1、TPRI西安熱工研究院有限公司西安熱工研究院有限公司二一三年十二月二一三年十二月TPRITPRITPRITPRI12CrMoG/15CrMoG07Cr2MoW2VNbB08Cr2Mo1W2VTiBTPRI T23是日本住友公司開發的鋼種，定名為HCM2S，在JIS標準中定名為STBA23；T24是歐洲V&M(VALLOUREC&MANNESMANN)開發的鋼種。 T/P23鋼，通過添加1.6%的W、降低Mo含量（0.20%）與C含量（0.040.10%）、同時添加少量的V、Nb、N與B。控制含C量在0.1%以下以提高可焊性。最大淬火硬度控制在低于Hv 350。該鋼種卓越的持久強

2、度源自用W代替部分Mo并添加少量B。固溶強化元素（W、Mo）和析出強化元素（V、Nb）的最佳值為1.6W-0.1Mo-0.25V-0.05Nb（wt.%）。T24鋼。 與T24相比，可見T23成分中主要是添加了W，降低了Mo含量，并添加少量的Nb；T24鋼中無W元素，但Mo含量高于T23，且添加少量的Ti。經過正火和回火處理后，析出碳化鉻、細小的釩及鈷的碳氮化合物，提高蠕變性能。 組織：回火貝氏體+馬氏體組織TPRI盡管試驗表明T/P23在焊接過程中不用預熱也不會出現冷裂紋，而國外的資料介紹，對于壁厚小于10mm的小徑管，焊前可不預熱，焊后可不進行熱處理。但在工程實際中發現，T23有一定的冷裂

3、紋傾向，在拘束應力較大的條件下，不預熱則易出現冷裂紋；焊后不熱處理，接頭的強度和塑性可滿足相關標準，但熱影響區硬度偏高，沖擊韌性低，經710730回火，焊縫和熱影響區的沖擊韌性明顯提高，所以目前工程中往往還是采用預熱和焊后熱處理。例如上海外高橋第三發電廠2 1000MW超超臨界機組鍋爐的T23鋼制水冷壁光管和螺旋管（38.16.78mm）在安裝施工中，仍然采用焊接前150200的預熱，焊后立即后熱緩冷處理，用火焰方式移動加熱至200300，保溫10min。隨后用石棉布等保溫材料覆蓋緩慢冷卻至室溫。經100%目視檢查和100%MT后進行焊后.熱處理。工程中出現了諸多的T23鋼制水冷壁管焊縫開裂的

4、案例，裂紋在鰭片、填塊角焊縫及對接焊縫均發生。TPRI工程中也出現了諸多的高溫再熱器進口集箱上T23接管的開裂，圖9-2-26示出了一臺運行70天的660MW超超臨界鍋爐高溫再熱器進口集箱上T23接管側焊縫開裂形貌（集箱材料為12Cr1MoVG，規格736.652mm），部分裂紋擴展引起蒸汽泄露。對開裂管的化學成分分析、硬度和金相組織檢查表明：T23管的化學成分符合 ASME SA-213標準，焊縫熱影響區的粗晶區中出現了馬氏體組織，導致相應區域的硬度高達290HV，使得該區域脆性增大，在載荷作用下開裂。TPRI T23鋼管向火側內壁的氧化與氧化層的剝落 資料國華對SG-1913/25.4-M

5、950超臨界壓力直流鍋爐T23制末級過熱器和高溫再熱器管向火側內壁的氧化與氧化層的剝落進行了研究，過熱蒸汽出口壓力/溫度25.4 MPa /571 ，再熱蒸汽壓力/溫度為4.16 MPa /569 。結果表明：鍋爐累計運行10874小時后T23鋼末級過熱器運行管的內壁氧化皮厚為0.12mm0.26mm ，脫落氧化皮厚度為0.090.12mm，且同一根管樣不同位置內壁氧化層厚度存在較大差異（0.18mm0.26mm）。T23鋼末級過熱器管內壁氧化皮脫落形式有大片狀和橢圓狀，氧化皮形成鼓包而脫落（圖8-7）；焊接接頭形狀變化處的氧化皮易呈鱗片狀脫落（圖8-8）。TPRI1.3.鍋爐過熱器、再熱器管

