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18—8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(一)

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［ 中图分 类号］ Ｔ ４ ． ５ Ｇ１ ２ ２ ［ 文献标 识码］ Ａ
［ 章 编 号］ １ ０ ３ ６ （０ ２ ０ —０ ４ —０ 文 ０ ２— ３ ４ ２ １ ） １ ０ ６ ４
［ Ｏ 编 号］ １ ． ９ ９ ｊｉｓ． ０ ２—３ ６ ． ０ ２ Ｏ ． ４ Ｄ Ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ ３ ４ ２ １ ． １０ ６
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ＦＲｏＭ ８— ８ ＴＹＰＥ １ ＡＵＳＴＥＮＩ Ｃ ＴＡＩ ＴＩ Ｓ ＮＬＥＳ ＴＥＥＬ ＳＳ
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料脆化 ， 腐蚀 能力 降低 ； 抗 固溶处理 工 艺不 当时 ， 易在 运行 中产 生裂 纹 ； 未施行 去 应 力 处
理 时 ， 加 大应 力腐蚀 风险 ； 接 时应 注意线 能量和 冷却 速度 的控制 。 会 焊
［ 关 键 词］ １ ～８型 ； 氏体 不锈 钢锅 炉管 ； ８ 奥 材料 ； 学性能 ； 役特 性 力 服
１ —８ 型 奥 氏 体 不 锈红 ， 锡鹏 ， 贺 郑坊 平 ， 志 刚 ， 史 张 磊 ， 弘 枯 王
西安 热 工研 究院有 限公 司 ， 西 西安 陕 ７ ０ ３ １０２
热能基 础研究
［ 摘
要］ 对 １ —８型 奥氏体 不锈钢 锅 炉 管的服 役 特 性进 行 研 究 ， ８ 其主 要 包括 奥 氏体 不锈 钢 锅 炉 管服役 过程 中组 织演 变规律 、 学性 能变化 、 力 组织性 能 变化 及 不锈 钢锅 炉 管制造 工 艺差 异对服 役安 全性 的影 响 。研 究 结果 表 明 ， 着服役 期 的 延 长 ， 料 的 口相逐 渐析 出 ， 随 材 材

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18-8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(五)

18-8型奥氏体不锈钢锅炉管服役特性研究(五)

１ —８ 型 奥 氏 体 不 锈 钢 锅 炉 管 ８
服役特， 究 （ ） Ｉ 生研 五
史志 刚， 马 红 ， 坊 平 ， 郑 贺锡 鹏 ， 张 磊 ， 弘 拮 王
西安 热工研 究院有 限公 司， 陕西 西安 ［ 摘 ７ ０ ３ １０２
要 ］ 随着 １ —８型奥 氏体 不锈钢 锅 炉 管服 役 时 间的 延 长 ， 织老化 和性 能 劣化 程 度会 逐 渐 ８ 组
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热 能基 础 研究
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Ｓ ＴＵＤＹ ｏＮ ＥＲＶＩ ＮＧ Ｓ ＣＩ ＢＥＨＡＶＩ ｏＲ ｏＦ ＢＯＩ ＬＥＲ ＴＵＢＥＳ Ｍ ＡＤＥ ＦＲｏＭ
１ ８—８ Ｔ ＹＰ Ｅ ＡＵＳ ＥＮＩ Ｃ Ｔ ＮＬＥＳ ＴＥＥＬ （ ） Ｔ ＴＩ Ｓ ＡＩ ＳＳ ５
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老 化 。 给 出 了各 级 老 化 的 微 观 组 织特 征 。
［ 关 键 词］ １ —８型 奥氏体 不锈钢 ； 炉管 ； 役安 全性 ；组 织老化 ； 化 ； 腐蚀性 ８ 锅 服 脆 抗 ［ 图分类 号］ ＴＧＩ ３ １ Ｔ ２ 中 １ ． ； Ｋ２ ５ ［ 文献 标识 码］ Ａ ［ 章 编 号］ １ ０ —３ ６ （０ ２ ０ — ０ １— ４ 文 ０ ２ ３ ４２ １ ）５ ０ ６ ０ Ｉ Ｏｌ 编 号］ １ ． ９ ９ｊｉｓ． ０ ２— ３ ４ ２ １ ． ５ ０ １ Ｄ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ ３ ６ ． ０ ２ ０ ． ６
电站锅炉用18-8型铬镍奥氏体不锈钢金相侵蚀剂及侵蚀方法

电站锅炉用18-8型铬镍奥氏体不锈钢金相侵蚀剂及侵蚀方法

电站锅炉用１８－８型铬镍奥氏体不锈钢金相侵蚀剂及侵蚀方法刘　爽，杨东旭，高明德（山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司，山东济南　２５０００２） 摘　要：针对现有的金相侵蚀剂对经过长期高温高压运行后的电站锅炉用１８－８型铬镍奥氏体不锈钢受热面管的侵蚀效果不佳，研究一种专用的金相侵蚀剂及侵蚀方法，能够将经过长期高温高压运行后的１８－８型铬镍奥氏体不锈钢受热面管的晶界、在奥氏体晶粒内部和晶界上出现的化物Ｍ２３Ｃ６和金属间化合物σ相等奥氏体晶粒析出相、严重过热老化后晶界上出现的蠕变孔洞等形貌特征显示清楚，侵蚀速度容易控制，具备一定化学抛光作用，配制方便，配方简单，使用安全的金相侵蚀剂。

