电站锅炉压力容器行业现状与未来（五）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　5新材料的开发、研制与应用　　5.1 P91大直径管的应用　　随着T91材料的成熟应用，大口径P91钢在集箱部件中的应用日趋增多，一些锅炉厂结合生产实际，对该材料进行了全面的焊接性和工艺性试验，掌握了该钢材焊接特性和工艺特点。9Cr1MoV钢是在9Cr1Mo钢基础上加入了V、Nb等合金元素，高温回火后的组织为回火马氏体加稳定的碳化物。9Cr1MoV钢具有较高的抗蠕变断裂强度，抗热疲劳性能和抗氢脆性能，可用于温度高达650℃过热器、再热器以及600℃以下的集箱和导管部件，在一个较宽的冷却速度范围内可得到单一马氏体结构，且具有很好的韧性和强度。在625℃时的持久强度与TP304和1Cr18Ni9Ti钢等强，用于代替奥氏体不锈钢时，可避免与奥氏体不锈钢管焊接制成的异种金属接头早期失效的问题。　　5.2 16MnR(HIC)?抗氢诱导裂纹用钢的应用　　在炼油厂、化工厂中，许多壳体材质为16MnR的容器都是在含有H2S介质的条件下工作。以往为抵御H2S介质所造成的应力腐蚀开裂，往往是控制16MnR材质的含Mn量，焊后进行整体消除应力热处理和控制其产品焊接接头的最高硬度≤200HB。即使是这样，在容器使用中，焊接接头及母材上还不时有由于H2S应力腐蚀作用产生的裂纹，有的甚至因此而导致容器报废。为此，近年来国内设计院和钢厂共同设计和研制开发出一种在H2S介质条件下工作能抗应力腐蚀开裂的新钢种?抗氢诱导裂纹用钢，即16MnR(HIC)钢，该钢主要特点是在控制其含Mn量的同时，严格控制其S、P含量(P≤0.015,S≤0.004)，为改善钢材性能，还添加了部分微量合金元素，钢板的硬度≤200HB，对该钢制造的压力容器其焊缝也作出了相应的要求：其焊缝的S≤0.010%，P≤0.020%。焊接接头部位的硬度值经SR处理后≤200HB。这一新钢种现已被广泛地使用在压力容器制造上。国内哈尔滨焊接研究所、江南焊丝厂等也相继开发出满足该钢种焊接工艺要求的焊接材料。　　这种钢在国外80年代就已开发并成熟的用于生产，其名为抗氢蚀脆裂性能钢，例如，欧州迪林格钢铁公司就生产出DICREST系列压力容器用钢，它在化学成份方面控制更严，Mn含量≤1.20%，P≤0.010%，S≤0.0010%，而实际生产的钢板P含量仅为0.007%，S为0.0006%，因此其抗氢蚀脆裂性能更为优越。　　5.3双相不锈钢的开发和应用　　由于现代工业技术的飞跃发展，传统的奥氏体不锈钢经常受到应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等各种局部腐蚀的破坏。双相不锈钢(即铁素体?奥氏体双相不锈钢)得到开发，这类钢在上述各类局部腐蚀中表现了优于普通奥氏体不锈钢的特点，正受到日益广泛的重视。所以，近年来在压力容器行业中，用该钢制作的容器越来越多，如西安524厂已用该钢制作过几台大型塔器。这类钢制作容器的关键在于焊接工艺的制定和实施。由于国内的相应焊材还不十分成熟，故多使用进口焊材，尤以瑞典焊材为优。　　5.4镍基耐蚀合金的焊接　　近年来，根据需要，蒙乃尔合金(Ni-Cu合金)、因科镍合金(Ni-Cr-Fe合金)、因科洛依合金(N-Fe-Cr合金，如Incoloy800、Incoloy825)及哈斯特洛依合金(Ni-Cr-Mo合金)在压力容器中应用的越来越多，但容器整个壳体应用上述合金的还是少数，主要都是用来制作某一容器部件。这类合金应用的关键是焊接时最易产生热裂纹，所以如何保证压力容器中这部分零件的焊接质量是最为重要的。