超级铁素体不锈钢在凝汽器换热管中替代钛管可行性研究

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1、超级铁素体不锈钢在凝汽器换热管中替代钛管可行性研究摘要：火力发电厂凝汽器换热管选材的关键是机械性能、耐腐蚀性等性能与预算成本，目前国内已投产的各型号机组所用换热管材基本为铜合金管或钛管，这两种材料在技术经济性上各有利弊。本文将以新兴的铁素体不锈钢管S44660的研究数据和最新成果作为依据，分析其在滨海电厂凝汽器换热管上替代钛管的可行性。关键字：凝汽器换热管S44660钛管1、前言在滨海电站机组中，凝汽器换热管的选择，对凝汽器投资总额和运行维修费用的影响较大。本文从超级铁素体不锈钢S44660的化学成分、耐蚀性

2、能、物理和力学性能等方面的指标，分析相对于钛管所具有的技术经济性能优势，预测超级铁素体不锈钢管在凝汽器换热管市场中的应用趋势。2、S44660的化学成分S4660的超级铁素体不锈钢管的特点是Cr,Mo元素的含量较高，并用Ti,Nb作为稳定化元素，材料的组织结构具有强度高，延性佳，且加工硬化率低等特性。这种牌号的钢材成份见表1及显微组织图见图lo3、S44660的力学性能对比S44660与目前主流使用的凝气管材的主要力学性能如表2所示从上表进行分析，相比钛管TA2,S44660在力学性能具有以下优势：（1）硬度

3、（HRB）,该指标主要衡量管材的耐磨性，硬度越高，材料的耐磨性越好。S44660的硬度指数为100略高于钛管的92,说明S44660的耐磨性优于钛管，但不是很明显。（2）抗拉强度及屈服强度，该指标主要衡量管材的刚性和强度，S44660的强度明显优于钛管及其他材质。（3）弹性模量，该指标主要衡量管材的抗振性，弹性模量越大，抗振性能越好。S44660的弹性模量值是钛管的近一倍，抗振性明显优于钛管。（4）延伸率，主要衡量材料塑性，该性能S44660略髙于钛管。（5）热导率，主要衡量材料的热力性能，热导率越小,传热能

4、力越小。S44660与钛管热导率相同，铜管的传热效果最好。4、S44660的耐腐蚀性能超级铁素体不锈钢S44660具有非常好的耐C1-应力腐蚀、点腐蚀性能、耐缝隙腐蚀性、耐晶腐蚀性能及综合力学性能（表2）。这些性能依赖于其组织结构（图1）和化学成份(表1)。当超级铁素体S44660含C+N低于4OOppm,PRE值大于37时，其优异的耐蚀性能和加工、焊接性能得到充分体现。经过特殊设计和工艺处理的S44660焊管能够在海水环境中、在C1-含量高的化工行业中进行长期服役。在美国等发达国家S44660焊管已经广泛在

5、沿海电厂发电机组的冷凝器、海水淡化、制盐业、含氯离子较高的化工等行业中使用。通过对辂、钮、氮等元素相互作用的研究与实验，得出计算不锈钢材质抗氯点腐蚀量化的公式：PREn=(%Cr)+3.3(%Mo)+16(%N)PREn表示“抗点腐蚀当量”。用这个公式，可以依据材料的化学成分，快捷地评估其抗氯化物腐蚀能力。PREn指数越高，合金材料的抗氯腐蚀能力就越强。S44660无论在缝隙腐蚀临界温度或是可耐最高氯离子的浓度，都是最高的。也就是说，在相同的海水环境中，采用各种PREn值材料，S44660抗点腐蚀和缝隙腐蚀的

6、性能最好。5、结论S44660具备优越的耐蚀性能、强度高、延性强，在氯化物含量高和可能因微生物引起腐蚀(MIC)的环境中具有良好的效果。S44660整体性能不逊于钛管，且具有良好的经济性能(可节省造价20%〜40%),具备了在滨海电厂替代钛管的可行性和可推广性，.参考文献[1]沿海电厂凝汽器用管材研究。梁磊[J],《中国电力》,2009.1；[2]华能汕头电厂1号汽机凝汽器管板渗漏原因及处理[J]。旷仲和,《电力建设》，1999.9[1]海水冷凝器用S44660铁素体不锈钢焊管的发展[J]o原君亮，《不锈》，

7、2011.4