6、材料 1.31.3. 1鍋爐過熱器、再熱器管用鋼 低合金耐熱鋼低合金耐熱鋼 T23T23、T24T24 12Cr2MoG12Cr2MoG 、12Cr1MoVG12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB12Cr2MoWVTiB 9 912Cr%12Cr%鋼：鋼：T91T91、T92T92、T122T122 奧氏體不銹鋼：奧氏體不銹鋼： TP304HTP304H、TP347HTP347H Super304Super304、TP347HFGTP347HFG、HR3CHR3C （25Cr-20Ni-Nb-N） TPRITPRI目前鍋爐過熱器、再熱器管奧氏體耐熱鋼有兩大類：一類是以美國、日本為代表的C

7、r-Ni-Nb（Ti）系列，中國基本采用這一系列。目前超（超）臨界鍋爐最常用的為18%Cr-8%Ni系列的 07Cr19Ni10（TP304H）、 07Cr18Ni11Nb（TP347H） 08Cr18Ni11Nb （TP347HFG） 25Cr-20%Ni系列的HR3C。另一類為歐洲采用的Cr-Ni-Mo系列。Cr-Ni-Nb（Ti）系列奧氏體耐熱鋼含碳量略高于Cr-Ni-Mo系列,較高的碳優先與鈮（鈦）形成碳化物，降低了碳與鉻結合的程度，從而使鋼基體中，特別是晶界保留較高的鉻含量，提高鋼的抗氧化腐蝕性。Cr-Ni-Mo添加鉬到不銹鋼中可增強不銹鋼的鈍化作用和耐蝕性，阻止點腐蝕傾向。但由于鉬

8、是形成鐵素體元素，故為了使鋼得到奧氏體組織，要相應的增加鎳含量。另一方面，若含鉬鋼中碳含量較高，則在高溫長期運行條件下，鋼中易析出鉬的碳化物，使鋼的持久強度降低。所以對于含鉬不銹鋼要降低碳含量，增加鎳含量。 ASME中的 TP316H 也屬于Cr-Ni-Mo系列不銹鋼TPRITPRISUPER304H為日本住友金屬株式會社的專利牌號。為日本住友金屬株式會社的專利牌號。日本標準牌號為日本標準牌號為“火火SUS304J1HTB”。ASME SA-213M標準（標準（2008補遺），補遺），UNS號為號為S30432。鋼鋼廠廠管坯來源管坯來源高溫軟化設備高溫軟化設備固溶熱處理爐固溶熱處理爐噴丸設備噴

9、丸設備試驗研究試驗研究情況情況鑒定情鑒定情況況能力分析能力分析太太鋼鋼太鋼自煉太鋼自煉暫無，正擬建暫無，正擬建5 5臺，最高溫度臺，最高溫度12501250無、外委無、外委在哈鍋試在哈鍋試驗驗-暫不具備生暫不具備生產能力產能力華華新新臺灣鹽水、臺灣鹽水、寶特、太鋼寶特、太鋼連續爐連續爐1 1臺，最高溫臺，最高溫度度128012804 4臺，最高溫度臺，最高溫度12801280暫無、擬暫無、擬建或外委建或外委在哈鍋、在哈鍋、東鍋試驗，東鍋試驗，已通過已通過鑒定鑒定具備生具備生產能力產能力宜宜興興寶特、太鋼寶特、太鋼臺車爐一臺，最高臺車爐一臺，最高溫度溫度130013001 1臺，最高溫度臺，最高

10、溫度12501250有有在哈鍋、在哈鍋、東鍋試驗東鍋試驗已通過已通過鑒定鑒定具備生具備生產能力產能力武武進進寶特、太鋼寶特、太鋼臺車爐、電爐各一臺車爐、電爐各一臺，最高溫度臺，最高溫度130013004 4臺，最高溫度臺，最高溫度12501250暫無、擬暫無、擬建或外委建或外委在東鍋試在東鍋試驗，合格驗，合格已通過已通過鑒定鑒定具備生具備生產能力產能力長長鋼鋼自煉自煉臺車爐一臺，最高臺車爐一臺，最高溫度溫度130013003 3臺，最高溫度臺，最高溫度11801180；另擬建；另擬建1 1臺臺最高溫度最高溫度12501250無無正在東鍋正在東鍋試驗試驗-具備生具備生產能力產能力寶寶特特自煉連鑄

