P91高压锅炉管

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1、万方数据第36卷第4期江苏冶金v。I．36N。．42008年8月JiangsuMetallurgyAug．2008P91高压锅炉管的工艺研究苏俊，张铮(江苏诚德钢管股份有限公司，江苏江都225200)摘要：对江苏诚德钢管股份有限公司生产的P91耐热舍金钢管的生产工艺争常温及高温力学性能进行了研究，结果表明，P91钢管的生产工艺合理，常温和高温力学性能均符合ASMESA335和GB5310标准，利用最小二乘法推导出在600℃105h下的持久强度为102．1MPa。完全满足超超临界热电厂的高温部件要求．关键词

2、：P91，耐热铜；持久强度I高压锅炉管中图分类号：TF764+．2引言随着国内电力工业的发展，对锅炉的热效率要求也越来越高，通过提高蒸汽的温度和压力来提高热效率是现代热电厂的发展方向，因此国内超临界，超超临界机组的数量也越来越多，对材料的要求也不断提高，冶金和电力行业的研究人员一直致力于新型耐热钢的开发，特别是铬含量为9％～12％的高铬系列耐热钢研究[1]。该系列耐热钢以其很高的强韧性、抗蠕变性能，以及良好的抗高温氧化和抗腐蚀性能而得到关注，并成为热电厂中主要设备用材的主选或更新换代材料。改良9Cr一1M

3、o钢(T91／P91)是由美国国家试验室研制开发的[2]，主要用于热电厂的高温受压部件的材料。T91／P91是在T9(9Cr一1Mo)钢的基础上，在限制碳含量上下限、更加严格控制P和S等残余有害元素含量的同时，添加了一定量的N，及微量的强碳化物形成元素V和Nb，达到细化晶粒、提高钢管持久强度的目的，因此形成一种新型铁素体型耐热合金钢。T91／P91具有较好的综合力学性能，且焊接性能和加工工艺性能良好。我国于1995年也将该钢纳入GB5310标准中，牌号定为10Cr9M01VNb[3]。随着国内电站锅炉向大

4、容量、高参数方向迅猛发展，锅炉行业在制造大容量、高参数亚临界和超临界锅炉所需要的系列合金钢管必将会越来越多H]。江苏诚德钢管股份有限公司(以下简称诚德钢管公司)是我国最早进入高压锅炉管制造行业的科技民营企业，现已发展成规模较大、品种较多的专业无缝钢管生产厂，是我国几大锅炉公司的的主要钢管供应厂之一。为了适应电力设备市场的发展，诚德钢管公司积极地开发新品种、新钢种，现已试制出了P91高压锅炉管，形成了批量生产和供货的能力。1P91钢管的制备工艺1．1P91钢管的化学成分诚德钢管公司生产的P91钢管的与ASM

5、ESA335M《高温用无缝铁素体合金钢公称管》规范[3]规定对比列于表1。P91钢是在9CrlMo钢的基础上添加V、Nb、N等合金元素，形成了弥散强化的复合相M(C、N)，大大提高了钢的热强性。五害元素(As、Sb、Sn、Pb、Bi)的控制成分如表2所示。表1P91钢管的化学成分／％硼(C)w(Si)w(Mn)硼(P)∞(S)w(Cr)w(Ni)w(Mo)硼(V)w(Nb)叫(W)w(Co)w(Cu)w(A1)∞(N)收稿日期：2008—05．18作者简介：苏俊(1967一)，男，高级工程师。电话：(05

6、14)86129808，1385259980837加～加O4≤加O一6O∞～■O85■～七0O5灌～加O10≤“O加～巧89O≤∞0O≤吆0O门～一O0O卫～u?082加～■OM5∞AS万方数据江苏冶金第36卷衰2Pgl钢管中的有害元素含量／％1．2主要工艺流程钢管制造原坯料采用电炉冶炼加炉外精炼，并经真空脱氧处理的镇静钢圆锻坯，经热轧工艺方法成形、热处理、性能试验、管坯内外表面经磨削加工、涡流超声波联合探伤，工艺流程见图1。管坯验收●管坯下料●冷定心●加热●穿孔●I再加热tI定径I●正火+回火●低倍检验

7、●l力学性能、冷弯、硬度试验、化学成分成品分析Itl非金属夹杂物、实际晶粒度和显微组织(照片)检验lt．I矫直、内外磨l-I超声波、涡流探伤检查I●尺寸、外观检查●喷印、包装、发货图1P91钢管的工艺流程图1．3热轧和热处理P91钢热传导系数较低，将圆坯进行机械打通孔，以提高原料加热的均匀性，加热时严格控制始轧温度和保温时间，防止原料加热不均匀或出现过热、过烧现象。定径加热时装炉温度不超过300℃，确保加热均匀。为防止穿孔偏心，减小穿孔轧制力，提高加热的均匀性，不使用弯曲、变形的顶杆，保证顶杆、轧制中心线

8、重合，顶头润滑适度。穿孔过程中，适度开启定心辊、轧辊冷却水。ASMESA2213标准规定P91热处理制度是正火温度≥1040℃、回火温度≥730℃。诚德钢管公司采用正火温度在1040～1060℃，保温时间1h以上，回火温度在760～790℃，保温时间2h以上。2P91钢管的性能研究2．1非金属夹杂物、晶粒度和显微组织检验依据GB／T10561—2005／ISO4967：1998(E)《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检