超超临界锅炉用新材料及对焊接接头的要求_王萍
41-超(超)临界锅炉用新型铁素体耐热钢的焊接-86
超（超）临界锅炉用新型铁素体耐热钢的焊接杨富1赵建仓2李为民3任永宁3（1.中国电力企业联合会，北京，100761；2.苏州热工研究院，江苏苏州，215004；3.北京电力建设公司，北京，100024）摘要：本文分析了超临界、超超临界锅炉件用新型耐耐热钢的焊接性，对电力行业焊接典型的新型耐热钢SA335-P91的经验进行了总结，提出了我国发展超临界、超超临界机组锅炉面临的新型耐热钢及其焊接的技术问题及解决思路。
关键词：超（超）临界新型铁素体耐热钢焊接1 前言随着超（超）临界火电机组锅炉蒸汽参数的提高，所用钢材逐渐变化，级别逐步提高，仅以受热面管、主蒸汽管为例：由含Cr≤3％的低合金耐热钢→含9%～12%Cr的铁素体（含珠光体、贝氏体、马氏体）耐热钢→含18%～25％Cr的奥氏体耐热钢，钢材的合金含量逐步提高。
对于Cr≤3％的低合金耐热钢，如：12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、10CrMo910、钢102钢等的焊接技术，在电力行业已有50余年的历史，积累了宝贵的经验。
目前12%Cr的F11、F12钢在大机组锅炉中已不采用，但由于20世纪60年代国产125MW、300MW机组的主蒸汽管选用的是F11、F12钢，故F11、F12钢的焊接技术已被电力行业有关单位掌握。
为适应今后300MW至1000MW级的亚临界、超临界和超超临界压力机组焊接技术的发展需要，T23/P23、T24、T/P91、T/P92、T/P122等新型铁素体耐热钢成为焊接主要钢种。
2 电力行业焊接P91新型铁素体耐热钢的历史回顾对9％Cr的新型铁素体耐热钢T91/P91的应用和焊接，在电力行业，是自1996年原电力部电力规划设计总院管道小组提出“关于我国火电厂主蒸汽管道采用P91钢的建议”开始的[1]，至2000年短短的5年，新建和扩建的火力发电机组中，P91钢被用作主蒸汽管道的已超过20台机组。
进入21世纪之后，使用量则迅速增加。
超临界_超超临界锅炉选材用材
(5) N F12 钢和 SAV E12 钢 :正在开发中的耐 热钢 ,通过 Ta 、Nb 等合金化 ,使 600 ℃的强度提高 到了 650 ℃,并已经在实验室得到验证 。 1. 2 新型奥氏体锅炉用钢
新型奥氏体锅炉用不锈钢主要分为 18 %Cr 、 20 %～25 %Cr 两大系列 。
TP310 HCbN ( HR3C)
732
2 超临界/ 超超临界锅炉用材料选 择
材料高温性能 ,主要衡量指标有 :高温蠕变强 度 、热疲劳 、耐腐蚀 、以及抗氧化能力 。在选用材 料上 ,既要考虑材料的高温性能 ,又要考虑材料的 工艺性能和综合经济性能 。铁素体钢一般可以用 于 600 ℃以下锅炉热交换管 ,但在 620 ℃以上时 , 铁素体钢抗高温烟气腐蚀和高温氧化的能力有 限 ,一般选用奥氏体钢 。奥氏体钢主要用在过热 器/ 再热器管的出口段 ,在这一管段 ,除了蠕变强 度外 ,抗氧化和烟气腐蚀成为重要考虑的因素
9 %Cr 系列 (1) T91/ P91 (9Cr1MoVNb) 钢 : T91/ P91 钢 具有高的强度和韧性 、抗热疲劳性能 ,作为 620 ℃ 以下的过热器 、再热器 、联箱和主蒸汽管道用钢 , 在世界范围内已经得到广泛的应用 。 (2) 9Cr22W (N F616 或 T92/ P92) 钢 :在 T91/ P91 基础上 ,以 W 取代了部分 Mo 而得到的新钢 种 ,已 经 列 入 ASM E 规 范 CASE2179 。比 T91/ P91 具有更高的许用应力 。可用于 620 ℃以下的 过热器 、再热器 、联箱和主蒸汽管道 。 (3) E911 钢 : 是一种欧洲牌号 ,其成分和性 能与 N F616 (或 T92) 相近 。 12 %Cr 系列 一般当温度在 620 ℃以上时 ,9 %Cr 钢的抗氧 化性能不能满足要求 ,需使用 12 %Cr 钢或不锈 钢。 ( 1 ) X20CrMoV121 和 X20CrMoWV121 ( H T91) 钢 :在欧洲曾得到大量的应用 ,但是其焊 接性能较差 。 (2) HCM12 (12Cr1Mo1WVNb) 钢 : 在 H T91 的基础上通过降碳以提高焊接性能 ,以及 W 、V 、 Nb 合金化而形成的 ,是一种δ铁素体/ 马氏体双 相钢 。具有良好的焊接性能 、高温强度和抗氧化 腐蚀性能 ,适用于 600 ℃以下锅炉部件 。 (3) 12Cr22W ( HCM12A 或 T122/ P122) 钢 : 在 HCM12 基础上用 W 取代更多的 Mo ,并添加 1 %的 Cu 而 得 到 的 一 种 新 型 钢 种 , 已 经 列 入 ASM E 规 范 CASE2180 。其 蠕 变 强 度 进 一 步 提 高 ,在 600 ℃时许用应力比 T91 提高约 25 % ,并 因为消除了δ铁素体而使韧性得到提高 。该钢种 特别适用于 620 ℃以下的厚壁部件 。 (4) TB12 (12Cr0. 5Mo1. 8WVNb) 钢 :在 T92 基础上 ,通过增加 Cr 含量以进一步提高抗高温蒸 汽氧化 ,调整固溶强化元素 Mo 、W 等元素含量以 改善提高综合性能而得到新型钢种 。
超超临界锅炉用钢SA-335P92焊接工艺研究
超超临界锅炉用钢 SA-335P92焊接工艺研究摘要：简述超超临界锅炉用钢SA-335P92的性能特点，为了满足超超临界锅炉机组SA-335P92的焊接接头性能，详细介绍应采用的焊接工艺措施。
实践证明，通过控制施焊工艺，采取焊前预热，焊后热处理以及控制现场施工周围环境，可以得到满足性能要求的接头。
关键词：SA-335P92,热处理，焊接工艺，接头性能随着我国火力发电以发展高效率，节能，低污染的超零界，超超零界机组为主要趋势，目前所使用的锅炉容量越来越大，应用和开发价格低廉，但是高强度，焊接工艺性能好的材料依然是整台机组的关键。
目前，超超临界机组要求过热器出口蒸汽温度已高达605℃，远超过P91材料极限使用温度585℃，所以SA335-P92应运而生，这种材料的强度，焊接性能以及裂纹倾向等方面的特殊性，如何在现场焊接中确保高质量的焊缝，是确保机组运行安全的重要一环。
1.SA335-P92钢的成分和性能SA335-P92钢金相组织为回火马氏体，合金总含量≥12%，其主要成分以9Cr-1Mo为基础，P92相对P91钢其材料的化学成分中C,S,P等有所降低，W,V,Nb等微量合金元素有所增加，因而使其金相组织细化，强度及韧性得到提高，但焊接性能较差，在正火及焊接状态下金相组织极易改变，产生晶粒细化不均匀，导致塑性下降。
另SA335-P92钢焊接接头焊后经765±5℃，4小时热处理，如果热处理工艺执行不规范，可能造成焊接接头冲击韧性下降，因此在现场焊接时焊接接头易产生脆硬组织和延迟冷裂纹。
其主要化学成分和主要力学性能见表1和表2所示。
