火电机组用钢讲述研究说课讲解.ppt

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1、火电机组用钢讲述研究1.1.锅筒（汽包）、汽水分离器（一）1.1.1对材料的要求高的高温强度：拉伸、疲劳高的抗汽水腐蚀能力良好的塑性和韧性良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能1.1.2汽包用材两类：碳钢或C-Mn钢系列：20g、22g以美国、日本为代表SA299、SB49低合金高强度钢：欧洲各国。如德国、法国、英国、前苏联等。BHW35（DIWA353/13MnNiMo54）、BHW38、19Mn5、19Mn6、16ГНМ、18MD4-05；国产：18MnMoNb1.1.3汽水分离器用材P22，P

2、91，F121.2锅炉水冷壁管材料（一）1.2.1对材料的要求高的高温强度：拉伸、蠕变、持久强度、持久塑性、疲劳高的抗氧化腐蚀性高的组织稳定性良好的工艺性能：热、冷加工性能及焊接性能1.2.2材料的种类（见下表）钢号及技术条件类似钢号亚临界以下锅炉20G（GB5310）20K、22K（ΓOCT）；SB42、SB46、SB49（JIS）；HⅡ（DIN）；11474.1（ČSN）12CrMoG/15CrMoG（GB5310）超超临界锅炉T23（ASTMA213）07Cr2MoW2VNbB（GB5310）超

3、超临界锅炉T2408Cr2Mo1W2VTiB（GB5310）T23是日本住友公司开发的钢种，定名为HCM2S，在JIS标准中定名为STBA23；T24是欧洲V&M(VALLOUREC&MANNESMANN)开发的钢种。T/P23钢，通过添加1.6%的W、降低Mo含量（0.20%）与C含量（0.04～0.10%）、同时添加少量的V、Nb、N与B。控制含C量在0.1%以下以提高可焊性。最大淬火硬度控制在低于Hv350。该钢种卓越的持久强度源自用W代替部分Mo并添加少量B。固溶强化元素（W、Mo）和析出强化

4、元素（V、Nb）的最佳值为1.6W-0.1Mo-0.25V-0.05Nb（wt.%）。T24钢。与T24相比，可见T23成分中主要是添加了W，降低了Mo含量，并添加少量的Nb；T24钢中无W元素，但Mo含量高于T23，且添加少量的Ti。经过正火和回火处理后，析出碳化铬、细小的钒及钴的碳氮化合物，提高蠕变性能。组织：回火贝氏体+马氏体组织尽管试验表明T/P23在焊接过程中不用预热也不会出现冷裂纹，而国外的资料介绍，对于壁厚小于10mm的小径管，焊前可不预热，焊后可不进行热处理。但在工程实际中发现，T23

5、有一定的冷裂纹倾向，在拘束应力较大的条件下，不预热则易出现冷裂纹；焊后不热处理，接头的强度和塑性可满足相关标准，但热影响区硬度偏高，冲击韧性低，经710～730回火，焊缝和热影响区的冲击韧性明显提高，所以目前工程中往往还是采用预热和焊后热处理。例如上海外高桥第三发电厂2×1000MW超超临界机组锅炉的T23钢制水冷壁光管和螺旋管（Φ38.1×6.78mm）在安装施工中，仍然采用焊接前150~200℃的预热，焊后立即后热缓冷处理，用火焰方式移动加热至200～300℃，保温10min。随后用石棉布等保温材

6、料覆盖缓慢冷却至室温。经100%目视检查和100%MT后进行焊后.热处理。工程中出现了诸多的T23钢制水冷壁管焊缝开裂的案例，裂纹在鳍片、填块角焊缝及对接焊缝均发生。工程中也出现了诸多的高温再热器进口集箱上T23接管的开裂，图9-2-26示出了一台运行70天的660MW超超临界锅炉高温再热器进口集箱上T23接管侧焊缝开裂形貌（集箱材料为12Cr1MoVG，规格Ø736.6×52mm），部分裂纹扩展引起蒸汽泄露。对开裂管的化学成分分析、硬度和金相组织检查表明：T23管的化学成分符合ASMESA-213标

7、准，焊缝热影响区的粗晶区中出现了马氏体组织，导致相应区域的硬度高达290HV，使得该区域脆性增大，在载荷作用下开裂。T23钢管向火侧内壁的氧化与氧化层的剥落资料[国华]对SG-1913/25.4-M950超临界压力直流锅炉T23制末级过热器和高温再热器管向火侧内壁的氧化与氧化层的剥落进行了研究，过热蒸汽出口压力/温度25.4MPa/571℃，再热蒸汽压力/温度为4.16MPa/569℃。结果表明：锅炉累计运行10874小时后T23钢末级过热器运行管的内壁氧化皮厚为0.12mm~0.26mm，脱落氧化皮

8、厚度为0.09~0.12mm，且同一根管样不同位置内壁氧化层厚度存在较大差异（0.18mm~0.26mm）。T23钢末级过热器管内壁氧化皮脱落形式有大片状和椭圆状，氧化皮形成鼓包而脱落（图8-7）；焊接接头形状变化处的氧化皮易呈鳞片状脱落（图8-8）。。1.3.锅炉过热器、再热器管材料1.3.1锅炉过热器、再热器管用钢低合金耐热钢T23、T2412Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB9～12Cr%钢：T91、T92、T122奥氏体不