国产P91、P22蒸汽管道材质状况评估

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1、甘肃电力技术27国产P91、P22蒸汽管道材质状况评估张得君卢向权崔雄华曹剑峰(张掖发电有限责任公司甘肃省张掖市734000)【摘要】对2号机组所用国产P91主蒸汽管道和P22高温再热蒸汽管道进行了制造工艺过程和制造质量过程控制情况追踪调研、实验室抽样理化检测分析、现场金相和硬度普查、逐件无损检测，在综合分析的基础上对管道的使用安全性进行了综合评估。【关键词】国产蒸汽管道金相组织无损检测状态评估1前言3．1化学成分分析2号机组是300~IW亚临界燃煤发电机组，B-MCR从剩余管道上割取的P91和P22管段进行化学分析，结果表明所有

2、合金元素(Si、Mn、Cr、Mo、V、工况下过热蒸汽出口温度为541℃，出口压力为17．53a，再热蒸汽进口、出口温度为330．1℃和Nb、Ni、N)均在AS娅SA335的合金成分要求范围541℃，进口、出口压力为3．79MPa和3．41MPa。之内，S、P、A1等3种杂质元素均控制在较低的水平。四大管道中的主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道3．2宏观和微观组织检查分析设计和招标合同中为美国威曼高登钢管厂生产的进宏观金相中P91塑性夹杂物1．5级，脆性夹杂口钢管。2006年6月末，2号机组全部安装完毕准物1．5级；P22钢塑性夹杂物1级

3、，脆性夹杂物1．5备整套启动试运行时，发现供给和已安装在2号机级，符合GB／T53l0—1995中要求小于2．5级的要求。组上的主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道是国内某钢P91试样的组织为典型的回火马氏体，内外壁组管厂生产的国产管道，是冒充日本住友公司管道、织均匀一致。带有“SA~ITOJAPAN”标志的P91、P22钢管。由于P22钢的组织为铁素体+回火贝氏体，属于P22国内该钢管厂生产P91等高温高压大口径管道的历钢的典型组织，但铁素体块粗大；管子横截面的宏史很短，经验不足，生产工艺、检验手段等存在很观组织中在内壁有明显的带状组织

4、。带状组织的形多不完善之处，导致产品存在潜在的安全运行问题。成是钢锭中合金元素偏析、制管过程中将其沿主变由于主蒸汽、高温再热蒸汽管道承受高温高压，形方向拉长、偏析的元素改变了碳的扩散速率、在且贯穿机、炉之间，质量关系到机组运行安全和职特定冷却速率中形成的(带状组织中元素分布不均工的生命安全。为了确保2号机组蒸汽管道运行安匀)，能谱分析结果也证明了这一点。全，公司决定在2号机组正式投运前联合西安热工3．3显微维氏硬度测试结果分析研究院有限公司对国产P91、P22蒸汽管道材质状况对P91的试样进行了大量的显微维氏硬度测试，进行技术、安

5、全性能评估，以便为下一步制定合理硬度值在Hv1o0194～Hvlo0231．5之间，未发现硬度可行的检修、监督或更换决策提供必要的技术依据。值特别高(未回火马氏体)和硬度值特别低(铁素体和珠光体)的情况。结合微观组织观察，可以排2钢管生产过程的调研追溯除关于正火后是否冷却充分的疑问。按照钢管生产厂的全部钢管生产工艺流程考察对P22钢管沿壁厚方向进行了大量的维氏硬度了生产车间，包括钢坯储存和无损探伤、中心孔机测试，结果表明外壁和内壁硬度没有明显区别，内械加工、钢坯加热、穿管、扩管、热处理、无损探壁带状组织中的黑色区域硬度略高于周围贝

6、氏体组伤、理化检验等设备、仪器及人员资质，都存在不织，铁素体的硬度略低于贝氏体。同程度的问题，尤其是加工成型的管道热处理温度3．4室温拉伸试验结果分析场不均匀。两种材料的室温拉伸强度均满足ASMESA335中3材质鉴定结果及其分析的要求，不同位置(内壁、外壁)、不同方向(横向、28国产P91、P22蒸汽管道材质状况评估纵向)取样对屈服强度和抗拉强度影响很小，说明铁素体块偏大，数量偏多，且晶内碳化物已分解成材料拉伸性能比较均匀(抗拉强度和屈服强度的数球状。值比较适中)。P91的室温拉伸延伸率在23．6"8．496(2)高温再热管道硬

7、度平均值集中在121～之间，超过AS肛中规定的20％的最小要求。145HB范围内，基本符合要求。但个别管段硬度低于P22室温拉伸延伸率在37"-39．6％之间，超过130HB，依据强度和硬度换算关系有所偏低。AS肛中规定的30％的最低要求。延伸率也未表现出5现场无损检测、尺寸测量结果及分析与取样位置和方向的相关性。3．5高温拉伸试验结果(1)主蒸汽管道HI2~HI3之间有一段壁厚小于两种材料分别在545℃、600℃的高温下进行拉计算壁厚，不合格；主蒸汽管道17段及高温再热蒸伸试验，并与ASME中的要求值对比，结果表明，P91汽管道

8、热段17段壁厚超出四大管道订货技术协议的管的高温拉伸强度满足ASME要求，P22管的屈服强公差上限要求，不合格。度要高于ASME的最小要求，但高温抗拉强度略低于(2)主蒸汽管道及高温再热蒸汽管道热段母材标准要求的数值。经超声波检验，除主蒸汽管道有一