T23鋼在超超臨界1000MW機(jī)組的應(yīng)用及現(xiàn)狀課件

T23鋼在超超臨界1000MW機(jī)組的應(yīng)用及現(xiàn)狀季獻(xiàn)武段鵬華東電力試驗(yàn)研究院T23鋼在超超臨界1000MW機(jī)組的應(yīng)用及現(xiàn)狀季獻(xiàn)武段一開發(fā)背景1節(jié)能降耗、清潔能源技術(shù)——USC超高效發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用一開發(fā)背景1節(jié)能降耗、清潔能源技術(shù)——USC超高效發(fā)電機(jī)2USC機(jī)組水冷壁構(gòu)件的突出特點(diǎn)要求采用高溫性能和焊接性良好鋼種（焊接前后無需預(yù)熱、后處理）A水冷壁出口溫度高（470/520℃）——高蠕變強(qiáng)度B膜式壁結(jié)構(gòu)龐大——良好焊接性2USC機(jī)組水冷壁構(gòu)件的突出特點(diǎn)要求采用高溫性能和焊接性良二研發(fā)思路T23鋼主要以T22鋼為基礎(chǔ)進(jìn)行改良，其方法是加入W(～1.6%)，減少M(fèi)o(≤0.30%)，并加入少量的V、Nb、N、B，國(guó)產(chǎn)鋼102有近似的合金系統(tǒng)和含量（日本牌號(hào)HCM2S）。二研發(fā)思路T23鋼主要以T22鋼為基礎(chǔ)進(jìn)行改良，其方法是加Cr-Mo基體固溶強(qiáng)化，1.6%W加強(qiáng)固溶強(qiáng)化作用。V、Nb、N等形成彌散合金碳化物、氮化物形成第二相沉淀強(qiáng)化。經(jīng)過(1060±10)℃正火及(760±10)℃回火后，產(chǎn)生具有最佳沉淀物的回火貝氏體組織。Cr-Mo基體固溶強(qiáng)化，1.6%W加強(qiáng)固溶強(qiáng)化作用。V、NbT23鋼發(fā)展體系T23鋼發(fā)展體系T23鋼在超超臨界1000MW機(jī)組的應(yīng)用及現(xiàn)狀課件三力學(xué)性能ASTM規(guī)范數(shù)據(jù)三力學(xué)性能ASTM規(guī)范數(shù)據(jù)V&M鋼廠T23鋼Rp0.2分布V&M鋼廠T23鋼Rp0.2分布T23高溫性能T23高溫性能600℃下T23鋼的許用應(yīng)力是T22/P22鋼的1.8倍而稍低于如圖2所示的T91/P91鋼。600℃下T23鋼的許用應(yīng)力是T22/P22鋼的1.8倍而稍四組織狀態(tài)供貨狀態(tài)四組織狀態(tài)供貨狀態(tài)1上鍋廠

A冷裂性試驗(yàn)

T=25mm鋼板試驗(yàn)，結(jié)果表明T23鋼有一定冷裂傾向，不預(yù)熱在拘束應(yīng)力較大的情況下無法保證無裂紋。

五焊接性分析1上鍋廠

A冷裂性試驗(yàn)

T=25mm鋼板試驗(yàn)B焊接性能試驗(yàn)

日本住友提供的Φ38.1×4.57mm、Φ44.5×7.1mm和Φ50.8×8mmHCM2S鋼（同種鋼、異種鋼）。

結(jié)論：小口徑管子對(duì)接焊接在不預(yù)熱情況下，對(duì)接焊接頭接頭表面、金相試樣均未觀察到裂紋。但焊縫及熱影響區(qū)硬度值偏高、沖擊韌性偏低，經(jīng)700℃～730℃×2h熱處理后，焊縫及熱影響區(qū)沖擊韌性顯著提高。應(yīng)考慮對(duì)T23進(jìn)行焊后熱處理。拘束較大應(yīng)預(yù)熱100℃.B焊接性能試驗(yàn)

日本住友提供的Φ38.1×4.57mm、Φ42廣東火電

日本三菱公司供貨、規(guī)格為Φ48.6×7.1mm和Φ63.5×3.5mm，焊前預(yù)熱150℃，背面無氬氣保護(hù)且焊后不熱處理，采用手工鎢極全氬弧焊，出現(xiàn)了根部未焊透和過燒的焊接缺陷。

結(jié)論：采用一定的焊前預(yù)熱溫度，嚴(yán)格控制層間溫度，控制焊接電流和焊道厚度的焊接工藝，是能夠保證焊接質(zhì)量的。只要控制好焊接規(guī)范，背面不充氬保護(hù)也是可行的。焊前預(yù)熱，焊后緩冷，可以不做焊后熱處理。2廣東火電

