锅炉与汽轮机用钢及事故分析

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1、第七章锅炉与汽轮机用钢及事故分析锅炉与汽轮机用及事故分析目录1第一节锅炉主要设备用钢及事故分析2第二节汽轮机零部件用钢及事故分析3第三节螺栓用钢及断裂事故分析4第四节耐磨件及磨损失效分析金属技术监督5☆锅炉管道用钢要求7.1.1锅炉管道用钢及事故分析7.1锅炉主要设备用钢及事故分析过热器再热器水冷壁管省煤器主蒸汽管再热蒸汽管道联箱连接管受热面管子蒸汽管道锅炉管道材料要求具有良好的持久塑性，一般希望延伸率不小于3～5%，良好的持久塑性能防止材料产生蠕变脆性破坏。②高的抗氧化性能和耐腐蚀性。对于锅炉管道要求在工作T下氧化深度小于0.1mm

2、/y.④良好的加工工艺性能，特别是焊接性能③良好的组织稳定性锅炉管道在高温下长期使用过程中,钢中的碳和合金出现的再分配,引起碳化物的析出和聚集/球化/石墨化等,从而导致钢的性能降低持久强度是锅炉管道高温强度计算的依据，因锅炉管道失效的主要形式是破裂而不是变形(蠕变)。①足够的高温强度（蠕变强度、持久强度和良好的持久塑性）锅炉管道在整个工作期间内,一般允许积累一定的蠕变变形量,若规定允许总应变为1%；按工作期限10万h计算，这相当于允许的蠕变速度为10-5%/h。☆锅炉管道用钢要求☆锅炉管道用钢许用应力①对于380℃以下的低碳类钢/锰钢

3、/锰钒钢；420℃以下的低合金钢安全系数在T温度下的屈服强度在T温度下的抗拉强度②对于380℃以上的低碳类钢/锰钢/锰钒钢；420℃以上的低合金钢在T下断裂时间为105的持久强度☆锅炉管道用钢按照工作温度：①壁温≤500℃的过热器管子和壁温≤450℃的蒸汽管道常用20钢----组织F+P有石墨化倾向☆锅炉管道用钢15CrMo钢；组织F+P；长期运行发生球化15CrMo钢虽无石墨化倾向，但在高温下长期运行过程中会发生珠光体的球化及固镕体中合金元素贫化的组织变化，从而使热强性降低。当温度超过550℃时，持久强度显著下降。DL/T787—2

4、001火力发电厂用15CrMo钢珠光体球化评级标准②壁温≤550℃的过热器管子和壁温≤510℃的蒸汽管道常用15CrMo钢；组织F+P；有些是B(贝氏体)热处理工艺为正火+高温回火③壁温≤580℃的过热器管子和壁温≤540℃的蒸汽管道12Cr1MoV钢即Cr=2.25%,Mo=1%美国P22；瑞典HT8；日本STBA24；德国10CrMo910由于加入0.2%V,所形成的VC细碎而稳定,对钢的弥散强化效果好广泛应用④壁温≤620℃的过热器管子和壁温≤570℃的蒸汽管道我国：12Cr2MoWVB(钢102)和12Cr3MoVSiTiB(

5、П11)俄罗斯：12Х2МФСР,12Х2ФВ；德国10CrSiMoV☆锅炉管道用钢微量多元合金化是这类钢种的共同特点特点:微量多元合金化⑤壁温600~650℃的过热器管子和壁温550~600℃的蒸汽管道常用9Cr-1Mo型马氏体耐热钢对于属高参数大机组的锅炉，均采用高合金耐热钢美国T9/P9;瑞典HT7;日本STBA26;德国X12CrMo91☆9Cr-2Mo型马氏体耐热钢日本HCM9M钢美国T91/P91;日本火STBA28我国10Cr9Mo1VNb钢☆锅炉管道用钢新进展（M耐热钢、A耐热钢）⑤过热器管子壁温超过650℃，蒸汽管道

6、壁温超过600℃奥氏体耐热钢奥氏体耐热钢具有较高的高温强度和耐腐蚀性能，最高使用温度可达到700℃左右。目前应用的有0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr19Ni9、0Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni9Ti等钢种。美国TP304H、TP347H☆锅炉管道用钢新进展（M耐热钢、A耐热钢）7.1.1锅炉管道用钢及事故分析☆事故分析失效分析①长时超温爆管在高温长时间作用下,钢材使用寿命达不到设计要求而提早破坏壁温一般未达到相变T以上;无相变一般发生在高温过热器出口段的外圈向火侧长时超温爆管短时超温爆管材质不良爆管失效分析的思路和方法b

7、)爆口周围存在纵向开裂的氧化皮。c)管子上整个爆破口张开的程度不大◇破口边缘的组织：F+K(P球化)F内K明显聚集长大，并有大量的棒状K平行排列，有些K（碳化物）在三叉晶界处长大，有蠕变裂纹。a)破口呈粗糙脆性断口，管壁减薄不多，管子胀粗也不很显著，爆破口附近往往有较厚的氧化铁层，边缘为平整的钝边。宏观特征微观特征②短时超温爆管壁温一般达到相变T以上；爆破口往往有相变组织一般发生在水冷壁管，燃烧带附近a)管径有明显的胀粗/管壁减薄量大；管子的爆破口呈喇叭形，边缘锋利；破口表面光滑b)爆口附近没有裂纹,硬度显著提高c)爆破口具有韧性断裂

8、特征宏观特征◇破口的组织：低碳马氏体微观特征某锅炉15CrMo双面水冷壁管由于启动方式不当,壁温超过Ac3而爆管20钢水冷壁管短时超温爆管的宏观及微观组织③材质不良引起爆管错用钢材和钢材内有缺陷引起有缺陷管子爆破时，爆破