李益民——620度超超臨界機(jī)組選材

1、620超超臨界機(jī)組選材超超臨界機(jī)組選材2022-6-1李益民李益民西安熱工研究院有限公司電站建設(shè)技術(shù)部20132013年年8 8月月主要內(nèi)容2022-6-12一、一、620機(jī)組發(fā)展概況機(jī)組發(fā)展概況2022-6-13機(jī)組機(jī)組鍋爐供應(yīng)商鍋爐供應(yīng)商汽機(jī)供應(yīng)商汽機(jī)供應(yīng)商所屬公司所屬公司投運(yùn)時(shí)間投運(yùn)時(shí)間參數(shù)，參數(shù)，MPa/MPa/容量，容量，MWMW橘灣橘灣1#石川島石川島東芝東芝J-PowerJ-Power2001.72001.725/600/61025/600/61010501050橘灣橘灣2#BHKBHK日立日立三菱三菱J-PowerJ-Power2001200125/600/61025/600/

2、61010501050新磯子新磯子1#石川島石川島J-PowerJ-Power2002.42002.424.1/600/61024.1/600/610600600新磯子新磯子2#石川島石川島日立日立J-PowerJ-Power2009.72009.725/600/62025/600/620600600Torre NordTorre Nord234234（意大利）（意大利）Hitachi; Hitachi; AnsaldoAnsaldoMHIMHIENELENEL2009.32009.32009.92009.92010.12010.1/600/610/600/6103 3660Boxberg R

3、Boxberg RHitachiHitachiVattenfallVattenfall2010201031.5/600/61031.5/600/610670670Maasvlakte, Maasvlakte, 荷蘭荷蘭 阿爾斯通阿爾斯通2013201327.5 / 596/619 27.5 / 596/619 11131113Datteln 4HitachiE.ON201328.5/600/6201100KarsruheRDK 8德國(guó)德國(guó)ALSTOMEnBW27.5/600/620912Hamm D/E德國(guó)德國(guó)28 8.6 6/600/620800Rotterdam荷蘭荷蘭27 7.0 0/6

4、03 3/621 1由于資料來(lái)源的不同，有些機(jī)組的蒸汽參數(shù)尚未明確是否指汽輪機(jī)入口的參數(shù)表表1 1 國(guó)際上部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組國(guó)際上部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組一、一、620機(jī)組發(fā)展概況機(jī)組發(fā)展概況2022-6-14機(jī)組機(jī)組鍋爐供應(yīng)商鍋爐供應(yīng)商汽機(jī)供應(yīng)商汽機(jī)供應(yīng)商所屬公司所屬公司投運(yùn)時(shí)間投運(yùn)時(shí)間參數(shù)，參數(shù)，MPa/MPa/容量，容量，MWMWWilhelmshaven德國(guó)德國(guó)27.1/ /603/621Walsum 10Walsum 10德國(guó)德國(guó)HitachiHitachiSteagSteag29.0/600/62029.0/600/620750750RybnicRybnic( (法國(guó)法國(guó)EDF)

5、27.5/600/62027.5/600/620900900WestfalenWestfalenRWERWE600/620600/6202x 8002x 800EnsdorfEnsdorfRWERWE600/620600/6202x 8002x 800由于資料來(lái)源的不同，有些機(jī)組的蒸汽參數(shù)尚未明確是否指汽輪機(jī)入口的參數(shù)表表1 1 國(guó)際上部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組國(guó)際上部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組一、一、620機(jī)組發(fā)展概況機(jī)組發(fā)展概況2022-6-15電廠汽機(jī)入口參數(shù)，MPa/容量，MW國(guó)電泰州1、2號(hào)31/600/610/6101000田集27.0/600/620660萊蕪1、2號(hào)31.0/600/62

6、0/6201000長(zhǎng)興1、228.0/600/620660安源1、228.0/600/620660延安1、2號(hào)28.0/600/620660銅川二期3、4號(hào)28.0/600/6201000神華萬(wàn)州28.0/600/6201050安慶1、2號(hào)28.0/600/6201000表表2 中國(guó)在建和設(shè)計(jì)中的部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組（中國(guó)在建和設(shè)計(jì)中的部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組（30臺(tái)以上）臺(tái)以上）一、一、620機(jī)組發(fā)展概況機(jī)組發(fā)展概況2022-6-16電廠汽機(jī)入口參數(shù)，MPa/容量，MW舟山28.0/600/6201000撫州28.0/600/6201000大唐烏沙山28.0/600/6201000國(guó)投板集電

7、廠1、2號(hào)28.0/600/6201000國(guó)投北疆二期3、4號(hào)28.0/600/6201000神華羅源灣1、2號(hào)27/600/6201000表表2 中國(guó)在建和設(shè)計(jì)中的部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組中國(guó)在建和設(shè)計(jì)中的部分高參數(shù)超超臨界機(jī)組二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-17部部 件件 名名 稱稱材材 料料螺旋管屏水冷壁15CrMoG，T23垂直管屏水冷壁15CrMoG，T23低溫過(guò)熱器15CrMoG ， 12Cr1MoVG，T91，TP304H屏式過(guò)熱器T91，TP347HFG，S30432 (Super 304H） ， HR3C末級(jí)過(guò)熱器TP347HFG，S304

