10Cr9M01VNb钢冷拔高压锅炉用管的研制.pdf

2001年第5期
宝钢技术
6试验研究
10Cr9 MOI Nb钢冷拔高压锅炉用管的研制
宋宝湘,朱茂荣2,高宏明2,张长松2
1.宝钢老干部处,上海201900;2.诚德钢管股份公司,江苏225200)
摘要:随着大型火电机组的发展,对与其相应配套的高压锅炉的主要材料(管材)选择应用
提出了更高的技术条件和要求。
10C9 Mol VNI钢因其性能特点,较理想地适用于300MW及600MW火电机组的亚临界自
然循环高压锅炉的高温过热器和再热器用營。该钢种是铁素体钢,不存在异类钢焊接难点和
焊接接头过早失效的倾向。在600~6125℃范国内可替代G102钢和部分19Cr-9Mi的TP304H
钢,适应性强、用途广泛,需求量逐年増加,成为超临界参数锅炉的首选材料。
关键词:高压锅炉用钢;冷拔钢管;冶金工艺;性能
中图分类号:TC142.41文献标识码:B文章编号:1008-0716(2001)05-0019
Development of Cold-drawn Seamless
Steel Tube of 10cr9mol VNB Steel for High Pressure Boiler
SONG Bao-xiang
( Baosteel Veteran Cadre Department, Shanghai China, 201900
ZHU Mao-rong GAO Hong-ming ZHANG Chang-song
(Chengde Steel Tube Co Ltd, Jiangsu China, 225200
Abstract: The development of large-scale steam-electric powder line makes greater technical de
mands on the choice and application of the main material for the high pressure boiler Steel 10cr9 Mol VNB
an be applied in the production of the tube of superheater and reheater for subcritical natural circulation
high-pressure boiler of 300 MW and 600MW steam-electric power line for its characteristics. As a ferritic
steel, it can avoid the difficulty of welding and failure of welding joint. At 600-625,it can supplant
G102 steel and partial TP304H steel of 19 Ni. The steel has become the first choice for supercritical
pressure boiler for its strong adaptability and wide use
Key words: High pressure boiler steel; Cold-drawn steel tube; Metallurgical process; Performance
1引言
高价格昂贵。9Cr和12Cr铁素体钢虽然具有较好
随着我国电站机组向大容量、高参数发展,锅的抗高温腐蚀性能,但是在600℃以上高温蠕变
炉蒸汽出口压力由超高压经亚临界向超临界过强度不高,随时间延长,持久断裂塑性下降速度较
渡。锅炉的高温过热器和再热器金属壁的最高温快,焊接加工工艺复杂;CrMi类奥氏体不锈钢存
度已超过600℃,甚至高达635℃。过去研制和应在蒸汽腐蚀、应力腐蚀和晶间腐蚀敏感性等问题。
用的C102钢已不能满足需求,只得借用9Cr、12Cr同时异类钢焊接工艺更为复杂,并有焊接接头过
铁素体钢和Cr-类奥氏体不锈钢管,材料成本早失效倾向,这对电站锅炉安全运行带来威胁。
10C9 Mol VNB钢除了保持优良的抗高温腐蚀
宋宝湘教授级高工1931年生1953年毕业于大连理工大学性能外,600℃以上高温蠕变强度显著提高,持久
现从事金属材料专业电话56106318
断裂性能稳定。该钢管在600~625℃范围内已替
万方数据
20
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代G102钢和部分19Cr-9Yi的TP304H钢,适用于改善钢的纯净度和抗脆裂倾向。控制钢中微量元
制造300MW和600MW机组的亚临界自然循环锅素(如Ni、Cu、Sn、Sb、AI等)为提高综合性能创造
炉的高温过热器和再热器。由于该钢热强性能条件。
高,抗时效性能优良,长期运行过程中组织稳定,
10C9Mo1VNb钢化学成份中Cr和Mo使该钢
有一定的过载承受能力,也成为超临界参数锅炉在很宽的冷却范围内转变为马氏体,开始转变温
的首选材將。
度Ms点也相当高,大约为370℃。该钢经锻、轧
该钢种已被纳入国家标准CB5310-1995(与(穿孔)热加工后空冷可得到马氏体组织,其硬度
美国 ASME SA213规范中T91钢相对应),作为正可高达HB≥400,因此内应力也较大,需要及时退
式产品广泛应用。我国大型火电锅炉的高温过热火处理或缓冷处理。
器和再热器、核电蒸发器的高温部件大量应用
若经过适当温度的软化退火处理后,硬度可
10C9 Mol VNB钢管。据了解300MW机组的锅炉明显下降(HB≤200)。经冷加工(拔、轧)后硬度
用该钢管数量约230t台、600MW机组锅炉用量会提高到HB≥250,需要进行再结晶中间退火处
400多tレ台。若估计电厂维修保养更换用管以及理方可进行下道次冷加工。冷加工成品应及时连
其它特殊用途(如化工等),全国每年需用量接近续进行热处理,绝对不允许中间过长时间停顿或
万吨,市场前景广阔。但是国产管尚处于工业性过夜避免造成应力裂缝或爆裂。
试生产阶段,目前10C9 MOLVNB钢管主要依靠进
由该钢等温转变曲线图得知,在600~850℃
区间内延长保温时间,奥氏体等温转变产物才出
现铁素体+碳化物组织。
210C9 Molvnb钢的治金特性
该钢虽然含Cr量较高,但是对点腐蚀仍然较
2.1化学成份(质量分数,%)
敏感,因此要求酸洗后冲洗干净及时烘干。
C0.08/0.12;Mn0.30/0.60;Si0.20/0.50;S≤
由热扭转试验得知该钢在1160~1180℃时
0.010;P≤0.020:Cr8.00/9.50:Ni≤0.40;Mo具有较高的可塑性变形,但是当温度超过
0.85/1.05;Al≤0.040;V0.18/0.25;Nb0.06/1200℃后塑性开始降低,加热温度超过1250℃
0.10;N0.030/0.G70;
时,便会产生过热现象
2.2物理参数
当加热温度过高和温度不均匀时穿孔会产生
(1)临界点
分层或内裂缺陷,随后在轧制过程易出现横向裂
Acl830~850℃Ac3900~940℃
纹
Ms370℃
该钢种是铁素体类合金钢,但是它的热导率
2)密度
比C102钢约低1/3。因此加热应缓慢进行,分段
测定值为7.76g/cm3
升温应注意