11、坯自煉連鑄坯用固溶熱處理爐，用固溶熱處理爐，最高溫度最高溫度120012001 1臺，最高溫度臺，最高溫度12001200無，外委無，外委在上鍋試在上鍋試驗驗已通過已通過鑒定鑒定暫不具備生暫不具備生產能力產能力天天管管太鋼太鋼暫無暫無1 1臺，最高溫度臺，最高溫度12001200無、外委無、外委尚未試驗尚未試驗-不具備不具備生產能力生產能力久久立立太鋼或寶特太鋼或寶特采用熱擠壓代替高采用熱擠壓代替高溫軟化處理溫軟化處理1 1臺，最高溫度臺，最高溫度1250;1250;另擬建另擬建1 1臺臺12501250無、外委無、外委在哈鍋、在哈鍋、上鍋試驗上鍋試驗已通過已通過鑒定鑒定具備生具備生產能力產能

12、力TPRITPRITPRITPRITPRITPRITPRITPRITPRITPRI1.4.3.31.4.3.3 P91/P92P91/P92鋼中易出現的問題鋼中易出現的問題（1 1） P91/P92P91/P92鋼和焊縫的硬度鋼和焊縫的硬度工程中經常發現P91/P92鋼管局部硬度偏低。例如， 某電廠一根P92鋼管，大部分區域硬度為200HB，但在軸向1400mm、周向約1/3周的區域，硬度僅為165HB，最低的150HB左右。 某電廠3號爐P92鋼制末級過熱器出口管道母材硬度在HB140HB174之間。DL438/T-2009“火力發電廠金屬技術監督規程”中規定：9-12%Cr鋼母材硬度為18

13、0-250HB；焊縫硬度為180-270HB。TPRIASME 關于關于9-12%Cr鋼的監督鋼的監督TPRIASME 關于關于9-12%Cr鋼的監督鋼的監督TPRITPRITPRI（2 2） P91/P92P91/P92鋼及焊縫的異常金相組織鋼及焊縫的異常金相組織TPRI（2 2） P91/P92P91/P92鋼及焊縫的異常金相組織鋼及焊縫的異常金相組織 P92鋼中的鐵素體 P92鋼中的可逆鐵素體 P92鋼中的可逆鐵素體P91鋼中的鐵素體+第二相（140HB）TPRI（2 2） P91/P92P91/P92鋼及焊縫的異常金相組織鋼及焊縫的異常金相組織 P91鋼焊縫的晶界網狀組織 T91鋼管上

14、隨意點焊導致的開裂T91焊縫金屬中存在線狀黑色影線，黑色影線的分布基本均在焊道重疊的位置，即上一道或上幾道對下一道發生熱影響的位置TPRITPRI912Cr鋼焊縫金相組織 模擬正常焊接試樣焊縫、模擬正常焊接試樣焊縫、HAZ和母材的硬度處于正常范圍；彎曲合格；和母材的硬度處于正常范圍；彎曲合格；沖擊功低于有關標準和各國有關公司對沖擊功低于有關標準和各國有關公司對T/P91焊縫沖擊功的要求，但高于焊縫沖擊功的要求，但高于母材的橫向指標、低于縱向指標。母材的橫向指標、低于縱向指標。 超規范焊接接試樣為堆焊試樣，無法取樣進行拉伸、彎曲試驗，故只進超規范焊接接試樣為堆焊試樣，無法取樣進行拉伸、彎曲試驗，

15、故只進行了沖擊和硬度試驗。行了沖擊和硬度試驗。黑色陰影線與黑色陰影線外的硬度正常，且差異很黑色陰影線與黑色陰影線外的硬度正常，且差異很小，沖擊功反而高于小，沖擊功反而高于模擬正常焊接試樣。模擬正常焊接試樣。 TPRI(3) T91(3) T91鋼管內壁腐蝕鋼管內壁腐蝕 2028t/h “W”型亞臨界自然循環汽包爐，高溫再熱器T91管(574.5)內壁嚴重腐蝕。 1號機組于2008年9月30日通過168小時，至2008年10月6日停機；2009年2月16日再次啟動，因高溫再熱器管發生爆漏于2009年2月20日再次停機。TPRI能譜分析結果表明：發生腐蝕的部位腐蝕產物中均不同程度的含有Na、Ca、

