P91鋼焊接性能P91切割異形件

目前新建的亞臨界機(jī)組中，主蒸汽管道及再熱蒸汽管道熱段的材料已用P91鋼代替P22鋼。為此，從化學(xué)元素、室溫力學(xué)性能、許用應(yīng)力及蠕變強(qiáng)度、線膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率、焊接性能方面分析比較P91鋼和P22鋼，說明P91鋼更具優(yōu)越性。后通過在工程上的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步說明采用P91鋼能節(jié)省管材，方便設(shè)計(jì)、安裝，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。產(chǎn)生的介紹高溫、高壓管道材料是火力發(fā)電廠重要的用材之一，它不僅對(duì)電廠的安全運(yùn)行起著重要的作用，而且也影響電廠的建設(shè)投入資金。過去國(guó)內(nèi)的600 MW機(jī)組工程，主蒸汽管道及再熱蒸汽管道熱段的管材均選用A335P22 管材。A335P22 鋼的特點(diǎn)是工藝性能良好，對(duì)熱處理的加熱溫度不太敏感，焊接性能也好，具有良好的塑性，大的缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低，尤其是高溫好強(qiáng)度比 12Cr1MoV 鋼低，在相同溫度、應(yīng)力下使用時(shí)，其管壁厚度要比 12Cr1MoV 鋼厚約30%。汽水管道壁厚過大，不僅增加制造上的困難，而且也給設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行帶來不便。20世紀(jì)80年代，美國(guó)推出了 A335P91 管材，由于該管材比P22鋼材具有更好的高溫性能，它的推出馬上得到世界各國(guó)的關(guān)注。在壓力、溫度、內(nèi)徑相同的情況下，主蒸汽管道及再熱熱段管道采用P91鋼代替P22鋼，壁厚可減少一半左右，管道管件如直角三通的用量可降低約65%。鋼的特性在以往的工程中，非常高壓125 MW及200 MW機(jī)組的主蒸汽管道選用 10 CrMo910 鋼；20世紀(jì)70年代末到80年代，引進(jìn)了亞臨界300 MW及600 MW機(jī)組，其主蒸汽管道選用 A335P22 鋼，這兩種鋼材性能相當(dāng)，它們都屬于珠光體耐熱鋼，高工作溫度為580～590 ℃，溫度再高時(shí)只能選用奧氏體耐熱鋼，奧氏體鋼高工作溫度達(dá)700 ℃，但這種鋼的熱膨脹性較高，對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感，異種鋼接頭壽命短，不適合用于高溫、高壓汽水管道。P91鋼是為了填補(bǔ)珠光體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼之間600～650 ℃溫度區(qū)域使用的新汽水管道用鋼，屬于馬氏體耐熱鋼, 其高使用溫度為650 ℃，實(shí)際上在原9Cr-1Mo鋼基礎(chǔ)上加進(jìn)V，Nb，N等強(qiáng)化元素，形成一種變質(zhì)新鋼種。P91和P22鋼元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)P91，P22 鋼主要元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)見。鋼中元素S是硫化物夾雜的主要來源，易產(chǎn)生赤熱脆性；元素P則主要影響回火脆性、熱脆性，因此，鋼中S和P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要低；V，Nb 及N屬于強(qiáng)化元素，可提高鋼材的強(qiáng)度；Cr，Si 等元素可使金屬在高溫運(yùn)行時(shí)生成的氧化膜致密而牢固，提高鋼材的舒緩反應(yīng)性。從表1可以看出，P91 鋼的有害元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，舒緩反應(yīng)性較高，又增加了強(qiáng)化元素，是一種優(yōu)于P22鋼的高溫、高壓管材。室溫力學(xué)性能