炉为研究对象，从提高抗腐蚀能力方面对其进行研究，提出了相关防腐蚀措施以保证机组的稳定运行。结果表明，在不同温度及SO₂浓度下，随着温度升高和SO₂浓度增高，Super304、TP310和TP347三种不锈钢材料的腐蚀速度均加快。合理布置燃烧器和受热面位置，并对易腐蚀部件采用喷涂技术等措施可以有效防止高温腐蚀。研究结论可为660MW超超临界W型火焰锅炉的工程应用提供技术指导。     

超超临界锅炉用TP31OHCbN奥氏体不锈耐热钢管化学成分优化探讨分析

对日本住友提供的HR3C（TP310HCbN）奥氏体不锈耐热钢管技术交流资料、ASMESA-213／213M标准、Codecase2115和2115—1、住友研发此钢管时实际元素控制范围值、国内对住友实物管的成分检测、质量证明书成分特点进行了对比分析探讨，提出了国内仿制此钢管在化学成分上应注意的优化思路，以期推动TP310HCbN钢管的国产化进程。     

T91钢运行过程中力学性能和微观组织的变化

对运行7．5万h的锅炉高温过热器T91钢管的力学性能和微观组织变化进行了试验研究。结果表明：与原始管相比，运行管的屈服强度明显下降；光学显微镜下原始管与运行管的微观金相组织无明显差异，但在透射电镜观察下，明显可见微观组织中亚晶粒粗化，位错密度降低，M23C6碳化物粗化和Laves相析出并粗化。图5表3参8     

数据分析方法和许用应力判别条件对Gr．122耐热钢许用应力的影响

长时蠕变断裂寿命通常采用一种时间-温度参量（1vrP）方法通过对短时数据的估算得来。Gr．122钢在ASME标准中的许用应力就是通过这一方法估算而来，且被认为估计得过高。本文的目的是为了弄明白为什么会估计过高及提出合适的方法来避免这种过高的估计。钢的断裂寿命其表面活化能Q从短时蠕变时的较高值变为长时蠕变后的较低值。然而，Q值的降低在通常的TTP分析中往往被忽略，导致断裂寿命的过高估计。用一种蠕变断裂数据多区分析法可避免这种情况的发生；采用这种分析方法时蠕变断裂数据被划分成几个区域，从而在每个分区里Q值是唯一的。在三种数据分析方法中，多区分析对数据拟合最佳且10’h蠕变断裂强度值最低。0．2％弹性极限应力的1／2不是多区分析中数据分区的合适分界点。在2001版本的ASME规范中建议使用一个F平均值概念取代安全系数为平均断裂强度的2／3的规定。Gr．122钢许用应力的显著变化取决于许用应力判别条件和断裂数据分析方法。     

GH33A合金长期拉伸应力松弛和蠕变行为的研究

在Rel—5型拉伸应力松弛试验机上,在标准热处理状态下,分别测定了GH33A合金在540℃,初始应力300MPa,3000h拉伸应力松弛和在540℃、600℃、650℃、700℃,初始应变为0.15％、1000h的拉伸应力松弛性能。采用实验数据作图法与基于松弛特性和稳态蠕变为对象的分析解析法外推剩余应力值,进行了比较,证明这三种方法外推对GH33A均适用。还把GH33A、R—26、GH145改型和Nimonic80A四种合金的拉伸松弛性能进行了比较。对比显示,在650℃以下,GH33A的拉伸应力松弛性能优于其它三种合金,这是由于GH33A在该温度以下具有优良的组织稳定性的缘故。