16、Cu、Mg等外來元素，從表層到內層逐漸降低，腐蝕嚴重的部位這些元素含量比腐蝕輕的部位明顯多，這表明腐蝕程度與外來元素有關。由此推斷，表面污物越多，腐蝕越嚴重，沒有污物的區域腐蝕很輕，表明管子內表面臟污程度決定了腐蝕程度。TPRI原因：原因： 安裝前管子內壁粘有不同程度的污物，安裝前管子內壁粘有不同程度的污物， 安裝后，管子內的污物大部分沉降到安裝后，管子內的污物大部分沉降到U型管的下彎頭處和水平段，受污染的管子型管的下彎頭處和水平段，受污染的管子沒有得到及時處理和保養，遇到環境潮濕或積水且有氧氣的存在，從而產生了沉積沒有得到及時處理和保養，遇到環境潮濕或積水且有氧氣的存在，從而產生了沉積物下腐

17、蝕。垂直管段由于表面不易沉積污物，腐蝕也較輕。物下腐蝕。垂直管段由于表面不易沉積污物，腐蝕也較輕。 水壓試驗結束后，因安裝需要試驗用水被放掉，但高再管內的水不可能完全放盡，水壓試驗結束后，因安裝需要試驗用水被放掉，但高再管內的水不可能完全放盡，這就會在這就會在U型管下部產生不同程度的積水。型管下部產生不同程度的積水。 鍋爐放水時，由于排氣門打開，鍋爐放水時，由于排氣門打開，空氣進入管子內部，空氣中含有空氣進入管子內部，空氣中含有CO2，CO2會使會使水的水的pH下降，而水中的氨還會不斷地向氣空間中揮發，再加上污物的影響，因此下降，而水中的氨還會不斷地向氣空間中揮發，再加上污物的影響，因此本來堿

18、性的水可能會變為中性或弱酸性水，水的腐蝕性就會變強。本來堿性的水可能會變為中性或弱酸性水，水的腐蝕性就會變強。 綜上所述：綜上所述：#1機組鍋爐高再機組鍋爐高再T91管腐蝕的主要原因是沉積物下腐蝕，管腐蝕的主要原因是沉積物下腐蝕，發生時間在鍋爐吹管以前發生時間在鍋爐吹管以前。TPRI試驗試驗 將表面打磨干凈的管樣放入將表面打磨干凈的管樣放入500mg/L氨水氨水+200mg/L聯氨的除聯氨的除鹽水中，瓶口密封或將瓶口塞子松開，漏出小的縫隙，鹽水中，瓶口密封或將瓶口塞子松開，漏出小的縫隙，6個月個月未見明顯腐蝕未見明顯腐蝕TPRI在上述試驗溶液中加入少量鐵銹，鐵銹自然沉降后落在了光亮的試樣在上述

19、試驗溶液中加入少量鐵銹，鐵銹自然沉降后落在了光亮的試樣表面，表面，14天后表面落有鐵銹的部位發生明顯腐蝕；表面沒有沾污的部位天后表面落有鐵銹的部位發生明顯腐蝕；表面沒有沾污的部位仍然沒有腐蝕。仍然沒有腐蝕。TPRI將表面打磨處理干凈的管樣放入將表面打磨處理干凈的管樣放入500mg/L氨水氨水+200mg/L聯氨的聯氨的除鹽水中，管樣一半在水中一半在液面外，在管樣的中間部位撒一除鹽水中，管樣一半在水中一半在液面外，在管樣的中間部位撒一些土，瓶口蓋一塊表面皿，些土，瓶口蓋一塊表面皿，6個月個月后表面撒土的部位明顯銹蝕，后表面撒土的部位明顯銹蝕，其它部位腐蝕輕微。其它部位腐蝕輕微。TPRIP91運行

20、運行7.5萬小時后內壁形貌萬小時后內壁形貌,深度約深度約2mmTPRITPRITPRITPRI1.51.5主給水管道用鋼主給水管道用鋼 WB36WB36該鋼在歐洲的EN10216-2中的牌號為15NiCuMoNb5-6-4，在德國VdTUV中為15NiCuMoNb5，在ASME SA335-08中為P36，在ASME SA182-08中為F36，在我國GB5310 -2008中為15Ni1MnMoNbCu，瓦盧瑞克曼內斯曼鋼管公司（VOLLORECMANNESMANN，簡寫V&M）定名為WB36TPRITPRIWB36鋼在正火回火下使用。WB36鋼回火后得到貝氏體+鐵素體組織，一般的貝

21、氏體含量在40%-60%之間。硬度與強度TPRI硬度異常 鋼管規格OD55960 鋼管材質15NiCuMoNb5-6-4編號硬度值平均值編號硬度值平均值編號硬度值平均值A1267.277.259267B1312.312.306310C1289. 291.292290A2266.267.267266B2315.315.306312C2308.304.310307A3259.263.271264B3318.329.332326C3327.323.323324TPRI 拉伸試驗結果（軸向）拉伸試驗結果（軸向）試樣編號試樣編號位置位置Rp0.2 (MPa)Rm (MPa)A (%)Z (%)沖擊值沖擊

