超級(jí)鐵素體不銹鋼管作為冷卻管的可行性分析
目前,多數(shù)新建電廠及改造項(xiàng)目的凝汽器換熱管都使用了不銹鋼材質(zhì),隨著不銹鋼需用大大增加,而不銹鋼需要大量的鎳,由于鎳資源嚴(yán)重缺乏,不銹鋼價(jià)格大漲。而超級(jí)鐵素體不銹鋼因?yàn)椴缓?與奧氏體不銹鋼相比,其成本更低,已經(jīng)成為凝汽器冷卻管的新選擇。超級(jí)鐵素體不銹鋼具有耐蝕性。超級(jí)鐵素體不銹鋼的抗腐蝕性能依賴于其組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分(表1)。該材料具有的體心立方點(diǎn)陣晶面容易滑移,易形成網(wǎng)狀位錯(cuò)結(jié)構(gòu),從而不易生成線狀的蝕溝,所以難以造成穿晶破裂。還由于它容易發(fā)生交叉滑移,而不致造成粗大的滑移臺(tái)階。該材料降低碳和氮含量,添加穩(wěn)定化和焊縫金屬韌化元素,含鉻在27%左右,同時(shí)含有3%以上的鉬,鉻鉬含量越高,鋼的耐點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。鉬使鋼表面形成富鉬的氧化膜,這種含有鉻鉬元素的氧化膜,具有很高的穩(wěn)定性,不但在許多非氧化性強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中很難被溶解,而且能有效地抑制氯離子引起的點(diǎn)腐蝕。另外該材料中加入了碳化物形成元素鈦和鈮,有效地抑制了晶間腐蝕傾向1概述在電站機(jī)組中,凝汽器換熱管的選擇,對(duì)凝汽器投資總額和運(yùn)行維修費(fèi)用的影響較大�，F(xiàn)從超級(jí)鐵素體不銹鋼的成分、耐蝕性、物理和力學(xué)性能等方面的指標(biāo),分析超級(jí)鐵素體不銹鋼管相對(duì)于普通奧氏體不銹鋼管和鈦管所具有的優(yōu)勢(shì),以及預(yù)測(cè)超級(jí)鐵素體不銹鋼管在凝汽器換熱管市場(chǎng)中的發(fā)展趨勢(shì)。2換熱管材質(zhì)成分鋼材牌號(hào)為S44660的超級(jí)鐵素體不銹鋼管的特點(diǎn)是Cr,Mo元素的含量較高,并用Ti,Nb作為穩(wěn)定化元素,材料的組織結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高,延性佳,且加工硬化率低等特性。這種牌號(hào)的鋼材成份見表1。普通鐵素體不銹鋼管材料中,如TP439,含Cr量為17.00%~19.00%,含Ni量為≤0.05%,僅作為殘余元素考慮。均比超級(jí)鐵素體不銹鋼中Cr、Ni的含量低。增加Cr含量,能適當(dāng)增加材料的強(qiáng)度,而添加Ni能降低塑—脆性轉(zhuǎn)變溫度(DBT),使該合金在較大的溫度范圍內(nèi)具有更良好的塑性。且其間隙元素C,N含量低,使其DBT比同類不含Ni的同類鐵素體鋼低,Ni還改善1鐵素體不銹鋼的主要缺陷鐵素體不銹鋼是一種節(jié)鎳鋼,強(qiáng)度高,冷加工硬化傾向較低,導(dǎo)熱系數(shù)為奧氏體不銹鋼的130%～150%,線膨脹系數(shù)僅為Cr-N i奧氏體不銹鋼的60%～70%。雖然有上述優(yōu)點(diǎn),但與奧氏體不銹鋼相比,其用途有限,產(chǎn)量也較低,這主要是因?yàn)殍F素體不銹鋼,特別是Cr16%的鐵素體不銹鋼存在一些缺點(diǎn)和不足。1.1室溫脆性和裂紋敏感性高鐵素體不銹鋼的室溫、低溫塑性差,缺口敏感性高,對(duì)晶間腐蝕比較敏感,而且這些缺點(diǎn)隨鐵素體不銹鋼截面尺寸的增加,冷卻速度的變慢和焊接的熱影響而更加強(qiáng)烈地顯示出來。鐵素體不銹鋼性能上的幾乎所有缺點(diǎn)都與鋼中的碳、氮有關(guān)犤1犦。隨碳、氮含量的增加,鐵素體不銹鋼的沖擊韌性下降,脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯上移,尤其是當(dāng)鋼中鉻含量高于15%～18%時(shí)更為明顯。鋼的缺口敏感性,冷卻速度效應(yīng)和尺寸效應(yīng)也隨鋼中碳、氮量的增加而顯著增強(qiáng)。鋼中氧含量也有類似影響,隨氧含量的提高,鐵素體不銹鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度升高
|
