发电厂管道材料大全

设计中是否考虑蠕变主要取决于温度，通常碳钢在300-350℃以 上，合金钢在400-450℃以上就应考虑蠕变问题。
影响钢的持久强度的因素包括化学成分、冶炼方法、组织结构 、热处理工艺等
2.2.3 疲劳－动载荷下的失效 构件在变动载荷和应变长期作用下由于累积损伤而引起的断裂
现象，高温条件下的工作构件，承受高温疲劳或蠕变-疲劳交互作用 。
3.2 国内外电厂管道无缝钢管钢号对照
类型
GB5310
碳钢 20G Mo钢 15MoG CrMo钢 15CrMoG
ASME SA106/ SA335 106B/C P1 P12
EN 10216-2
P235GH 16Mo 13CrMo44
9-12％ Cr
12Cr2MoG
P22
07Cr2MoW2VNbB P23
– 脆性转变温度：材料的冲击功随试验温度降低而降低，材料发生 脆性断裂的临界温度称为韧脆性转变温度，一般把整个冲击断口 中50%为脆性结晶区所对应的温度作为脆性临界转变温度FATT50
。
– 对电厂管道来说，FATT5050是个重要的指标，如水压试验，许多常 用钢其脆性转变温度在室温附近，如12Cr1MoV钢、15Cr1Mo1V 钢等。管道用钢的FATT50随着运行时间的延长会逐渐上升。
2.2.2 高温下的变形与断裂
蠕变：材料在长时间的恒定载荷、较高的恒定温度下缓慢地产 生不能恢复的塑性变形的现象。 蠕变曲线分为蠕变减速阶段、蠕变 恒速阶段、蠕变加速阶段。
持久强度：在给定的温度T下，达到规定的持续时间而不发生断 裂的最小应力，στT，锅炉汽机材料一般规定的时间为105h。 持久塑性：持久强度试验断裂后试样的延伸率或断面收缩率，对管道 用钢一般要求3-5%。
l 3 耐热钢
l 3.1 热强钢的发展
高温下工作的钢称为耐热钢，包括抗氧化钢和热强钢两大类，电 厂汽水管道用钢均是热强钢。耐热钢与热强钢间并不严格区分。
电厂用耐热钢按其晶格类型可以分为铁素体耐热钢和奥氏体耐热 钢两大类。我国沿用前苏联的体系又将铁素体型的耐热钢按正火态的 组织细分为珠光体、贝氏体、马氏体耐热钢。
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2020年4月24日星期五
目次
l 1 概述 l 2 钢铁的基本知识 l 2.1 钢的成分、组织和性能之间的关系 l 2.2 材料的力学行为 l 3 耐热钢 l 3.1 热强钢的发展 l 3.2 国内外钢号对照 l 3.3 电厂管道用钢的要求
目次
l 4 高温金属部件在运行中的组织老化与损伤 l 4.1 碳化物的球化和碳化物的聚集 l 4.2 石墨化（碳钢和低碳Mo钢） l 4.3 时效和新相形成 l 4.4 合金元素在固溶体和碳化物之间的重新分配 l 4.5 金属在高温下的氧化与腐蚀 l 5 典型钢种介绍 l 5.1 碳钢与碳锰钢 l 5.2 钼钢与铬钼钢 l 5.3 马氏体耐热钢 l 6 电厂管道的检验和监督
l 2.1.3 钢的热处理 将金属及其合金加热到一定的温度，保温然后以一定的速率冷却
，使其组织结构发生变化，从而获得预期的性能（机械、加工、物理 化学性能）的操作工艺。
电厂管道用钢的最终热处理一般为正火＋回火，低碳钢有时在热 轧后直接使用，有时为了保证厚壁钢管的性能均匀采用淬火＋回火。 根据成分和冷却条件不同可分别得到铁素体、回火珠光体、回火贝氏 体、回火马氏体及其组合。
08Cr2Mo1VTiB
Байду номын сангаас
P24
10Cr9Mo1VNbN
P91
10Cr9MoW2VNbBN P92
11Cr9Mo1W1VNbBN P911
10Cr11MoW2VNbCu P122 1BN
15Ni1MnMoNbCu P36
10CrMo910
7CrMoVTiB10-10 X10CrMoVNb9-1 X10CrWMoVNb9-2 X11CrMoWVNb9-1-1
l 2 钢铁材料的基本知识 l 2.1钢的成分、组织和性能之间的关系
电厂管道的使用寿命是由所采用的钢的性能和使用条件共同决定 的，只有二者相匹配的时候才有合理的使用寿命。钢的最终使用性能 是由成分和组织决定的。
l 2.1.1 铁碳平衡相图 反映了在平衡条件下，不同铁碳合金的成分、温度、组织之间的
相互关系，并表示了合金中相的组成、相的相对含量和相的变化过程 。C含量小于2.11％的Fe-C合金称为钢，C<0.25%称为低碳钢，电厂个 管道用钢一般都是低碳钢。
l 1 概述 火电厂管道作为热力系统中各个设备（锅炉汽轮机和辅助设备）
之间的联络管路，输送不同的介质。必须按照介质的温度和压力等使 用条件、材料的特性如焊接性能、加工工艺性能以及经济性来选择材 料，并在管道的设计、制造和运行中充分考虑到材料的特性。
火力发电厂金属材料选用依据DL/T 715 火力发电厂金属材料选 用导则。
对某些合金在加热和冷却过程中一直保持奥氏体组织，不发生相 变，称为奥氏体钢，与此对应，按照欧美习惯珠光体、贝氏体、马氏 体耐热钢钢统称为铁素体耐热钢。
2.2 材料的力学行为
2.2.1 室温力学性能
– 屈服强度、抗拉强度和塑性；
– 冲击功：材料在抵抗瞬间冲击载荷的能力，以夏比冲击试验来确 定。冲击功比延伸率等塑性指标对冶金质量等更为敏感。
15NiCuMoNb5-6-4
JIS G3458 G3456 STPT 410 STPA12
铁素体是C在体心立方α-Fe中的固溶体；奥氏体是C在面心立方γFe中的固溶体；Fe3C是Fe与C形成的一种金属间化合物。
l 2.1.2 钢中的合金元素与杂质元素 有意识加入钢中改善力学、物理、化学性能的元素称为合金元素
，电厂管道用钢的主要合金元素有Cr、Mo、V、W、Nb、Ni等；
冶炼中带入常存的元素称为杂质元素，对钢的性能产生不利影响 的杂质元素为有害元素如S、P等。
电厂管道用钢通常都是铁素体耐热钢，原因是奥氏体耐热钢尽管 热强性能好，但热膨胀系数大、导热性能差，管系推力大，抗热疲劳 性能差，影响机组启停灵活性,此外应力腐蚀敏感性高、无损探伤也 困难。
电厂管道用钢经历了碳钢－钼钢－铬钼钢－铬钼钒钢－9-12%Cr 马氏体钢等几个发展阶段，合金化程度越来越高，使用温度也越来越 高。