（毕业设计论文）《超(超超)临界锅炉用钢材质特性及分析》.docVIP

超（超超）临界机组管道材质特性及分析 摘 要：Abstr act:. 关键词：Key words: 1 前言 超（超超）临界机组蒸汽温度和压力的提高对材料的热强性能、抗高温腐蚀和蒸汽氧化能力都有更高的要求，在采用与亚临界锅炉或者超临界锅炉相同材料前提下，蒸汽温度和压力的提高势必要求增加材料的厚度（主要是管壁厚度），而厚壁部件的生产、焊接、热处理、探伤等工艺等都有更多的困难，同时还会降低机组的启停速率和调峰能力。要实现高蒸汽参数机组的可靠运行，就必须使用与高的参数相适应的高性能的耐热材料。 对于超超临界锅炉受压部件的选材，其特殊性主要体现在水冷壁、末级过热器、末级再热器、主蒸汽管道及集箱等部件。 以下对被收录到ASME/ASTM和ASME CODE CASE（规范案例）的一部分新型锅炉材料进行简要介绍，其中一些材料已被应用到哈锅承制的国内第一台1000MW等级的超超临界锅炉----玉环工程上和后续的泰州、营口、阚山、河源等超超临界工程上，如P92、Super 304H和CODE CASE 2115（25Cr20Ni）；有一些材料哈锅进行过或正在进行材料的复核试验或应用研究，如P92、E911、TP347HFG、Super304H等，对这些材料的应用研究已被列入了国家863“超超临界燃煤发电技术”课题/子课题2的材料应用研究。 2． 一、新型9～12%Cr铁素体耐热钢 1．T/P92 是一种新型的9%Cr的马氏体热强钢。该钢是由日本新日铁公司在T/P91（9Cr-1Mo-V-Nb）合金成分的基础上通过加入1.8％的W取代部分Mo，大大提高了固溶强化的效果，得到了NF616（T/P92，9Cr0.5Mo1.8WVNb），600℃的许用应力比T91高34％，可用作620℃以下的锅炉厚壁部件。 该钢已正式被收录到ASME规范中的SA-213和SA-335标准中，其许用应力按规范案例（ASME CODE CASE）许用应力的数值比ASME标准又有所降低，使用时必须注意不同标准的P92材料许用应力对比 ASME Code Case 2179 MPa ECCC99 MPa ECCC05 MPa 580 105.69 100.67 94.67 590 96.75 90.67 84.67 600 88.15 82.00 75.33 610 79.71 73.33 66.67 620 71.27 64.67 58.00 630 63.05 56.67 50.00 640 54.86 49.33 43.33 650 47.00 42.67 37.33 2．E911(T/P911) E911是欧洲COST501开发的新钢种，最初是作为转子用钢设计的，后来在欧洲主要作为锅炉小管和厚壁部件材料进行开发，其成分与日本新日铁开发的NF616(T92/P92)类似，也是一种9%Cr的马氏体热强钢，是在P91基础上以1.0％W取代部分Mo，在ASME规范中提供的高温许用应力值略低于P92。哈锅对该钢种的大口径钢管已进行了多年的连续跟踪和试验，试验结果显示，其实际的高温持久性能比其生产商德国VM公司推荐的数据和ASME规范上的要高些，与T/P92相当，有关试验仍在进行中。 该钢种已被收录到ASTM A 213-03a和A335-03中，其牌号为T/P911。在现行的ASME2001版规范中该钢种以CODE CASE 2327的形式出现，正式进入规范材料。 3．T122/P122 随着该材料持久强度试验时间的增加，发现其允许应力有大幅度降低（在600℃时大约降低20％，在650℃时大约降低60％）。哈锅已不用该材料。 二、 新型的奥氏体耐热钢 1．TP347HFG TP347H是常规18%Cr系列奥氏体耐热钢中高温强度最高的，但其抗蒸汽氧化及剥落性能有限。通过特殊热处理和热加工使TP347H晶粒细化到ASTM 8级以上即得到TP347HFG细晶钢，提高了抗蒸汽氧化能力，同时由于固溶强化效果的提高，蠕变强度得到提高，对于提高过热器管的稳定性起着重要的作用，在许多超超临界机组中得到了大量应用。该钢种较早被收录到ASME SA-213标准中，许用应力按ASME CODE CASE2159-1。该钢种的实用业绩在日本和欧洲都有很多，欧洲和日本都能够生产，由于成分相对简单、今后国内生产也较容易，对锅炉制造企业材料采购及电厂维修都非常有利。 2．Super304H Super 304H是基于已被广泛使用的、传统的奥氏体耐热钢TP304H（18Cr-8Ni）钢，应用多元合金强化理论、弥散强化理论等开发的一种新型的奥氏体钢，其公称成分为(0.1C-18Cr-9Ni- 3Cu-Nb-N)。现已被列入了ASME CODE CASE 2328，并收录到美国材料与试