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                不≡銹鋼鍋爐管

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                18-8型奧氏體不銹鋼鍋爐管服役特性研究

                來源:至德鋼業 日期:2021-01-19 00:24:27 人氣:97

                 浙江至德鋼業有限鵬王一愣公司對18-8型奧氏體不銹鋼鍋爐管在服役過程中力學性能的變化規律及其蠕變斷裂特征進行了研究。結果表明:18-8型奧氏體不銹鋼鍋」爐管在服役過程中室溫抗拉強度、硬度值隨服役時間的延長總體上呈升高趨勢,而室溫屈』服強度變化不明顯;在壽命尾期,當組織中出現明顯蠕變損傷時,強和你度和硬度值會急劇下降;斷坐在大殿之中後伸長率、斷面收縮率及沖擊吸收能量∑ 隨服役時間的延長總體上呈明顯的下降趨勢;隨蠕變『斷裂時間的延長,奧氏體不█銹鋼依次呈現出由延性穿晶斷裂到沿晶斷裂的3種不同蠕變斷裂模式。


                一、試驗材料及方〓法


                 除少量試驗用新不銹鋼管來自鋼管制造廠外,其余試驗管樣均取自運行發電機組的鍋爐,最長服役時間為22萬小時,涉及到的材料牌號及相關標準對其拉伸性能的要求見表。


                  布氏硬度試驗依據 GB/T231-2002在HB-3000C型臺式硬度〓計上進行,拉伸性能試驗依據GB/T228-2002在CMT 5205 型拉伸試驗機上進行,沖擊試驗最佳選擇依據GB/T229-2007 在 JBC-300型電子測力沖擊試驗機上進行。


                二、力學性能▲變化規律


                 1. 硬度


                 對取自12個電廠13臺鍋爐的29段服役管樣及5段新管樣品進行了◣布氏硬度試驗,試驗管樣的星主硬度值隨服役時間的變化如圖所示。由圖可以看出,在服↑役時間0~22萬小〖時範圍內,硬度值隨服役時間的延長總體上呈明顯升高的趨勢。


                 浙江至德鋼業有限公司等對TP304H不銹鋼鍋爐管〒在650℃不同應力水平下進行的蠕變試驗試樣的維氏硬度變化規律進行了研究,結果如圖所仙帝猛然退下來示。


                 由圖可以看出:


                    a. 當時效時間小於100小時,無應力加載的試樣硬度值隨試驗時間的延長而升卐高;當時效時間介於100~10000小時之間時,硬度不再明顯變化,但在1000小時後,硬度值會◆有小幅降低;當時效時間大於10000小時時,硬度隨試驗時間的延長明↙顯升高。


                    b. 在低應力看著條件下(61MPa),試樣經歷0~80000小時的硬度變化趨勢與無應力加載情況下相似,但在蠕變後期(約80%斷裂壽命時間)硬度出現突然下降。


                   浙江至德鋼業有限公司同時研究了TP304H、TP316H、TP321H、TP347H 幾種鋼在650、700℃經50000小時Ψ時效後硬度值隨時效時間的變化。結果表明,試樣的硬度隨時效時間的延長有一定Ψ 程度的升高。


                   本文所研究的試驗管樣硬度值在運行過程中的變化規律與國外研究結果基本一致,但由於所取管樣尚未到壽命尾期,故未見有硬度值急劇下降的情況。


                  2. 抗拉強度和屈服強度


                   試驗管樣的室溫抗拉強度、屈服強度隨服役時間的變化關系分別如圖所示。在服役時不過間0~22萬小時範圍內,抗拉強度隨服役時間的延長總體上呈明顯的升高趨勢,屈服強度則基本保持不這石頭變。目前國內外對長時間服役或時效管樣拉伸性能的系統研究較少,一般認為奧氏體不銹鋼的抗拉強度和屈服強度隨服役或時效時間的變化不大。至德鋼你放心吧業等對TP304H和TP316H鋼在600~800℃時效10000小時後的室溫拉伸性能進行了研究,結果表明:與原始〖管樣(未時效)相比,在600~800℃經10000小時時效後,樣品的抗拉強度略有升高,而屈服強∴度略有下降。


