T23钢在超超临界1000MW机组的应用及现状课件

T23T23钢在超超临钢在超超临界界1000MW1000MW机组机组的应用及现状的应用及现状季献武 段 鹏华东电力试验研究院T23钢在超超临界1000MW机组的应用及现状季献武 段 一一 开发背景开发背景1 节能降耗、清洁能源技术USC超高效发电机组的应用一 开发背景1 节能降耗、清洁能源技术USC超高效发电机2 USC机组水冷壁构件的突出特点要求采用高温性能和焊接性良好钢种（焊接前后无需预热、后处理）A水冷壁出口温度高（470/520）高蠕变强度B 膜式壁结构庞大良好焊接性2 USC机组水冷壁构件的突出特点要求采用高温性能和焊接性良二二 研发思路研发思路T23钢主要以T22钢为基础进行改良，其方法是加入W(1.6%)，减少Mo(0.30%)，并加入少量的V、Nb、N、B，国产钢102有近似的合金系统和含量（日本牌号HCM2S）。二 研发思路T23钢主要以T22钢为基础进行改良，其方法是加Cr-Mo基体固溶强化，1.6%W加强固溶强化作用。V、Nb、N等形成弥散合金碳化物、氮化物形成第二相沉淀强化。经过(106010)正火及(76010)回火后，产生具有最佳沉淀物的回火贝氏体组织。Cr-Mo基体固溶强化，1.6%W加强固溶强化作用。V、NbT23T23钢发展体系钢发展体系T23钢发展体系T23钢在超超临界1000MW机组的应用及现状课件三三 力学性能力学性能ASTM规范数据三 力学性能ASTM规范数据V&M钢厂T23钢Rp0.2分布V&M钢厂T23钢Rp0.2分布T23高温性能T23高温性能600下T23钢的许用应力是T22/P22钢的1.8倍而稍低于如图2所示的T91/P91钢。600下T23钢的许用应力是T22/P22钢的1.8倍而稍四四 组织状态组织状态供货状态四 组织状态供货状态1 上锅厂A 冷裂性试验 T=25mm钢板试验，结果表明T23钢有一定冷裂倾向，不预热在拘束应力较大的情况下无法保证无裂纹。五五 焊接性分析焊接性分析1 上锅厂A 冷裂性试验 T=25mm钢板试验B焊接性能试验日本住友提供的38.14.57mm、44.57.1mm和50.88mmHCM2S钢（同种钢、异种钢）。结论：小口径管子对接焊接在不预热情况下，对接焊接头接头表面、金相试样均未观察到裂纹。但焊缝及热影响区硬度值偏高、冲击韧性偏低，经700 7302h热处理后，焊缝及热影响区冲击韧性显著提高。应考虑对T23进行焊后热处理。拘束较大应预热100.B焊接性能试验日本住友提供的38.14.57mm、42 广东火电 日本三菱公司供货、规格为48.67.1mm和63.53.5mm，焊前预热150，背面无氩气保护且焊后不热处理，采用手工钨极全氩弧焊，出现了根部未焊透和过烧的焊接缺陷。结论：采用一定的焊前预热温度，严格控制层间温度，控制焊接电流和焊道厚度的焊接工艺，是能够保证焊接质量的。只要控制好焊接规范，背面不充氩保护也是可行的。焊前预热，焊后缓冷，可以不做焊后热处理。2 广东火电 日本三菱公司供货、规格为48.67.1m3 湖南火电 457.8mm的T23管进行多种试验方案的试验焊接性研究。结论：小口径管T23无需焊前预热，即可获得无冷裂纹倾向的焊接接头。但要获得良好的冲击韧性，需对T23焊接接头进行焊后热处理。同时，为获得综合性能良好的焊接接头，建议采用手工钨极氩弧焊(TIG)工艺。3 湖南火电 457.8mm的T23管进行多种试验方案4日本Sumitomo钢厂研究认为，小管可不进行焊前预热和焊后热处理。不预热的前提主要基于含碳量的降低对减小T23冷裂倾向敏感性的贡献。4日本Sumitomo钢厂研究认为，小管可不进行焊前预热和T23钢冷裂倾向性比较T23钢冷裂倾向性比较5法国V&M(曼内斯曼)钢厂（2008年结果）结论：G23级钢的再热裂纹倾向要比其他如G91、92级钢更为敏感，因此建议在壁厚大于10mm时须进行中温退火；但也同时提到对T/P23钢的焊接须注意较低的热输入量、控制层间温度、多层焊以及进行预热等措施。这说明对T23钢的焊接必须注意焊接工艺的严格控制，否则难以达到理想的焊接接头性能。5法国V&M(曼内斯曼)钢厂（2008年结果）结论：G2T23钢在超超临界1000MW机组的应用及现状课件 上述结果分析，国外供货商的供货条件可上述结果分析，国外供货商的供货条件可做到焊前不预热和焊后无需进行热处理。做到焊前不预热和焊后无需进行热处理。但国内各大制造厂关于但国内各大制造厂关于T23T23钢薄壁管焊接的钢薄壁管焊接的研究结果却不尽相同。在实际的操作过程研究结果却不尽相同。在实际的操作过程中，往往由于现场工作条件的复杂性导致中，往往由于现场工作条件的复杂性导致多种焊接不利因素，造成焊接接头存在一多种焊接不利因素，造成焊接接头存在一定的问题。因此，定的问题。因此，T23T23钢薄壁管焊接需特别钢薄壁管焊接需特别注意控制焊接工艺。注意控制焊接工艺。上述结果分析，国外供货商的供货条件可做到焊前不预热和焊国外：156MW机组三级过热器中运行10年后的强度等研究。经过10年运行后，管外径没有明显胀粗和腐蚀；其屈服强度和抗拉强度经过1年运行后较原始态略微下降，继续运行至10年几乎不变化，且仍满足实际运行强度需要，伸长率和断面收缩率略微下降。六六 应用现状应用现状国外：156MW机组三级过热器中运行10年后的强度等研究。实际应用中T23钢的性能变化实际应用中T23钢的性能变化某1000MW电站水冷壁管子规格为38.16.78mm，材质为ASTM SA213-T23钢爆管：螺旋段。国国 内内某1000MW电站水冷壁管子规格为38.16.78mm，横向裂纹横向裂纹鳍片焊接裂纹鳍片焊接裂纹鳍片焊缝撕裂鳍片焊缝撕裂T23钢管规格：48.67.3mm(全氩焊)，489mm(氩弧焊打底电焊接)研究结果研究结果partpartT23钢管规格：48.67.3mm(全氩焊)，489mm2G横焊，5G吊焊，6G45斜焊焊接位置焊接位置母材母材热影响区热影响区焊缝焊缝全氩全氩2G 95/93/98/9690/90/9279/80/75全氩全氩5G 88/91/11212/62/99/90全氩全氩6G104/101/10096/104/97半氩半氩2G 86、91、9118/62半氩半氩5G 96/94/9246/56/62半氩半氩6G90/93/9212红色数字为增加焊后保温时间所得。原保温时间为焊后740保温0.5小时，现焊后保温1.5h2G横焊，5G吊焊，6G45斜焊焊接位置母材热影响区冲击试验结果表明：焊后热处理会显著提高焊接接头冲击性能，而且需要充分的保温时间。冲击试验结果表明：焊后热处理会显著提高焊接接头冲击性能，而且T23钢在超超临界1000MW机组的应用及现状课件THANKS!THANKS!THANKS!