C Cr Mn V Mo Ni0.07-0.138.50-9.500.30-0.600.15-0.250.30-0.60≤0.40Nb Si B S P Fe0.04-0.09≤0.50.001-0.006≤0.010≤0.020余量表1 SA335-P92钢的化学成分（%）屈服极限(MPa)抗拉强度(MPa)延伸率δ%冲击功硬度(HB)≥440≥620≥20%31kv/J≤220表2 SA335-P92钢的主要力学性能1.SA335-P92钢焊接工艺及热处理工艺要求2.1设备、焊接材料及人员设备采用逆变直流焊机。
超临界电站锅炉用新型耐热钢 92钢的焊接经验
N
Mn + Ni
0,04
0,08
&℃]
YS [MPa]
20
450
600
231
TS [MPa]
620 - 850 267
延伸率 A 5
[%]
17 ---
冲击, ISO-V
[J]
41 ---
Requirements on filler metals for welding of the creep resistance steels E911 and P92
保温时间 [h]
Influence of the PWHT-condition to the toughness of the all weld metal for P92 and E911
焊后热处理规范对P92 及 E911钢全焊缝金属冲击韧性的影响
C冲V击NC[VJ]Na[tJ]+ +2020癈℃
温度 [℃]
All weld metal: Thermanit MTS 3 / Marathon 543 wire : 3,0 mm; Iw = 350 A; Uw = 29 V; Ti = 250°C
温度对Thermanit MTS 3 / Marathon 543埋弧焊全焊缝冲击韧性的影响
1. 母材的稀释率对冲击韧性影响比较大、稀释越小、冲击越高 2. 采用小电流、窄焊道、窄坡口、小坡口角度的焊接技术比较好
YS, TS [MPa] 60 min/1050℃ 淬火,空冷
1200
AC3 CVN HB [J]
250 350
1000
HB
TS
800
YS
CVN
600
TSmin
超超临界锅炉焊接监理质量控制要点
超超临界锅炉焊接监理质量控制要点摘要本文介绍了西北某燃煤电站2×660MW超超临界锅炉焊接特点、技术措施、质量把关等，重点从原材料、焊接工艺、检查检验等角度，监理严格质量控制，确保锅炉严密性。
对类似电站工程中如何认真细致、规范标准地做好焊接监理管理工作、促进工程质量提升，有积极的借鉴意义。
关键词超超临界锅炉焊接特点技术措施质量控制一、焊接特点2.1西北某燃煤电站2×660MW超超临界机组工程位于宁夏东北部，分别为#3、#4共两台机组，采用EPC总承包建设模式。
春秋风沙大，早晚温差大，每年10月中旬进入冬季施工，冬季气温降温较快最低温度为-24℃。
由于气候的影响导致现场焊接施工环境比较艰难。
2.2本工程单机锅炉水压焊口48218只，承压部件的钢材种类较多，主要有：12Cr1MoVG、15CrMoG、SA-213T91、SA-213T92、SA-210C、SA-335P91、SA-335P92、S30432、SA-213TP310HCbN、A672B70CL32、15NiCuMoNb5-6-4等。
2.3锅炉受热面地面组合焊口占总焊口的30%，炉上焊接焊口位置不佳，容易出现错口，折口等现象。
2.4现场高合金大口焊接特点及技术难点：1）口径大，管壁厚，焊接作业时间长，焊工容易疲劳作业。
2）高合金钢大口径焊接对焊前预热、充氩保护工作要求比较严格。
3）大口焊接根部夹渣若不及时清理会导致整个焊缝不合格。
4）因焊工个人技能问题在大口盖面过程中会出现同一个焊口有不同的焊道出现，导致焊缝成型不良或局部未焊满现象。
5）冬季施工期较长，高合金大口焊接温度和环境温度控制成为该项工作的重点。
6）P/T91/92材质焊口焊接时间和热处理时间长，因此焊接质量、硬度、金相、光谱作为重点控制和监督项目。
二、热力管道介质技术参数三、主要焊接方法措施3.1锅炉受热面鳍片密封焊接措施1）密封焊施工流程如下（预热适用于需要进行焊前预热的部件）：2）检查施工方法及要求（1)鳍片切割要求为防止锅炉爆管，管排鳍片切割工必须进行岗前考试，考试合格后现场制作上岗证，持证上岗避免未经考核人员私自施工。
超(超)临界锅炉用新型耐热钢的焊接及热处理
亚临界火电机组蒸汽参数： P=16~19 MPa，T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540℃。
当蒸汽参数超过水临界状态点的参数
（P=22.129MPa，T=374.12℃），统称为 超临界机组，（Supercritical）以（SC） 表示。一般超临界机组的蒸汽压力为 24~26MPa，其典型参数：P=24.1 MPa、 538℃/ 538℃；我国正在建造的600MW超 临界机组的参数为：P=25.4MPa、 538℃/ 566℃；或 P=25.4MPa、 566℃/ 566℃。
800MW×2，900MW×2） • 全国装机容量超过1000MW电厂130座，
其中火电104座，水电22座，核电4座
5
• ★2020年全社会用电达到45000～52000亿千瓦时 左右,需要装机11亿千瓦左右。 我国电力发展的基本方针是:提高能源效率， 保护生态环境，加强电网建设，大力开发水电， 优化发展煤电，积极发展核电，适度发展天然气 发电，鼓励新能源发电。
优化发展煤电，提高火电机组效率、减少污
染的洁净煤发电技术有：循环流化床（CFBC）、 增压流化床（PFBC）、整体煤气化联合循环 （IGCC）及超临界（SC）与超超临界（USC）。
7
但是，CFBC、PFBC、IGCC等技术 处于试验或示范阶段，在我国近期广泛 发展是不现实的。
从技术难度和现实性看，SC和USC 配以常规的烟气净化装置已公认是一种 洁净煤发电技术，是优化煤电结构的主 要方向。符合当前中国的实际情况。
10
2010年前预计建造： • 600MW超临界机组约130台
• 超超临界机组 600MW 10台（营口2台，阚山2台，河源 2台，芜湖2台，铁岭2台） 1000MW 38台（玉环4台，邹县2台，外 高桥三期2台，泰州2台，宁海2台，绥中 2台，海门2台，平海2台，莱州2台，天 津北疆4台，句容2台，蒲圻2台，北仑港 2台，哈三2台，谏壁2台，古城2台，乌 沙山2台,宁德2台）
700℃超超临界机组用国产新型耐热钢及其焊接材料
电力装机容量和全年发电量均占世界第二位， 这标志着我国电力工业上了一个新台阶。我国 电力工业取得了举世瞩目的成就，有力地支撑 了国民经济快速健康发展对电力的需求。
2020/10/28