                 3. 斷後伸長率


                  試驗管樣的室溫斷後伸長率隨服役時間的變化關系如圖☆所示。在服役時間0~22萬小時範圍內,斷後伸長率隨服役時間的延長總體上呈明顯的下降趨勢。至德鋼業技術人員對TP304H和TO316H鋼經600~800℃時效10000小時後的室溫拉伸性能進行了研究,結果表明:與原始管樣(未時效)相比,經長時時效後樣品的斷面收縮率均明顯下降。


                 4. 沖擊吸收能量


                 由於管樣壁厚尺也是急聲開口寸受限,僅對管壁略厚的試驗管樣進行了沖擊試驗,室溫沖擊吸收能量隨服役時間的變化關系如圖所示。由圖可以看出,隨服役時間的延長,室溫沖擊吸收能量總體上呈明顯的下降趨勢。至德鋼業技術人員等對TP304H和TP347H不銹鋼鍋爐管,經700℃長時時效後的沖擊韌性進行了研究,結果表明:與原始管樣(未時效)相比,經10000小時時效後的樣品沖擊韌性均明顯下降。試驗研究表明,樣品沖擊韌性下降是由於σ相的析出造成的,當鋼中出現5%(體積分數)的σ相時,可使鋼的沖擊韌性降低到原來的四分之一。


                三、蠕變斷裂特征


                 浙江至德鋼業有限公司對TP304H、TP321H和TP347H不銹鋼※的蠕變斷裂特征進行了研究,結果表明:大應力或高溫度的短時間斷裂試樣(對應於ぷ運行短時間的超溫爆管),斷裂模式為延性穿晶斷你果真要這么做裂;較長時間的斷裂試樣(對應於運行較長時間的超溫爆管),斷裂源於晶界上的空洞鏈或源於三岔晶界處的楔形裂【紋;更長時間的斷吃力裂試樣(對應於運行長期老實力減弱大半化失效的管),斷裂源於晶界分布的▼σ相處。


                四、結論


                 1. 18-8型奧氏體不銹鋼鍋爐管在服役過程中硬度值的變化趨勢總體升高。硬度值上升較快的區間包括10~100小時與10000小時以後。前一區間的硬度升高為碳化◤物快速析出形成的彌散這金色強化的結果,後一區間的硬度升高為σ相的析出並長大所致。由於鋼管供貨前▆的固溶處理時間較短,冷加工這軀體中的加工硬化仍有殘留,因此在服役初期較短時間(約10小時)內,由於亞結構的回復變化,硬度值有所降低;在爐ω管的壽命尾期,由於蠕變加速損傷形成的微觀缺陷(孔洞和ㄨ微裂紋),硬度黑熊王一把就抓住了他會快速降低;在100~10000小時之間,少量新的第二相彌散析出造成的強化與已析出碳化物的聚集變化導致的□ 軟化相互平衡,硬度值基本保持不變,或略有降低。


                 2. 奧氏體不銹鋼鍋爐管室溫抗拉強度隨著服役時間的延長有總體升高的趨勢,直到產生蠕變◆損傷,其變化規律與硬度值的變化基本一致。屈服強度由於固溶處理可能◎殘留的加工硬化,基本保持不變。


                 3. 奧氏體不銹鋼鍋爐管長期在高溫下服役時,隨著晶內、晶界析出第二相的增多,對基體變形的阻礙不斷增強(不論是晶內滑移還是¤晶界滑移),使得不銹鋼鍋爐 嗡管的塑韌性指標隨著服役時間或時效時間的延長呈下降趨勢。析出相對不銹鋼的塑韌性的影響不僅取決於卐析出相的數量,還與析出相的形態、大小和分布位置等有關,若析出相在晶々界上呈連續片狀或者在晶內熊王不由朝呈針狀形式都會對不銹鋼的塑性和韌性造成嚴重影響。


                 4. 隨蠕變斷裂時間的延長,奧氏體不銹鋼依次呈現出3種余波就足以讓冷光重傷不同的蠕變斷裂模式:延性穿晶斷裂、源於晶界上的空洞鏈或源於三岔晶界處的楔形裂紋的斷裂、源於晶界分布的σ相處的斷裂。


                本文標簽:不銹鋼鍋爐管 

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