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《asme批準認可的第三代新型鐵素體耐熱鋼的性能及應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、ASME批準認可的第三代新型鐵素體耐熱鋼的性能及應用北京巴威公司工程部韓肇俊本文主要討論已為ASME規(guī)范批準認可、適合于在高溫受壓元件上使用的第三代新型鐵素體耐熱鋼的性能及應用。由于新鋼種具有更高的蠕變斷裂強度和良好的綜合性能，尤其適合于作為超臨界和超、超臨界機組鍋爐的用鋼。ASME規(guī)范，鍋爐耐熱鋼，USC，超臨界機組前言：步入新世紀，我國經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢良好，國民經(jīng)濟對于電力的需求旺盛，盡管當前我國的裝機數(shù)量增加速度很快，但是供電能力仍然有相當大的缺口。隨著大型火力發(fā)電機組在各個電網(wǎng)中所占比重的增加，以及為了節(jié)約能源和
2、減少大氣污染物的排放，目前，我國正處于由生產(chǎn)300～330MW亞臨界壓力機組鍋爐為主，到更多地以生產(chǎn)600MW及以上容量的亞臨界和超臨界壓力機組鍋爐為主的轉型期。目前，各大鍋爐廠正面臨鍋爐容量高達900MW，壓力比24.5Mpa或更高，以及蒸汽溫度比543℃/569℃、或者比566℃/566℃還要高的超臨界鍋爐市場競爭，并且需要盡快為參與蒸汽溫度高達593℃/593℃或600℃/600℃的超、超臨界鍋爐的市場競爭中去作準備。對于發(fā)展超臨界機組和超、超臨界機組來說，在世界范圍內(nèi)，超臨界火力發(fā)電技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前
3、已經(jīng)是一種成熟的先進技術。在發(fā)展過程中，上世紀的60年代，影響早期超臨界和超、超臨界機組可靠性的主要因素就是材料問題。美國在20世紀60年代，首批超臨界機組當初的用材模式上，在T22/P22材料之后全部為奧氏體不銹鋼，也就是在高溫受熱面管子的選材上依據(jù)T22-TP304H-TP347H模式做設計，由于過分依賴于奧氏體不銹鋼，其結果在制造和運行中發(fā)現(xiàn)了一系列的問題，其中關鍵就是材料問題。奧氏體不銹鋼管子用量大，不僅直接導致材料與制造成本高。在材料的使用性能上，不銹鋼熱膨脹系數(shù)大、導熱系數(shù)低，如果設計壁厚較厚，必然造成較
4、大的熱應力和疲勞損傷；同時，由于在當時冶金質量上的限制以及不恰當?shù)厥褂昧藗鹘y(tǒng)的化工用抗腐蝕18Cr-8Ni的TP304H材料為主，其應力腐蝕敏感性高，受熱面管子的高溫煙灰腐蝕和內(nèi)壁蒸汽氧化造成嚴重的運行隱患。此外，還出現(xiàn)了鐵素體鋼與奧氏體鋼之間異種鋼焊接接頭早期失效問題。在鍋爐集箱與主蒸汽管道的設計上，由于以P22材料為主所設計的元件壁厚過厚，熱疲勞問題突出，元件的工作壽命不足。早期超、超臨界機組的可用率低，使得幾乎所有的電廠不得不又降回到蒸汽參數(shù)壓力24.1Mpa或以下、以及汽溫為538℃～566℃的亞臨界參數(shù)下運
5、行，并且一直持續(xù)了20多年。而這時期正是改進和開發(fā)新型鐵素體鋼和新型奧氏體耐熱鋼的時期。世界范圍建設大型火力發(fā)電廠的經(jīng)驗證明：鍋爐的設計和制造商必須及時了解新開發(fā)完成的鋼種和有關技術規(guī)程及材料方面的技術進步，適時地通過采用一批綜合性能更高的新鋼種來替代技術經(jīng)濟性較低、或者使用中問題較多的老鋼種。而優(yōu)先使用已經(jīng)為ASME規(guī)范批準認可的材料是一種正確和可靠的選擇。對于鍋爐用鋼，為了掌握已經(jīng)出現(xiàn)了那些新鋼種及新型鋼材、以及是否已經(jīng)得到ASME的認可使用，應該跟蹤最新版的ASME規(guī)范及《規(guī)范案例》和比ASME材料標準更新要更
6、早些的最新版ASTM材料標準。需要指出的是對于在動力鍋爐的設計與制造中如何使用這些新認可材料則必須是依據(jù)前者。（注：這里必須附帶說明的是獲得ASME認可的新鋼種，總是首先出現(xiàn)在新版《規(guī)范案例》，即ASMECodeCase中，其時，它只有名義成分是明確的，而ASME對鋼種的命名卻要在之后，也就是要在它們被正式列入到ASTM及ASME材料標準里后。CACI協(xié)會在翻譯出版ASMECodeCase中譯本時，對鋼種命名盡量加譯注說明。）以下，本文將依據(jù)2001年最新版ASME規(guī)范和《規(guī)范案例》，以及隨后出版的A02和A03增補
7、，還有有關新鋼種的性能資料，首先為大家介紹已經(jīng)為ASME規(guī)范批準認可的，新型2.25％～12％Cr鐵素體耐熱鋼的性能及其應用。本文要重點介紹的五種新鋼種為：2.25％Cr的T23和T24鋼；9％Cr的T92和T911鋼和12％Cr的T122鋼；以及適當介紹這些新鋼種的其他鋼材，例如，T92以外的P92鋼管、F92鋼鍛件和Gr.92鋼板。對于在同一時期內(nèi)開發(fā)并獲得ASME批準認可的新型奧氏體耐熱鋼，將另文進行討論。1．新型鍋爐耐熱鋼的發(fā)展研究報告表明，20世紀80年代歐洲13個國家組織的《歐洲COST501規(guī)劃》和19
8、90年美、日、英和丹麥等國共同參與的EPRIRP1403-50國際共同研究計劃對世界范圍電站用新型鋼材開發(fā)的影響最為顯著。其中，由日本的住友金屬和日本制鐵（即，新日鐵）兩家鋼廠開發(fā)完成的新鋼種最多。日本引進并應用使用溫度為600～620℃的T91/P91鋼是從82年開始；而從87年起則轉為以開發(fā)新型2.25％～12％Cr鐵素體耐熱鋼的研制與實用