2011年，全国在运百万千瓦超超临界火电机组已经达 到40余台。其中宁夏灵武电厂二期工程百万千瓦机组 是世界上首个百万千瓦超超临界空气冷却发电机组项 目，将促进我国富煤、贫水地区电力工业的可持续发 展。虽然我国USC机组的发展取得了举世瞩目的发展， 但USC机组用高温高强度钢材、焊材国产化研制和应 用性能研究工作薄弱，因此，完善600℃、开发700℃ 超超临界机组用钢和焊材及其性能随温度、使用时间、 变化规律的研究，已成为发展 USC技术的关键。
2020/10/28
四、完善600℃USC机组的关键技术—— 新型耐热钢的开发、焊接及热处理
USC机组就是通过提高火电机组锅炉蒸汽温度、 压力参数提高机组效率，特别是温度参数对效 率的影响更为显著，而提高蒸汽参数遇到的主 要关键技术是金属材料及焊接材料的耐高温、 高压及焊接和热处理问题。
2020/10/28
优化发展煤电，提高火电机组效率、减少污染 的洁净煤发电技术有：循环流化床（CFBC）、 增压流化床（PFBC）、整体煤气化联合循环 （IGCC）及超临界（SC）与超超临界 （USC）。但是，CFBC、PFBC、IGCC等技 术处于试验或示范阶段，在我国近期广泛发展 是不现实的。
2020/10/28
从以上电源结构发展情况可以看出，火电比重 随核电、可再生能源比重的增加而减少，但到 2020年前，我国以火电为主的电源结构不会 发生根本次能源以煤炭为主，所以我国的能 源发展政策是煤为主体，电为中心，保障社会 经济的可持续发展。
超临界与超超临界汽轮机组用材
超临界与超超临界汽轮机组用材随着能源结构的转变和电力行业的快速发展，超临界和超超临界汽轮机组在火力发电厂的应用越来越广泛。
这些高性能机组对用材的要求极为严格，需要克服高温、高压、高腐蚀等复杂环境带来的挑战。
本文将深入探讨超临界与超超临界汽轮机组用材的关键技术和运行效果。
自20世纪下半叶以来，超临界和超超临界汽轮机组用材经历了从传统金属材料到新型耐高温、耐高压、抗腐蚀材料的演变。
虽然这些机组用材在高温、高压等严酷条件下表现出一定的性能，但仍存在易腐蚀、热疲劳性能差等问题。
为了满足超临界和超超临界汽轮机组在高温、高压、高腐蚀环境中的稳定运行，一些关键技术尤为重要。
耐高温材料：耐高温材料如镍基合金和钴基合金具有优良的高温强度和抗蠕变性能，能够适应高温环境。
耐高压材料：耐高压材料如钛合金和锆合金具有良好的加工性能和高温强度，能够承受高压条件。
抗腐蚀材料：抗腐蚀材料如不锈钢和镍基合金具有优异的耐腐蚀性能，可抵抗各种腐蚀性介质的侵蚀。
在选择超临界与超超临界汽轮机组用材时，需要综合考虑材料的性能、制造成本和机组安全性。
通过材料的选择和优化，可以降低制造成本，提高机组的安全可靠性。
设计流程包括材料筛选、部件设计、模拟分析和试验验证等步骤。
首先根据机组运行条件筛选适合的材料，然后针对所选材料进行部件设计，并利用有限元分析等手段进行模拟分析，最后通过试验验证确定最终设计方案。
制造工艺对机组用材的性能和稳定性有着重要影响。
加工、焊接、热处理等环节都需严格把控。
例如，加工过程中要确保材料的精度和质量；焊接时采用低氢焊接方法，避免产生焊接裂纹；热处理则能够改善材料的力学性能，提高机组的运行效率。
实际运行效果是评价机组用材好坏的关键指标。
超临界与超超临界汽轮机组用材在高温、高压、高腐蚀环境下表现出的稳定性和耐久性，直接决定了机组的运行效果。
通过实际运行案例和数据分析，我们可以得出以下采用耐高温材料如镍基合金和钴基合金的机组，在高温环境下仍能保持良好的强度和稳定性，大大提高了机组的运行效率。
超超临界电站锅炉用关键材料
超超临界电站锅炉用关键材料发表时间：2017-11-27T11:31:29.890Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：代敏敏[导读] 摘要：从目前我国一次能源结构来看，我国能源仍然以煤炭为主，且根据我国的实际情况，以煤炭为主体的能源结构在相当长的时间内不会改变，因此提高煤电转化效率、发展清洁煤发电技术，以及建设大容量、高参数超超临界机组是实现节能减排目标的关键，也是我国经济社会可持续发展的必然选择。
(武汉锅炉股份有限公司湖北武汉 430205)摘要：从目前我国一次能源结构来看，我国能源仍然以煤炭为主，且根据我国的实际情况，以煤炭为主体的能源结构在相当长的时间内不会改变，因此提高煤电转化效率、发展清洁煤发电技术，以及建设大容量、高参数超超临界机组是实现节能减排目标的关键，也是我国经济社会可持续发展的必然选择。
我国已成为世界上拥有超超临界机组最多的国家。
毋庸置疑，为了保证我国超超临界机组建设和安全、稳定运行，以及未来超超临界机组的发展，开展超超临界机组用关键材料的研制是十分必要的。
本文将重点介绍我国超超临界机组用关键材料的现状及要求，以及宝钢针对这一发展趋势所开展的研制工作。
关键词:超超临界电站；锅炉；高温材料引言为了降低煤耗,减少CO2排放量,提高燃煤发电机组的热效率,以满足环境保护的要求,大容量、高参数(压力和温度)超临界、超超临界机组(按主蒸汽出口压力分类,压力大于22.0MPa为超临界压力锅炉;主蒸汽压力在28MPa以上或主汽、再热汽温在580℃以上的机组为超超临界机组)将是我国今后火电机组发展的必然趋势,特别是超超临界机组必将成为火电机组中的主要候选机组。
预计在未来10年左右,我国火电机组蒸汽参数可能从目前600℃,26.5MPa提高到630～650℃,30MPa,甚至更高。
1超超临界机组用关键材料超超临界机组用关键材料主要指电站锅炉受热面部件水冷壁、过热器、再热器用高压锅炉管，以及集箱、主蒸汽管道所用材料。
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理超超临界锅炉是目前燃煤发电的一种高效节能技术，具有高效、低耗、环保等特点，已经被广泛应用于我国的电力行业。
过热器连通管作为锅炉的重要部件，其安全可靠的焊接是保证锅炉正常运行的关键。
一些超超临界锅炉过热器连通管在使用过程中出现了焊接接头开裂的情况，严重影响了锅炉的正常运行。
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的原因并寻找有效的处理方法对于保证锅炉的安全稳定运行具有重要意义。
一、开裂原因分析1. 设计问题超超临界锅炉在设计过程中可能存在过热器连通管的设计不合理，这会导致焊接接头的应力集中和热应力过大，从而导致焊接接头发生开裂。
过热器连通管在设计时未考虑到工作条件的变化，可能导致管道内外温度差异过大，也可能导致焊接接头的开裂。
2. 制造工艺问题焊接是过热器连通管制造过程中最关键的工艺之一，焊接接头的质量直接影响到管道的使用寿命和安全性。
如果焊接工艺不合理、操作不当或者焊接材料质量不过关，都有可能导致焊接接头的开裂。
在焊接过程中如果未能妥善处理管道内外的气体和液体，也会导致焊接接头的质量问题，从而出现开裂现象。
2. 工艺改进在制造过程中严格控制焊接工艺，采用合理的焊接方法和材料，确保焊接接头的质量。
在焊接过程中要对管道内外的气体和液体进行充分处理，确保焊接接头处于良好的工作环境，从而减少焊接接头的质量问题。
3. 材料优选选择合适的材料对于减少焊接接头的开裂风险至关重要。
