奥氏体耐热钢在电站锅炉应用中存在的问题和预防措施.pdfVIP

维普资讯 2007年 2月 吉 林 电 力 Feb．2007 第35卷 第 1期 (总第 188期) JilinElectricPower Vo1．35 No．1(Ser．No．188) 奥氏体耐热钢在电站锅炉应用中 存在的问题和预防措施 ProblemsinUtilityBoilerApplicationofAusteniticHeat—resistantSteelanditsPrevention 李宗凯 ，于 滨 (1．大唐长春第二热电有限责任公司，吉林 长春 130031； 2．吉林吉长电力有限公司四平热电分公司，吉林 四平 136001) 摘 要：针对 目前电厂锅炉用奥氏体耐热不锈钢的使用中存在晶间腐蚀开裂、晶界应力腐蚀断裂和高温蒸汽腐蚀 的问题，阐述了其形成机理并分别进行案例分析，提出了预防措施，如防止增碳，在材料中加入稳定元素，使用抗氧 化性能更好的材料，保持不超温的运行条件和尽可能减缓机组温度变化的速率等。最后指出应根据具体的环境条 件，在选材、设计和工艺上避免上述问题。 关键词：晶间腐蚀；应力腐蚀；蒸汽腐蚀 ；奥氏体钢 ；锅炉 中图分类号：TG142．25 文献标识码 ：B 文章编号：1009—5306(2007)Ol一0034—03 Cr—Ni系奥氏体耐热不锈钢具有高热强性和抗 碳质量分数高于 0．02 的奥氏体不锈钢 中，碳与铬 氧化性 ，冷做成型和焊接性能较好 ，被广泛应用于大 能生成碳化物 (Cr。C)。这些碳化物高温淬火时呈 型锅炉机组 中。温度、压力等运行参数的提高对锅炉 固溶态溶于奥氏体 中，铬呈均匀分布，使合金各部分 钢材工艺性能、力学性能、使用性能的要求更高，一 铬质量分数均在钝化所需值，即 12 Cr以上 。合金 些新型钢材 (如 Super304H，TP347FG，HR3C)也相 具有 良好的耐蚀性 。这种过饱和固溶体在室温下虽 继被研发并且采用 。奥氏体不锈钢管的供货状态经 然暂时保持这种状态，但它是不稳定 的。如果加热到 过固溶处理 ，具有 良好的抗晶间腐蚀能力 。但在锅炉 敏化温度范围(500--850℃)内，晶界上就会形成敏 制造厂，钢管需经过冷弯或热弯、焊接制作成管排， 化组织 即晶界上析 出的连续 的、网状 的碳化物 组装完毕需进行整体 680～740C消除应力热处理 ， (Cr。C)，铬便从晶粒边界的固溶体 中分离出来 。由 相当于敏化处理。奥氏体不锈钢长期使用后会发生 于铬的扩散速度缓慢 ，远低于碳的扩散速度 ，不能从 高温蒸汽氧化 ，晶界晶内碳化物析 出，dr相 的产生 ， 晶粒内固溶体中扩散补充到边界 ，因而只能消耗晶 致使钢材综合性能大幅下降，组织稳定性变差，产生 界附近的铬 ，造成晶粒边界贫铬区。贫铬区的含铬量 晶间应力腐蚀断裂以及异种钢接头开裂等 ，这些都 远低于钝化所需的极限值，其 电位 比晶粒 内部的电 严重威胁机组的安全经济运行 。下面阐述晶间腐蚀 位低 ，更低于碳化物的电位 。贫铬 区和碳化物紧密相 开裂 、晶界应力腐蚀断裂和高温蒸汽氧化的机理 、案 连，当遇到一定腐蚀介质时就会发生短路电池效应 。 例及预防措施。 该情况下碳化铬和晶粒呈阴极 ，贫铬区呈阳极 ，迅速 被侵蚀。 1 晶间腐蚀开裂 1．2 晶间腐蚀案例… 某电厂 3号锅炉高温过热器安装后进行整体水 1．1 晶间腐蚀机理 压试验时发生 18处漏泄 ，漏泄处大多位于直管