超(超超)临界锅炉用钢材质特性及分析---彭波科技论文.doc

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1、超（超超）临界机组管道材质特性及分析摘要：。Abstract:.关键词：Keywords: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

2、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ASMECODECASE（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、Super304H和CODECASE2115（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

3、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（ASMECODECASE）2179-3。该类钢目前由德国的V&M

4、和日本的住友金属生产。近年来，随着该材料持久强度试验时间的不断增加，发现10万小时持久强度低于推算的数据（大约降低14％），在2005年欧洲蠕变协会的ECCC05标准中，该材料的许用应力值被更新，许用应力的数值比ASME标准又有所降低，使用时必须注意，具体见下表。不同标准的P92材料许用应力对比温度oCASMECodeCase2179MPaECCC99MPaECCC05MPa580105.69100.6794.6759096.7590.6784.6760088.1582.0075.3361079.7173.3366.6762071.27

5、64.6758.0063063.0556.6750.0064054.8649.3343.3365047.0042.6737.332．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

6、能比其生产商德国V&M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ASTMA213-03a和A335-03中，其牌号为T/P911。在现行的ASME2001版规范中该钢种以CODECASE2327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．TP347HFGTP347H是常规18%Cr系列奥氏体耐热钢中高温强度最高的，但

7、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ASTM8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ASMESA-213标准中，许用应力按ASMECODECASE2159-1。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．Super304HSuper304H

8、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