需要选择具有较高强度和韧性的材料，并对材料的质量进行严格检测，确保材料的内在质量符合要求。
在材料的贮存、运输和加工过程中也要加强管理，确保材料表面的质量符合要求，减少焊接接头的质量问题。
4. 定期检测定期对过热器连通管进行检测，及时发现焊接接头的质量问题，并采取相应的措施进行修复和处理。
还可以通过实验和模拟等手段对焊接接头的开裂机理进行深入研究，为后续的设计和制造工作提供参考。
超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂是一个复杂的问题，涉及到设计、工艺、材料等多个方面。
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理超超临界锅炉是目前国内外发展水平最先进的锅炉技术之一，它具有高效、节能、环保的特点，是现代工业生产中不可或缺的重要设备。
过热器是超超临界锅炉中的关键部件之一，它主要起到加热蒸汽的作用，提高蒸汽温度和压力，以提高锅炉效率。
而过热器连通管作为过热器的主要连接部件，其焊接接头的质量和稳定性对锅炉运行安全和稳定性具有重要意义。
然而在实际生产和运行中，过热器连通管焊接接头开裂问题时有发生，制约着锅炉运行的安全和经济。
一、过热器连通管开裂的原因分析1.材料质量问题：过热器连通管材料选择不当或质量不合格，导致焊接接头强度不足，从而在运行过程中发生开裂。
2.焊接工艺不合理：焊接过程中温度控制不当、焊接速度过快或过慢、焊接参数设置不合理等原因都可能会导致焊接接头质量不达标，从而引起开裂。
3.应力集中：在过热器连通管的运行过程中，因为温度和压力变化而引起的应力集中，也是导致焊接接头开裂的重要原因。
4.环境腐蚀：锅炉运行环境中存在有害气体或含盐水等腐蚀性物质，会对过热器连通管的焊接接头造成损害，最终导致开裂。
二、过热器连通管焊接接头开裂的处理方法1.加强质量控制：严格把控过热器连通管的材料质量，选择合格的材料，并建立严格的材料入库检验制度，确保材料质量符合要求。
2.优化焊接工艺：通过优化焊接参数，采用先进的焊接技术，确保焊接接头的质量稳定，提高焊接强度和耐腐蚀能力。
3.设计优化：在过热器连通管的设计过程中，合理分析应力集中问题，通过优化结构设计和增加支撑等措施，减轻应力集中，降低焊接接头开裂的风险。
5.定期检测和维护：建立过热器连通管的定期检测和维护制度，对焊接接头进行定期的无损检测，及时发现问题并进行修复，确保设备的安全可靠运行。
通过对过热器连通管焊接接头开裂原因的分析和处理方法的探讨，可以有效地提高锅炉设备的安全性和稳定性，保障工业生产的顺利进行。
也为相关行业的技术工作者提供了参考和借鉴，希望能够对相关领域的发展和进步起到一定的促进作用。
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理1. 引言1.1 研究背景本文围绕探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理展开讨论。
目前，随着我国经济的持续快速发展，能源需求不断增长，燃煤电厂作为我国主要的能源供应形式之一，起着至关重要的作用。
随着锅炉工作条件不断提高，超超临界锅炉已经成为主流。
在超超临界锅炉中，过热器连通管作为关键组件之一，承担着传热任务。
近年来在实际运行中，一些过热器连通管焊接接头出现开裂的现象，严重威胁锅炉的安全运行。
深入研究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因，分析其产生的机理，并提出有效的处理方法和预防措施，对于提高锅炉运行安全性和可靠性具有重要意义。
本研究旨在通过对该问题进行深入分析，为解决过热器连通管焊接接头开裂问题提供有益的参考和指导。
1.2 相关概念超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂是指在锅炉运行中，过热器连通管焊接接头发生裂纹或断裂的现象。
在超超临界锅炉中，过热器连通管承受着高温高压的工作环境，焊接接头的质量直接影响到设备的安全稳定运行。
相关概念包括焊接接头、过热器连通管、开裂等。
焊接接头是指通过焊接工艺将两个或多个金属件连接在一起的接头。
过热器连通管是指在锅炉中用于传递过热蒸汽的管道，直接承担着高温高压的工作条件。
开裂是指材料或结构中的裂缝或断裂，会导致设备破损、泄漏甚至爆炸等严重后果。
了解这些相关概念有助于我们更好地分析超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的原因，进而寻找有效的处理方法和预防措施，保障设备运行安全稳定。
在本文接下来的内容中，我们将深入探讨开裂原因分析、焊接接头处理方法，以及加强监测与预防措施等方面，为解决这一问题提供有益的参考。
1.3 研究目的本文的研究目的主要包括以下几个方面：1. 深入探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的根本原因，通过系统分析相关因素，为问题的解决提供科学依据。
2. 归纳总结目前超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的状况，为今后避免类似问题的再次发生提供参考并制定相应的预防措施。
超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理
超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理陈明;王文涛;董鹏;马艳丽【摘要】从焊接工艺、接头使用工况、裂纹形貌、设备结构等方面分析某在役发电厂低温过热器至分隔屏过热器连通管焊接接头开裂的原因.结果表明,焊接接头HAZ晶粒粗大,伴有应力集中,存在多种应力叠加形成的峰值应力,同时又处于再热裂纹敏感温度范围内,在峰值应力的作用下发生应力松驰而开裂.提出了有效的修复工艺及防治措施,为企业防治类似问题提供参考依据.%In view of welding process,joint condition,crack shape,and facility structure,analyzes the causes for cracking of weld joints of connecting pipes from low-temperature superheater to pendant superheater at a power plant in operation.The results show that weld joints are exposed to stress concentration with coarse HAZ grains while various stresses overlap to create peak stress within the sensitive temperature of reheat cracking.Thus,the peak stress leads to loosening stress and results in cracking.To avoid such problems,a few effective repair procedures and preventive countermeasures are proposed,providing reference for enterprises to prevent and control similar problems.