日本三菱公司供貨、規(guī)格為Φ48.6×7.1m3湖南火電

Φ45×7.8mm的T23管進(jìn)行多種試驗(yàn)方案的試驗(yàn)焊接性研究。

結(jié)論：小口徑管T23無需焊前預(yù)熱，即可獲得無冷裂紋傾向的焊接接頭。但要獲得良好的沖擊韌性，需對(duì)T23焊接接頭進(jìn)行焊后熱處理。同時(shí)，為獲得綜合性能良好的焊接接頭，建議采用手工鎢極氬弧焊(TIG)工藝。

3湖南火電

Φ45×7.8mm的T23管進(jìn)行多種試驗(yàn)方案4日本Sumitomo鋼廠

研究認(rèn)為，小管可不進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。不預(yù)熱的前提主要基于含碳量的降低對(duì)減小T23冷裂傾向敏感性的貢獻(xiàn)。4日本Sumitomo鋼廠

研究認(rèn)為，小管可不進(jìn)行焊前預(yù)熱和T23鋼冷裂傾向性比較T23鋼冷裂傾向性比較5法國(guó)V&M(曼內(nèi)斯曼)鋼廠（2008年結(jié)果）

結(jié)論：G23級(jí)鋼的再熱裂紋傾向要比其他如G91、92級(jí)鋼更為敏感，因此建議在壁厚大于10mm時(shí)須進(jìn)行中溫退火；但也同時(shí)提到對(duì)T/P23鋼的焊接須注意較低的熱輸入量、控制層間溫度、多層焊以及進(jìn)行預(yù)熱等措施。這說明對(duì)T23鋼的焊接必須注意焊接工藝的嚴(yán)格控制，否則難以達(dá)到理想的焊接接頭性能。

5法國(guó)V&M(曼內(nèi)斯曼)鋼廠（2008年結(jié)果）

結(jié)論：G2T23鋼在超超臨界1000MW機(jī)組的應(yīng)用及現(xiàn)狀課件上述結(jié)果分析，國(guó)外供貨商的供貨條件可做到焊前不預(yù)熱和焊后無需進(jìn)行熱處理。但國(guó)內(nèi)各大制造廠關(guān)于T23鋼薄壁管焊接的研究結(jié)果卻不盡相同。在實(shí)際的操作過程中，往往由于現(xiàn)場(chǎng)工作條件的復(fù)雜性導(dǎo)致多種焊接不利因素，造成焊接接頭存在一定的問題。因此，T23鋼薄壁管焊接需特別注意控制焊接工藝。上述結(jié)果分析，國(guó)外供貨商的供貨條件可做到焊前不預(yù)熱和焊國(guó)外：

156MW機(jī)組三級(jí)過熱器中運(yùn)行10年后的強(qiáng)度等研究。

經(jīng)過10年運(yùn)行后，管外徑?jīng)]有明顯脹粗和腐蝕；其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度經(jīng)過1年運(yùn)行后較原始態(tài)略微下降，繼續(xù)運(yùn)行至10年幾乎不變化，且仍滿足實(shí)際運(yùn)行強(qiáng)度需要，伸長(zhǎng)率和斷面收縮率略微下降。六應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)外：156MW機(jī)組三級(jí)過熱器中運(yùn)行10年后的強(qiáng)度等研究。實(shí)際應(yīng)用中T23鋼的性能變化實(shí)際應(yīng)用中T23鋼的性能變化某1000MW電站水冷壁管子規(guī)格為φ38.1×6.78mm，材質(zhì)為ASTMSA213-T23鋼

爆管：螺旋段。

國(guó)內(nèi)某1000MW電站水冷壁管子規(guī)格為φ38.1×6.78mm，橫向裂紋橫向裂紋鰭片焊接裂紋鰭片焊接裂紋鰭片焊縫撕裂鰭片焊縫撕裂T23鋼管規(guī)格：48.6×7.3mm(全氬焊)，48×9mm(氬弧焊打底電焊接)

研究結(jié)果partT23鋼管規(guī)格：48.6×7.3mm(全氬焊)，48×9mm2G—橫焊，5G—吊焊，6G—45°斜焊焊接位置母材熱影響區(qū)焊縫全氬2G95/93/98/9690/90/9279/80/75全氬5G88/91/11212/62/99/90全氬6G104/101/10096/104/97半氬2G86、91、9118/62半氬5G96/94/9246/56/62半氬6G90/93/9212紅色數(shù)字為增加焊后保溫時(shí)間所得。原保溫時(shí)間為焊后740℃保溫0.5小時(shí)，現(xiàn)焊后保溫