TP347H锅炉钢管失效机理研究进展
2021-03-01郑准备杨占君孙兴新李梦阳张建伟
张 骏,郑准备,杨占君,孙兴新,李梦阳,张建伟
(中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院,西安 710021)
0 引 言
TP347H钢(国产牌号07Cr18Ni11Nb)是在18Cr-10Ni合金钢的基础上添加稳定化元素铌(质量分数约0.8%),并经固溶处理(热轧钢管固溶处理温度不低于1 050 ℃,冷拔钢管固溶处理温度不低于1 095 ℃)后,具有NbC型第二相析出强化基体以及良好弯曲和焊接性能的粗晶奥氏体耐热钢[1-3]。DL/T 715-2015和TSG G0001-2012标准均推荐TP347H钢用于烟气侧壁温不高于670 ℃的过热器和再热器管。目前,该钢主要用于亚临界锅炉高温过热器和再热器管以及超(超)临界锅炉高温过热器、高温再热器的低温段和屏过管段。
TP347H钢是ASME SA-213标准中的成熟钢种,具有较高的许用应力和蠕变断裂强度[4-5]。20世纪80年代初,我国引进美国CE公司的300 MW和600 MW机组,在锅炉受热面管上首次使用了TP347H钢[6],迄今为止该材料已有40多a的使用历史,是18Cr-8Ni系奥氏体耐热钢中使用较多的材料之一。作者通过对奥氏体耐热钢管服役性能以及TP347H钢管爆管失效案例进行总结和分析,综述了TP347H钢制受热面管在锅炉服役运行中常见的6种失效机理,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、组织老化、氧化腐蚀、原始缺陷和马氏体转变,以期为TP347H失效爆管原因分析提供参考依据。通过认识材料失效机制,研究人员能够采取有针对性的措施以避免或减少失效事故的发生。
1 晶间腐蚀
奥氏体耐热钢在火电机组中的服役温度一般处于其敏化温度范围450~800 ℃,在此温度区间长期服役后晶界处会析出Cr23C6相,造成晶界贫铬并引发晶间腐蚀。……