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)001【总页数】4页(P28-31)【关键词】珠光体钢;再热裂纹;连通管;过热器【作者】陈明;王文涛;董鹏;马艳丽【作者单位】华电电力科学研究院,浙江杭州310030;华电电力科学研究院,浙江杭州310030;华电电力科学研究院,浙江杭州310030;中国能源建设集团山西电力建设第一有限公司,山西大同037008【正文语种】中文【中图分类】TG4570 前言某在役发电厂的锅炉为上海锅炉厂生产的超超临界参数变压运行直流炉，采用四角切向燃烧方式，为一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的∏型直流炉。
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理【摘要】本文旨在探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂问题，通过分析开裂原因和处理方法，为预防类似问题提供参考。
在超超临界锅炉过热器连通管焊接接头概述部分，我们将介绍该部件的结构和功能，为后续分析打下基础。
在开裂原因分析中，将深入剖析焊接接头开裂的主要原因，为后续处理方法的制定提供依据。
在焊接接头开裂处理方法和防止焊接接头开裂的措施部分，我们将探讨处理开裂问题的有效手段和预防措施。
通过案例分析来证明所提出的方法的有效性。
结论部分将总结研究成果，展望未来研究方向，为解决超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂问题提供实用建议。
【关键词】超超临界锅炉过热器、连通管、焊接接头、开裂、分析、处理方法、防止、案例分析、总结、展望、研究成果、进一步研究方向。
1. 引言1.1 研究背景：超超临界锅炉是目前燃煤发电技术中的最新发展阶段，其工作参数较临界状态更高，在提高发电效率的同时也面临着更高的温度和压力的挑战。
过热器是超超临界锅炉中的关键部件，承担着将高温高压蒸汽冷却成水的重要工作。
过热器的连通管连接部位是承受高温高压影响较大的部分，因此焊接接头的质量和耐久性至关重要。
近年来一些超超临界锅炉过热器连通管焊接接头出现开裂的现象，严重影响了锅炉的运行安全和稳定性。
这些焊接接头的开裂给锅炉的正常运行带来了巨大的隐患，因此有必要对这一问题进行深入研究和探讨。
本文将针对超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂问题展开研究，分析其开裂原因并提出有效的处理方法，旨在为解决这一问题提供参考和指导。
1.2 研究目的超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂是一个广泛存在的问题，严重影响锅炉的安全运行和热效率。
本研究的目的是深入探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的原因，分析开裂机理，总结处理方法，并提出防止焊接接头开裂的有效措施，为解决这一问题提供科学依据和技术支持。
通过对焊接接头开裂现象进行全面分析，可以指导工程技术人员在设计和运行过程中避免焊接接头开裂，提高设备的安全性和可靠性，减少事故发生的可能性，保障锅炉的长期性能稳定运行。
超(超)临界锅炉新材料
T/P92常用焊材
焊接 方法
GTAW
焊接 材料
YT-616
C
Si
Mn
Ni
Cr
Mo
W
V
Nb
N
0.065
0.20
1.01
0.36
8.94
0.48
1.62
0.09
0.042
0.032
SMAW
N-616 Y616， NB616
0.080
0.36
1.66
0.64
8.73
0.56
1.68
0.23
V、Nb的碳、氮化物起到沉淀强化的作用
Mo有固溶强化的作用，同时能稳定碳、氮化物
上海锅炉厂有限公司
T/P91的机械性能及热处理
• • • • • • • • 屈服强度≥415MPa 抗拉强度≥585MPa 延伸率≥20% 硬度≤250HB/265HV/25HRC 热处理 正火：1040-1080℃ 回火：750-780℃ 保温至少1小时 得到回火马氏体组织
上海锅炉厂有限公司
•
2、T/P92
•
•
T/P92是在T/P91的基础上通过加W，减Mo提高持久 强度而设计出的一个新钢种
该钢种由日本新日铁研制，1995年列入ASTM A213、 A335，1996年列入ASME SA213、SA335（Code case 2179） 新日铁叫NF616，相当于欧洲牌号中的 X10CrWMoVNb9-2以及JIS标准的“火STBA29” 设计温度：蒸汽温度580-600℃，金属壁温600620℃
上海锅炉厂有限公司
T/P92的许用应力
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 温度（℃）
超超临界锅炉用钢及焊接技术
超超临界锅炉用钢及焊接技术摘要：提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数即提高蒸汽的压力和温度，而提高蒸汽参数的关键有赖于金属材料的发展。
从发展超临界、超超临界机组与发展新钢种的关系以及超临界、超超临界锅炉对钢材的要求，概述了火电锅炉用钢的发展历程以及部分新钢种的性能。
目前火电机组正在向着高参数大容量方向发展，蒸汽温度和压力进一步提高，为此开发采用了一些新型马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢，这些钢的合金元素含量较以前的锅炉用钢较高，焊接性相比之下有所下降。
本文主要介绍了超超临界机组锅炉用新钢种的焊接性、焊接接头的组织、力学性能和典型的失效方式。
关键词：超临界、超超临界；锅炉；材料；耐热钢；焊接性；性能一．超超临界锅炉用钢根据党的十八大确定的国家经济发展目标，2020年全国装机容量将达到9.5亿千瓦，其中火电装机仍然占70%，即今后17年将投产4.0亿千瓦左右的火电机组。
遵照党中央提出的科学发展观的要求，火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组。
