王苗苗, 朱毕焱

(上海发电设备成套设计研究院,上海 200240)

上世纪八九十年代,日本在ASTM S213 TP 304H钢管的基础上,开发了一种新型的18-8型奥氏体不锈钢.该钢种不仅具有较好的高温强度和高温抗氧化性能,而且不含昂贵的M o、V等贵金属元素,制造成本比ASTM S213 TP 304H 钢管更低.此钢种开发后在日本电站锅炉过热器和再热器部件上的应用时间已超过10年,显示出其良好的综合性能.目前,该钢已被列入ASTM A 213M 标准,代号为S30432.国内则在最近几年才开始将S30432钢管应用在超(超)临界锅炉过热器和再热器上[1-3].

国内某电站锅炉高温过热器管选用S30432管材,但该过热器管仅运行约1 590 h就发生了爆管.本文对此高温过热器爆管及持久试验管材进行了组织及析出物的对比分析,以探寻材料在服役过程中组织与析出物的变化及其对性能的影响.

1 试验材料

选取2种S30432钢管,其中1号钢管为进口材料,取自国内某电站锅炉过热器爆管试样,该过热器的设计蒸汽温度为605℃,正常工作状态下其管壁温度约为650℃,满负荷条件下过热器出口压力为26.15 MPa,管壁实际承受应力为63.63 MPa,管子运行时间约为1 590 h,经上海发电设备成套设计研究院分析,该管子属于过热器超温蠕变爆管.2号钢管为国产材料,取自高温持久断裂试验管材,试验温度为 650℃,试验应力为 200 MPa,断裂时间为2004.2 h.表1给出了上述2种试验材料的化学成分.从表 1可知:2种钢材的成分均符合 ASME Code Case 2328-1要求.

表1 2种试验钢材的化学成分Tab.1 chemical composition of two test samples %

2 组织与析出相的变化

2.1 金相组织分析

图1为2种钢材的金相组……