关键词：奥氏体不锈钢；侵蚀剂；侵蚀方法 中图分类号：ＴＫ２２４．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１８）０６—００４４—０４ 奥氏体不锈钢以其较高的蠕变强度、良好的组织稳定性、优良的抗烟气腐蚀和蒸汽氧化性能，在制造电站锅炉受热面中得到了大量的应用，大部分奥氏体不锈钢均是在１８－８型（１８Ｃｒ－８Ｎｉ）奥氏体不锈钢的基础上发展起来［１］。

目前，电站锅炉常用的１８－８型奥氏体不锈钢主要有ＳＡ－２１３ＴＰ３０４Ｈ、ＳＡ－２１３ＴＰ３４７Ｈ、ＳＡ－２１３ＴＰ３４７ＨＦＧ等。

电站锅炉受热面管都是在高温高压的条件下运行，管子外表面的烟气温度超过１０００℃，管子内流动的水蒸汽温度在５４０℃以上，压力达１６ＭＰａ以上，运行条件极为恶劣。

在长期高温高压服役过程中，奥氏体晶粒会在内部和晶界上析出碳化物Ｍ２３Ｃ６和金属间化合物σ相［２～４］，会降低其强度、韧性和耐腐蚀性能，严重威胁锅炉安全运行。

因此，对１８－８型铬镍奥氏体不锈钢受热面管子的金相检测是ＤＬ／Ｔ　４３８－２００９《火力发电厂金属技术监督规程》和ＴＳＧ　Ｇ７００２－２０１５《锅炉定期检验规则》规定必须进行检测的项目。

１　常用奥氏体不锈钢侵蚀剂奥氏体不锈钢的金相侵蚀常用的侵蚀剂如王水、盐酸ＦｅＣｌ３水溶液等。

18-8型钢对应力腐蚀是很敏感的

18-8型钢对应力腐蚀是很敏感的

18-8型钢对应力腐蚀是很敏感的
18-8型耐酸不锈钢，是含铬量中限为18%、含镍量下限为8%的高铬镍合金钢。

其特点是能够抵抗多种强酸（硫酸、硝酸、盐酸）的腐蚀，有高的化学稳定性，有良好的塑性、韧性、焊接性、机加工性。

其代表钢种是OCr18Ni9. 1Cr18N19、Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti。

在中国这四种钢的产量占整个耐酸不锈钢总产量的2/3以上。

18-8型钢经冷加工变形后，强度、硬度迅速增加，而塑性和韧性随之大幅度下降，。

这意味着，冷变形后钢中存在着不可忽视的内应力。

经实验证明，只要有20 -70MPa的内应力存在，就会有促使局部奥氏体转变为马氏体危险。

在应力和腐蚀介质的共同作用下，沿着已转变为马氏体的的晶界产生脆性微裂纹，随后微裂纹，随后微裂纹逐渐扩展，以致使零件失效。

这种腐蚀称应力腐蚀。

18-8型钢对应力腐蚀是很敏感的。

所以冷变形后的18-8型钢，都应进行回火，以消除内应力。

回火温度为300 - 350℃，保温2h左右，然后出炉空冷。

注意回火温度不能超过400℃。

否则，会有碳化铬析出，降低钢的耐腐蚀性能。

另一类回火是焊接后的回火。

18-8型钢焊接后在焊区产生很大的热应力，而且不可避免地沿奥氏体晶界析出一些碳化物，会形成晶间腐蚀。

为了消除焊接后的热应力，也为了重新溶解已析出的碳化物，必须进行高温回火。

回火温度为850 - 870℃，保温0.5h，空冷。

微信公众号：hcsteel。

18—8型奥氏体钢锅炉管高温运行后失效原因分析

18—8型奥氏体钢锅炉管高温运行后失效原因分析

其 形态 看是 在针 状 析 出相 的基 础 上 ， 相 界 面 逐 渐 发 沿
生氧化 而形 成 的。
化 区 与基体 之 间 没有 连 续 的界 面 ， 呈 大 小 不均 的多 并
边 形块 状 ， 明在基 体合 金相 中发 生 了氧化 物 的长 大 ， 说
具有 明显超 温特 征 。
图 ３ 试 样 向火 面 壁 厚 中部 的 组 织 形 态
图 ｌ 向火 面 外 表 面 组 织形 态
物 和氧化 物等 。图 ２中深 灰 色 相 为硫 化 物 或 氧化 物 ，
从析 出相 的分 布深 度看 ， 晶界 的块 状 、 状析 出 沿 粒
收 稿 日期 ： ２ ０ ０ ６一ｌ —２ １ ９ 作 者 简 介 ： 张晓昱（ ９ １ ）女 ． １ ７ 一 ， 工学硕士 ， 河北省电力研究院高级工程师 ， 主要从事电厂金属材料金相分析。
题严 重威 胁 到机组 的安全 稳定运 行 。
相 分布深 度最 大 ， 向火 面 整个 壁 厚 范 围都 有 沿 晶 的粒 状析 出相 分布 ， 中心 组 织 中 的析 出相 形 态 为 断续 的颗 粒状 （ ３ 。针 状 析 出 相分 布 深度 次 之 ， 状 相 在 晶 图 ） 针 内的取 向有 明确 的方 向性 。晶界氧 化物 的分 布 深度 比 针状析 出相略 浅 ， 般 在 数个 晶粒 尺 度 范 围 。在 表 层 一
动， 最终 导 致炉 管泄 漏 。
图 ２ 晶 界 析 出相 形 成 连 续 和 封 闭 的 结构
某 电厂 检修 中发现 高温过 热器 出 口 ２ ４个 弯头 中 ９
有 ４ 个 弯头 内部 氧 化皮堆 积严 重 ， ５ 割管共 倒 出 氧化皮 约 为 ９０ ０ ｇ 平 均 每个 弯 头 约 ２ ０ ｇ ０ ， ０ 。氧化 皮 剥 落 问