从目前世界火力发电技术水平看，提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数，即提高蒸汽的压力和温度。
发展超临界和超超临界火电机组，提高蒸汽的参数对于提高火力发电厂效率的作用是十分明显的。
表1.1给出了蒸汽参数与火电厂效率、供电煤耗关系。
表1.1蒸汽参数与火电厂效率、供电煤耗关系注：发电煤耗用标煤量统计，标煤量是一个统计折算标准，1千克标煤的发热量为7000大卡。
从表1.1中的数据可以看出，随着蒸汽温度和压力的提高，电厂的效率在大幅度提高，供电煤耗大幅度下降，而提高蒸汽参数遇到的主要技术难题是金属材料耐高温、高压问题。
由此可见，发展高效率的超临界、超超临界火力发电机组的关键技术之一，就是锅炉受热面管、联箱、汽水分离器及蒸汽管道等要求使用耐高温性能更好的热强钢。
1. 超临界、超超临界机组部件对钢材的要求火力发电厂关键承压部件主要指水冷壁、过热器、再热器、联箱及管道等，这些火电站设备部件运行在较为恶劣的工况条件下，是设计选用钢材关注的重要部位。
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理
探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析与处理1. 引言1.1 背景介绍目前，关于超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的研究仍有待加强。
针对这一问题，本文将对超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂的原因进行详细分析，探讨焊接接头开裂的常见原因、处理方法和预防措施，以及给出相关的操作建议。
通过对这些内容的研究和总结，有望为超超临界锅炉过热器连通管焊接接头的设计、制造和运行提供可靠的参考，提高设备的安全性和稳定性。
【完成2000字背景介绍】。
1.2 研究目的本研究旨在探究超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因，并提出有效的处理方法和预防措施，以减少设备损坏和安全隐患，保障超超临界锅炉的稳定运行。
通过深入分析焊接接头开裂的常见原因，结合实际案例和经验总结，为工程技术人员提供指导和借鉴，提高设备的可靠性和运行效率。
通过本研究的开展，也可推动相关领域的学术交流与发展，为超超临界锅炉设备的维护与管理工作提供新的思路和方法。
通过明确研究目的，可以更好地引导研究方向和方法，并最终实现研究成果的转化和应用。
1.3 研究意义研究意义：超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂是当前工程施工和运行中的一个普遍问题，不仅影响设备的正常运行，还可能造成严重的安全事故。
深入探究开裂原因并提出有效的处理方法和预防措施具有重要的研究意义。
通过分析开裂原因可以帮助工程技术人员更加深入地了解焊接过程中可能存在的问题，进一步提高焊接质量和设备可靠性。
合理的处理方法和预防措施可以有效降低开裂的发生频率，延长设备的使用寿命，减少维护成本，提高设备的安全性和稳定性。
通过本研究的实施，可以为相关工程领域提供实用的参考和借鉴，推动相关技术的进步和发展，为我国超超临界锅炉过热器连通管焊接接头的质量提升和工程安全提供重要参考依据。
2. 正文2.1 超超临界锅炉过热器连通管焊接接头开裂原因分析1.首先是焊接质量问题。
焊接接头在制作过程中如果焊接质量不达标，如焊缝存在气孔、夹渣等缺陷，就会导致接头强度不足，容易出现开裂现象。
超超临界锅炉常用材料及对焊接接头的要求
超超临界锅炉常用材料及对焊接接头的要求本文概述了我国用于超超临界锅炉的新材料的成分及性能，简述了对新材料焊接接头的基本要求和焊接工艺要点。
0概述超超临界锅炉由于温度及压力的提高，对主要部件的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀性能等都提出了更苛刻的要求。
目前超超临界锅炉主要部件的制造中，除选用亚临界锅炉常规选用的 SA-335P91(SA-213T91)、SA-213Tp304H、SA-213TP347H 等材料外，还选用了一些高温蠕变性能、高温抗氧化性能更好的新型材料，如 SA-335P92(SA-213T92)(9Cr-2W)、SA-335P122(SA-213T122)(12Cr-2W)等新型马氏体钢和 SUPER304H(18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N)、SA-213TP347HFG(18Cr-10Ni-Nb)、 SA-213TP310HCbN (25Cr-20Ni-Nb-N)、 XA704(18Cr-9Ni-2.5W-NbVWN)、 TEMPALOY A-1 (18Cr-8Ni-Nb-Ti)、 TEMPALOY AA-1 (18Cr-9Ni-3Cu-Nb-Ti)、TEMPALOY A-3(22Cr-15Ni-Nb-N)等新型奥氏体钢。
我国超超临界锅炉的制造虽然起步较晚，但发展迅速。
从2003年玉环1000MW 超超临界锅炉项目开始实施起，目前我国实施中的1000MW及600MW超超临界锅炉项目已有20余台。
主要涉及到SA-335P92(SA-213T92)、SA-335P122(SA-213T122)、SUPER304H (18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N)、SA-213TP310HCbN (25Cr-20Ni-Nb-N)等新材料，化学成分见表1。
表1我国超超临界锅炉用几种新材料的化学成分(％) 材料牌号 C Si Mn P S Ni Cr Cu Mo V Nb N B Al W P122 0.0 《《《《《10.0 0.3 0.2 0.1 0.0 0.040 《《 1.5(CASE2180-2 7 0.5 0.7 0.02 0.01 0.50 0 0 5 5 4 〜0.00 0.04 0 ) 〜0 0 0 0 〜〜〜〜〜0.100 5 0 〜0.1 12.5 1.7 0.6 0.3 0.1 2.54 0 0 0 0 0 0P92 0.0 《0.3 《《《8.50 0.3 0.1 0.0 0.030 0.00 《 1.5 (CASE2179-3 7 0.5 0 0.02 0.01 0.40 〜0 5 4 〜 1 0.04 0 ) 〜0 〜0 0 9.50 〜〜〜0.070 〜0 〜0.1 0.6 0.6 0.2 0.0 0.00 2.03 0 0 5 9 6 0SUPER304H 0.0 《《《《7.50 17.0 2.5 0.3 0.05 0.00 0.00 (CASE2328-1 7 0.3 1.0 0.04 0.01 〜0 0 0 〜 1 3 ) 〜0 0 0 0 10.5 〜〜〜0.12 〜〜0.1 0 19.0 3.5 0.6 0.01 0.033 0 0 0 0 0HR3C 0.0 《《《《17.0 24.0 0.2 0.15(CASE2115-1 4 0.7 2.0 0.03 0.03 0 0 0 〜) 〜 5 0 0 0 〜〜〜0.350.1 23.0 26.0 0.60 0 0 01目前我国超超临界锅炉采用的新材料简介1.1 SA-335P92(SA-213T92)SA-335P92(SA-213T92)钢是在 SA-335P91(SA-213T91)钢的基础上，适当降低了Mo元素的含量，同时加入了一定量的W以将材料的钼当量(Mo + 0.5W)从P91 钢的1%提高到约1.5%,该钢还加入了微量的硼。