22、值KV2 (J)硬度，硬度，HBZS1外層外層74584518.069.5184.4276.8ZS2中層中層69081019.568.0163.9259.8ZS3內層內層82090517.568.0163.9291.0ZX1外層外層76586519.068.0153.8291ZX2中層中層68080518.567.0126257.2ZX3內層內層69080518.066.5140.9256.4DS1外層外層71081522.571.0195.9274.4DS2中層中層67078021.570.5200.4256.4DS3內層內層68577521.071.0216.5269DX1外層外層7608

23、6021.568.5178.6283.2DX2中層中層70082020.568.0167.2264.2DX3內層內層72081520.070.5203.1269EN10216440610-78019（軸）軸）40（軸）（軸）TPRITPRI鋼號及技術條件類 似 鋼 號1Cr5Mo（GB/T1221）15X5M（20072-74）；502(ASTM、AISI)12CrMo195（W-Nr1.7362）；STBA25（JIS G3462）1Cr6Si2MoX6CM（5632-61）4Cr9Si2（GB/T1221）SUHI（JIS G4311-1988）、40X9C2（5632-71）；Z45CS

24、9（NFA35）1Cr25TiSUH446（JIS G4312-1984）；15X25T（5632-72）1Cr20Ni14Si2、1Cr25Ni20Si2（GB/T1221）X20CrNiSi2012（W-Nr1.4828）；20X20H14C2（5632-72）3Cr18Mn12Si2N（GB/T1221）2Cr20Mn9Ni2Si2N（GB/T1221）2Mn18A15SiMoTiTPRI鋼 號 及 技 術 條 件類 似 鋼 號ZG20CrMo（JB/T9625）20XM（）ZG20CrMoV（JB/T9625）20XM（）ZG15Cr1MoA356、A217(ASTM)ZG15Cr1M

25、o1V（JB/T9625）15X1M1（）ZG12Cr2Mo1A356、A217(ASTM)TPRI2.2.汽輪機汽輪機/ /發電機用鋼發電機用鋼2.1汽輪機汽輪機/ /發電機用鋼發電機用鋼汽輪機轉子汽輪機轉子 30Cr2MoV 30Cr2MoV 30Cr1Mo1V 30Cr1Mo1V 發電機轉子發電機轉子30Cr2Ni4MoV30Cr2Ni4MoV26Cr2Ni4MoV26Cr2Ni4MoV TPRI2.2 超超臨界機組汽輪機高中壓轉子、汽缸和主汽/再熱閥門材料超超臨界汽輪機高/中壓轉子材料為含10%Cr和(0.61.0)W的高合金鋼。西門子公司材料牌號有X12CrMoWVNbN10-1-1

26、和日本采用的牌號TMK-1、TMK-2、KT5916、K11E89A鑄鋼 G X12CrMoWVNbN10-1-1。鋼號CMnPSSiCrMoVWNbNNiAlX12CrMoWVNbN0.110.130.400.500.0120.0050.1210.210.61.001.100.150.250.951.050.040.060.0450.0600 . 70 0.800.010TPRIX12CrMoWVNbN10-1-1轉子鍛件通常要經進行預備熱處理和性能熱處理。性能熱處理要進行兩次回火，第二次回火溫度不得低于700。回火保溫時間及冷卻速度的控制要保證轉子的殘余應力最低，轉子表面任意一點的殘余應力

27、不應超過60MPa。牌號Rm（MPa）Rp0.2（MPa）A（%）Z(%)Akv（J）X12CrMoWVNbN1000700-800134030TPRI歐洲COST 522計劃30.0MPa/620/650日本30.0MPa/630/630韓國26.0MPa/610/621TPRITPRI鋼種CSiMnPSCrNiTiNBNbCuXA7040.051.002.000.040.0317.0-20.08.00-11.0V：0.20-0.500.10-0.25-0.25-0.50W：1.50-2.60TEMPALOY AA-1（S30434）0.07-0.141.002.000.0400.01017.5-19.59.0-12.00.10-0.25-0.0010-0.0040Nb+Ta： 0.10-0.402.50-3.50NF709R0.101.001.500.030.0319.5-23.023.0