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1、JiLinJianZhuUniversity姓名:专业:指导老师:汽包水冷壁材料及事故原因摘要随着电力工业的发展,在火电厂屮大容量,高参数的锅炉和汽轮机机组逐渐增多,对电厂金屈材料的要求也越来越高,由于电厂金屈材料多数是在高温,高压和腐蚀介质作用的长期运行,会发生组织和性能的变化,甚至可能引起某些零部件的失效,零部件失效后往往会造成严重事故,育•接影响火电厂的安全发供电。因此,本文就水冷壁,汽包的用钢及其要求分析事故发生的种类和原因关键词:汽包水冷壁所用材料事故原因水冷壁管:在锅炉运行时,水冷壁管和炉膛内火焰接触,燃料燃烧所产生的热量通过水冷壁管加
2、热锅炉炉水。对水冷壁管金属来说,是用锅炉炉水冷却水冷壁管。在正常运行时,由于管内水流的冷却作用,其工作温度并不高,这种温度水平一般的耐热钢均能承受。在水冷壁管的运行过程中,容易产生“垢下腐蚀”现象。其产生与锅炉给水的水质及锅炉运行工况有关,其中尤其是锅炉水质的好坏与水冷壁管的安全运行有密切相关。此外若燃煤中含硫量高,在运行过程中会岀现水冷壁管的硫腐蚀,严重时会危及锅炉的安全运行,冃前解决硫腐蚀的主要措施是用表面渗铝钢管作为水冷壁管。对水冷壁管材料的主要要求有:水冷壁管金属具有一定强度(以使得管壁厚度不致于过厚,否则会影响加工与传热),传热效率高,有
3、一定的抗腐蚀性能,工艺性能好(如冷弯、焊接等性能),在某些情况下还要求其热疲劳性能好(如在直流锅炉上)。2.汽包用钢及其要求:主要用于制造重要的受压部件,即压力容器筒体如汽包,一般由钢板卷成两个半圆或圆筒,两头加上封头焊接而成。汽包处于中温(350°C以下)、高压状态下工作,它除了受较高的内压力外,还受到冲击、疲劳载荷、热应力、水和蒸汽介质的腐蚀作用。其运行时装有大量的有压力的饱和汽水,如果因其破裂而发生爆炸,则会发生厂毁人亡的灾难性事故。所以汽包是极其重要的,它的安全运行与许多因素有关,但材料的性能却是最重要的因素之一。在制造汽包过程中,钢板要经
4、过各种冷热加工工序,如下料、卷板、焊接和热处理等,且汽包所处的温度是饱和蒸汽的温度,因而对汽包钢板有下列要求:较高的强度(包括室温和中温强度),屈服强度和抗拉强度是设计决定许用应力的依据;高压锅炉汽包一般采用400MPa以上强度级别的钢种;良好的塑性和冷弯性能(下料和卷板等工艺的要求,加工时不易出现裂纹);室温冲击韧性和时效冲击韧性(因其运行温度正好处于时效过程进行得较为强烈的温度范围);较低的缺口敏感性,在锅炉制造中要在钢板表面开管孔和焊接管接头,造成应力集中;良好的焊接性能(要求低的含碳量,以防止产生焊接裂纹和应力集中),良好的冶金质量(要求S
5、和P等杂质和气体含量尽量低、较好的低倍组织,要求钢的分层、非金屈夹杂、气孔、疏松等缺陷尽可能少,不得有白点和裂纹)。汽包用钢均为低碳钢或低合金钢,均属于珠光体钢,这是由汽包的工作温度决定的。为减少汽包钢板的厚度,以适应高参数机组的发展要求,在低碳钢基础上加入少量合金元素如Mn、V、Mo、B、Nb、Re等成为低合金珠光体锅炉钢。目前,按国家标准GB713-1997《锅炉用钢板》,共有7种:20g、22Mng(SA299)、15CrMog>16Mng>19Mng(19Mn6)>BMnNiCrMoNbg和12CrlMoVg等;其余标准中的钢板见表1。表1
6、钢板钢的种类钢号标准编号适用范围工作压力(MPa)壁温(°C)碳素钢Q235-A,Q235-BGB700GB3274W1.0・Q235-C,Q235-D15,20GB710,GB7U,GB13237W1.0・20RGB6654,YB(T)40W5.9W45020gGB713W5.9W45022gYB(T)41合金钢12Mng,16MngGB713,YB(T)41W5.9W40016MnRGB6654,B(T)40W5.9W400下面介绍一下比较重要、常用的锅炉汽包板材。1)20g钢板:是锅炉上最常用的碳钢板。它有适当的强度和良好的塑性,还有良好的冶
7、炼、制板、焊接、热处理和冷热成型等工艺性能。它的用途极广泛,主要用于工作温度W450°C的中低压锅炉做锅筒及法兰、集箱端盖等件,但在大型锅炉中用量较少,主要用在压力较低的部位。国外相近牌号有德国的HII、日木的SB42和俄罗斯的20Ko其化学成分CW0.2,SiO.15-0.30,Mn0.50-0.90,SW0.035,PWO.O35;热轧或热处理后的强度水平。185-245,ob^380-530MPa;塑性822-26o2)19Mn6(P355GH、19Mng)钢板:是DIN17155标准中的钢号,其是在以前的19Mn5的基础上调整了Mn含量,并
8、将一些强化元素控制在较低的水平,以保持力学性能与19Mn5相同,是C・Mn细晶粒低合金钢,其在EN10028中的牌号为P3