超超临界锅炉用新材料及对焊接接头的要求
丝不苟 的苛 求 精 神 。另 外 ， 电保 证 、 备 保 驾 、 供 设 后
勤保 障都 要 周密 安排 ， 到万 无 一 失 ， 毫 的疏 漏 都会 做 丝
造 成严 重 的后果 。
（ 稿 日期 收 ２ ０ ０ ２ ０ ６ ３ ０）
作 者简 介 ： 曹 叶 ，９ ２年 出生 ， １８ 大专 ， 助理工程师 。
维普资讯
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３ ・ ６
焊接
２０ （ ） ０６ ７
堆 焊 支 承辊 上 机 使 用 后 跟踪 服 务 ， 表 面 硬 度 检 经 测和堆 焊 层无 损 探 伤 显 示 ， 面 及 堆 焊 层 内部 质 量 均 辊 保持 良好 ， 焊层 与辊 体结 合 面未发 现异 常 。 堆
６ 结 论
大 型支 承辊 的堆 焊 修 复 成 功 ， 分 验证 了 自主 设 充 计、 制造 的成 套 大 型 工 艺 装 备 的有 效 性 和 合 理性 。堆
焊层的优异 质量说明采用 的材料 、 工艺是 合适的。实 际上 ， 堆焊 修 复大 型支 承辊 是 一 项 系统 工 程 ， 其是 一 尤
，
ｗｅｅ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｌ ａ ｓ ｐ ｒ ｒｆ ａ ｏｌ ｒ ｈ ｈ ｍｉａ ｏ ｏ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆ ｔ ｅ ｎ ｗ ｍａ ｅｉ ｓ ｗｅｅ ｒ ｐ ｌ ｎ ｕｔ ｕ ｅ ｅ ｉ ｃ ｂ ｉ ．Ｔ ｅ ｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｃ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｏ ｅ ｔｒａ ｒ ｅ ｒ ｉｌ ｅ ｉ ｎ ｌ ｉ ｈ ｌ
经 堆焊 修复 的 大 型 支 承 辊 已陆 续 上机 使 用 ， 早 较 修 复 的 ７ 支 承辊 已 经使 用 ７个 周 期 ， 钢 量 接 近 ６ ８ｔ 过 Ｏ 万 ｔ１８ｔ ；０ 支承 辊使 用 ３个 周 期 （ 期 为 两 个 月 ） 钢 周 过 量６ ５万 ｔ７ 支 承 辊 使 用 ４个 周 期 ， 制 钢 材 ４ ；２ｔ 轧 ６万 ｔ４ 支 承辊 也使 用 了 ３个 周 期 ， 堆焊 支 承辊 的实 际 ；０ｔ 对 使 用情 况 ， 户普遍 反 映 良好 。 用
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图3堆焊支承辊现场超声波探伤5堆焊支承辊的实际生产应用和跟踪服务经堆焊修复的大型支承辊已陆续上机使用,较早修复的78t支承辊已经使用7个周期,过钢量接近60万;t108t支承辊使用3个周期(周期为两个月)过钢量65万;t72t支承辊使用4个周期,轧制钢材46万;t 40t支承辊也使用了3个周期,对堆焊支承辊的实际使用情况,用户普遍反映良好。
堆焊支承辊上机使用后跟踪服务,经表面硬度检测和堆焊层无损探伤显示,辊面及堆焊层内部质量均保持良好,堆焊层与辊体结合面未发现异常。
6结论大型支承辊的堆焊修复成功,充分验证了自主设计、制造的成套大型工艺装备的有效性和合理性。
堆焊层的优异质量说明采用的材料、工艺是合适的。
实际上,堆焊修复大型支承辊是一项系统工程,尤其是一支训练有素的职工队伍显得更为重要,因为大型支承辊堆焊工作量大、周期长,不仅要求操作人员过硬的技术水平,更要求他们具有高度的工作责任心和对质量一丝不苟的苛求精神。
另外,供电保证、设备保驾、后勤保障都要周密安排,做到万无一失,丝毫的疏漏都会造成严重的后果。
(收稿日期20060320)作者简介:曹叶,1982年出生,大专,助理工程师。
超超临界锅炉用新材料及对焊接接头的要求哈尔滨锅炉厂有限责任公司(150046)王萍李宜男哈尔滨工业大学(150001)王守革摘要介绍了超超临界锅炉采用的一些高温蠕变性能、高温抗氧化性能更好的新型材料,并概述了国内用于超超临界锅炉的新材料的成分及性能,简述了对新材料焊接接头的基本要求和焊接工艺要点。
关键词:超超临界锅炉马氏体钢奥氏体钢高温蠕变性能NE W M ATERI ALS APPL I ED I N ULTRA S UPERCR I TI CAL BO I LER ANDREQUI RE M ENTS FOR W ELDED JO I NTSH arb i n Bo iler C o mpany L i m ited W ang P i n g,L i Y i.nanH arb i n I nstitute o fTechno logy W ang ShougeAbstract T he paper i ntroduced some new m ater i a lsw it h good h i gh te m perature creep and ox i dati on res i stance,wh i ch w ere appli ed i n u ltra supe rcr iti ca l bo il er.T he chem ical com position and m echan i ca l properti es o f t he new ma teria l s w ere su mm ar i zed.T he basic require m en ts f o r w e l ded j o i n ts and we l d i ng procedure w ere i ntroduced.K ey word s:u ltra supercritical boiler,m artensite stee,l au sten itic stee,l h igh te m perature creep0概述超超临界锅炉由于温度及压力的提高,对主要部件的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀性能等都提出了更苛刻的要求。