哈尔滨焊接研究所生产的HT?103低氢型药皮镍基合金焊条，由于含有一定的Mo元素，具有优良的抗热裂性能，在镍基合金焊接以及异种钢焊接生产中，取得了良好的效果，解决了热裂问题。　　5.5高强度耐热抗氢钢的开发和应用　　在石化行业中，相当一部分容器是在高温高压临氢介质下工作。长期以来，人们大量使用被称之为王牌抗氢钢的2.25Cr-1Mo钢来制作临氢设备。但随着加氢工艺技术，尤其是渣油加氢改质和煤加氢液化工艺的不断发展，加氢装置的规模越来越大，反应器的尺寸和壁厚也越来越大，设备的设计条件也更加苛刻，若仍采用一般的2.25Cr-1Mo钢来制造，往往会造成壁厚太厚，单台容器金属重量过大，不但增加成本，而且给制造、运输和安装都会带来极大的困难。为此有必要开发强度更高、使用温度更高、抗氢性能更好的新型Cr-Mo钢种。　　国外近20年来在这方面已做了大量的工作，相继开发出了3Cr-1Mo-0.25V和2.25Cr-1Mo-0.25V钢并应用于反应器的制造。这两种新型Cr-Mo钢与普通的2.25Cr-1Mo钢相比，各方面都有明显的优越性。国内第一重型机械集团公司于1994年开始了3Cr-1Mo-0.25V钢的开发研究试验工作，经过几年的努力，已将该钢用于压力容器产品实际生产中。近两年来，国内几家主要生产临氢设备的容器厂又在进行2.25Cr-1Mo-0.25V钢的开发研究工作，并已取得一定的成绩。相信随着工业技术的不断发展，这些新型的Cr-Mo钢会越来越得到广泛的应用。　　5.6背面自保护不锈钢钨极氩弧焊丝的应用　　多年来，不锈钢氩弧焊焊接时背面金属氧化一直是焊接工艺上一大难题。一般采用背面充氩保护，但是当容器较大，管道较长或背面无法实施氩气保护时，将大量浪费氩气，且仍出现保护不好，或根本无法进行背面保护的问题。为解决这一工艺难题，日本油脂公司焊接事业部开发制造了一种背面自保护不锈钢TIG焊丝，这是一种具有特殊涂层的焊丝，涂层(即药皮)熔化后会渗透到熔池背面，形成一层致密的保护层，相当于焊条药皮的熔渣覆盖在焊缝表面，使背面金属不受氧化。冷却后这层渣壳会自动脱落，用压缩空气或水冲的方法极易清除。这种焊丝的使用方法与普通的TIG焊丝完全相同，涂层不会影响正面的电弧和熔池形态。兰石厂从珠海雅各臣发展有限公司购置了该种焊丝，使用效果相当满意，大大降低了不锈钢氩弧焊的综合成本。不过要提醒的是，该焊丝为单面焊双面成型打底焊专用焊丝，不宜用于第二层以上的焊道，否则易造成夹渣。目前国内的一些焊材厂也相应的开发并生产了此类焊丝。　　5.7丙烷、丙烯气体在热切割加工中的应用　　在热切割方面，氧-丙烷(丙烯)火焰切割技术的应用已经取得了实际效果。丙烷、丙烯等气体在安全特性、燃烧特性及经济性等综合技术性能上均优越于乙炔气体。氧-丙烷火焰柔和，体积发热量比乙炔高，切割面精度高，尤其是切割厚板时不塌边不回火(体积热量大、后劲足)等优点更优于乙炔，而氧-乙炔火焰猛烈，火焰集中温度高，致使切割面硬化，热影响区宽以及合金钢切割面易产生淬硬和裂纹等弊病，不利于机械加工和焊接，由此看来丙烷等气体的推广使用已经势在必行。　　哈锅通过多次试验并经生产实践验证后逐步推广了氧-丙烯火焰切割。目前该厂已彻底停止了乙炔气体的生产和供应，并建立了气体供应站，将瓶装气体串联后通过管道(原乙炔气体管道)输送到各生产分厂，进而全部实现了氧-丙烯火焰切割，应用实践证明，使用乙烯等石油气体代替乙炔用于火焰切割，不仅使用安全，切割质量得到提高，而且与乙炔气体相比，价格便宜，成本低，具有显著的经济效益。尤其是减少了乙炔气体制备的能源浪费(煤、水、电)和环境污染，具有广泛的社会效益。

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