目前在超超临界锅炉主要部件的制造中,除选用亚临界锅炉常规选用的SA-335P91(SA-213T91)、S A-213TP304H、SA-213TP347H等材料外,还选用了一些高温蠕变性能、高温抗氧化性能更好的新型材料,如SA-335P92(SA-213T92)、SA-335P122(SA-213T122)等新型马氏体钢和SU-PER304H、SA-213TP347H FG、SA-213TP310H CbN、XA704、TE MPALOY A-1、TE M PALOY AA-1和TE M-P ALOY A-3等新型奥氏体钢。
中国超超临界锅炉的制造虽然起步较晚,但发展迅速。
从2003年玉环1000MW超超临界锅炉项目开始实施起,目前中国实施中的1000MW及600MW超超临界锅炉项目已有20余台。
这里仅对超超临界锅炉常用的4种新材料SA-335P92(SA-213T92)、SA -335P122(SA-213T122)、SUPER304H、SA-213TP310HCbN对焊接接头的要求和焊接工艺要点进行简述。
4种新材料的化学成分见表1。
表1用于超超临界锅炉的几种新材料的化学成分(%)材料牌号C S i M n P S N i Cr F eS A-335P122(S A-213T122)0.07~0.14[0.50[0.70[0.020[0.010[0.5010.00~12.50余量S A-335P92(S A-213T92)0.07~0.13[0.500.30~0.60[0.020[0.010[0.408.50~9.50余量S U PER304H0.07~0.13[0.30[1.00[0.040[0.0107.50~10.5017.00~19.00余量SA-213TP310HCbN(HR3C)0.04~0.10[0.75[2.00[0.030[0.03017.00~23.0024.00~26.00余量材料编号Cu M o V Nb N B A l WS A-335P122(S A-213T122)0.30~1.700.25~0.600.15~0.300.04~0.100.040~0.100[0.005[0.0401.50~2.50S A-335P92 (S A-213T92))0.30~0.600.15~0.250.04~0.090.030~0.0700.001~0.006[0.0401.50~2.00S U PER304H2.50~3.50))0.30~0.600.05~0.120.001~0.0100.003~0.030)SA-213TP310HCbN(HR3C))))0.20~0.600.15~0.35)))1目前国内超超临界锅炉采用的新材料简介1.1SA-335P92(SA-213T92)SA-335P92(SA-213T92)钢是在SA-335P91 (SA-213T91)钢的基础上,适当降低了M o元素的含量,同时加入了一定量的W以将材料的钼当量(M o+ 0.5W)从P91钢的1%提高到约1.5%,该钢还加入了微量的硼。
经上述合金化改良后,与9%Cr系列的其他常用耐热钢相比,其耐高温腐蚀和抗氧化性能相似,但高温强度和蠕变性能大大提高。
1.2SA-335P122(SA-213T122)P122是在X20Cr M o V121的基础上开发出来的一种新型铁素体钢,使用状态下的组织为完全回火马氏体。
通过增加C r含量提高了该钢的耐高温腐蚀性能,同时添加少量的B以及用W代替部分M o来提高该材料的高温蠕变强度。
通过添加适量的Cu来抑制D铁素体的形成,使该钢具有良好的韧性。
1.3SUPER304H在SA-213TP304H的基础上加入适量阻止奥氏体晶粒长大的Cu,Nb,N等元素,开发出了18C r-9N i-3Cu-Nb-N(S UPER304H)经济型奥氏体钢。
该材料是在ASME SA-213TP304H的基础上使SU-PER304H具有较细的晶粒尺寸,从而达到高温强度、长期塑性以及抗腐蚀性能的最佳组合。
其优越的高温蠕变强度不是靠贵重的合金元素W和M o的强化获得,而是通过廉价的Cu,Nb,N,由富Cu相的Cu,Nb,N(C、N)M23C3质点的弥散强化获得。
SUPER304H为提高高温蠕变强度添加了3%左右的Cu,并通过复合添加的Nb和N,力求获得高强度和高韧性。
1.4SA-213TP310HCbN(HR3C)超超临界锅炉的过热器管的工作状况更加恶劣,要求具有更高的抗腐蚀性能的部位,一般选用SA-213TP310H不锈钢。
SA-213TP310H不锈钢,高C r, N i含量,抗高温腐蚀性能良好,但是其高温蠕变强度不理想,其高温许用应力只等于或小于普通的S A-213TP304H不锈钢。
而且普通SA-213TP310H钢还存在R相析出后产生的脆性问题。
为了提高SA-213TP310H钢的高温性能,日本住友公司在对SA-213TP304H研究中发现,在基体中析出的细小的Nb-C r N氮化物,对TP310H钢强化同样很有效。
因此在TP310H不锈钢中添加N,Nb元素开发了SA-213TP310H CbN(HR3C)钢。
SA-213TP310HCbN(25Cr-20N i-Nb-N)钢与普通的SA-213TP310H钢化学成分区别仅在于添加了0.20%~0.60%的Nb和0.15%~0.35%的N,使得新钢种的高温性能大大提高。
其蠕变断裂强度的提高主要是在钢时效过程中析出了NbCr N。
NbC r N氮化物非常细小而且特别稳定,即使长时间时效,组织也很稳定,大大提高了蠕变断裂强度。
同时加入微量的N可以抑制R相的形成,有效地改善韧性。
SA-213TP310HCbN钢高温抗腐蚀性能(抗蒸汽氧化性能)良好,其许用应力比普通的SA-213TP310H钢有很大地提高。
2超超临界锅炉新材料焊接时对焊接接头的要求2.1焊缝金属与母材的化学成分相当对于耐热钢来说,焊接接头应具有与母材金属基本相同的高温抗氧化性。
为此焊缝金属的合金成分和含量应与母材基本一致。
所说的基本一致是指C r, M o,W等主要元素,对于P,S等杂质元素,为减少热裂纹的倾向应尽量控制在较低的水平。
在保证高温性能的前提下,为改善焊接性,焊接材料的含C量可稍低于所焊母材。
2.2焊缝金属与母材强度相当耐热钢焊接接头不仅应具有与母材金属基本相等的室温和高温短时强度,而且更重要的是应具有与母材相近的高温蠕变性能。
对超超临界锅炉新型耐热钢接头性能的要求见表2。
表2超超临界锅炉新材料对焊接接头性能的要求材料牌号常温力学性能抗拉强度Rm/M P a屈服强度Re L/M P a断后伸长率A(%)冲击吸收功AkV(常温)/J使用温度下的许用应力室温T/e R/M Pa硬度(HB)P122\630\530\17\3162064225~270 P92\630\530\17\3162070HR3C\655)\30)65069)SUPER304H\590)\35)6209165078)2.3焊缝金属的组织与母材相当对于马氏体和奥氏体耐热钢来说,为保证其焊接接头长时间高温运行过程中的蠕变性能,应严格控制熔敷金属中D铁素体的含量。