8、32 (Super 304H）， HR3C低溫再熱器SA-210C，15CrMoG ，12Cr1MoVG ，T91，T92高溫再熱器TP347HFG，S30432 (Super 304H)， HR3C分離器P22， P91，F(xiàn)12鍋爐受熱面管選材鍋爐受熱面管選材二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-18 Super 304H 的晶粒度的晶粒度 GB5310-2008中規(guī)定10Cr18Ni9NbCu3BN（Super 304H）的晶粒度7-10級(jí)，為細(xì)晶粒鋼；ASME SA213中S30432 (Super 304H）未規(guī)定晶粒度。所以在國(guó)外訂貨時(shí)要強(qiáng)調(diào)細(xì)晶粒鋼。

9、二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-19 Super 304H 的噴丸的噴丸Super 304H國(guó)產(chǎn)噴丸與國(guó)外噴丸效果比較國(guó)產(chǎn)噴丸與國(guó)外噴丸效果比較國(guó)產(chǎn)噴丸國(guó)產(chǎn)噴丸管樣管樣：噴丸硬化層的碎化晶層較薄，局部不連續(xù)，硬化層厚度和硬度分布不均勻。國(guó)外噴丸國(guó)外噴丸管樣：管樣：噴丸硬化層的碎化晶層較厚且均勻，其硬化層的厚度和硬度分布均勻性都優(yōu)于國(guó)產(chǎn)管樣。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-110不同溫度下保溫不同溫度下保溫2h,觀察噴丸層形貌觀察噴丸層形貌（a）國(guó)產(chǎn)管樣）國(guó)產(chǎn)管樣775 （b）國(guó)產(chǎn)管樣）國(guó)產(chǎn)管樣850 （c）國(guó)外管樣）國(guó)

10、外管樣850 d）國(guó)外管樣）國(guó)外管樣950 結(jié)果結(jié)果： 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)管樣775時(shí)內(nèi)壁就約30%面積形成氧化皮， 850時(shí)內(nèi)壁已全面形成氧化皮并且局部氧化皮已經(jīng)產(chǎn)生零星剝落； 國(guó)外國(guó)外管樣直到850時(shí)內(nèi)壁才形成厚氧化膜或薄氧化皮，接近950時(shí)才全面形成氧化皮并發(fā)生局部剝落。 二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-111熱處理溫度（）位置國(guó)產(chǎn)管樣國(guó)外管樣顯微硬度均值（HV0.2）顯微硬度均值（HV0.2）未熱處理噴丸層280311母材167175650噴丸層257338母材192201750噴丸層249302母材203186775噴丸層258286母材183192800

11、噴丸層239275母材196203850噴丸層222239母材177182950噴丸層201191母材167173表表 管樣熱處理后噴丸層和母材的維氏硬度試驗(yàn)結(jié)果管樣熱處理后噴丸層和母材的維氏硬度試驗(yàn)結(jié)果結(jié)果：結(jié)果：國(guó)產(chǎn)管樣經(jīng)650保溫2h其噴丸硬化層的硬度就降到了企標(biāo)規(guī)定值之下，國(guó)外管樣經(jīng)750保溫2h噴丸硬化層的硬度雖然也下降但仍基本滿足企標(biāo)的要求，表明國(guó)外噴丸管的短時(shí)抗高溫軟化能力比國(guó)產(chǎn)噴丸管高100以上。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-112 管樣熱處理后管樣熱處理后Cr元素的分布元素的分布（a）國(guó)產(chǎn)管樣）國(guó)產(chǎn)管樣 （b）國(guó)外管樣國(guó)外管樣二、二、6

12、20機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-113未來(lái)可供選用的鍋爐受熱面管選材未來(lái)可供選用的鍋爐受熱面管選材NF709(20Cr-25NiMoNbTiN)和和NF709R（0.03C-22Cr-25Ni-Mo-Nb），鋼），鋼Sanicro 25是在是在20Cr-25Ni鋼基礎(chǔ)上添加鋼基礎(chǔ)上添加3%W、1.5%Co、2.8%Cu以及微量的以及微量的Nb、B、N。 NF709為新日鐵公司在20世紀(jì)80年代中期研制，在日本JIS標(biāo)準(zhǔn)中表示為SUS310J2TB。當(dāng)時(shí)研制的目標(biāo)是在700下105h的持久強(qiáng)度達(dá)88MPa以上，時(shí)效后的沖擊功在40J以上，對(duì)燃煤煙氣具有高的抗腐蝕能力。

13、在NF709的基礎(chǔ)上，新日鐵進(jìn)一步研發(fā)了低C、高Cr的NF709R，相對(duì)于NF709具有更高的耐蝕性，2007年4月由ASME Code case 2581批準(zhǔn)。NF709R鋼管具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗腐蝕性能、熱膨脹系數(shù)也較低，最高使用溫度可超過(guò)700。自19922000年，這種鋼已用于日本一些電廠的鍋爐過(guò)熱器管和再熱器管。 與目前超超臨界鍋爐使用的HR3C相比，NF709R鋼管在650730間的強(qiáng)度比HR3C高約3050%，抗腐蝕性能接近，可代替HR3C。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-114未來(lái)可供選用的鍋爐受熱面管選材未來(lái)可供選用的鍋爐受熱面管選材N

14、F709(20Cr-25NiMoNbTiN)和和NF709R（0.03C-22Cr-25Ni-Mo-Nb），鋼），鋼NF709為新日鐵公司在20世紀(jì)80年代中期研制，在日本JIS標(biāo)準(zhǔn)中表示為SUS310J2TB。當(dāng)時(shí)研制的目標(biāo)是在700下105h的持久強(qiáng)度達(dá)88MPa以上，時(shí)效后的沖擊功在40J以上，對(duì)燃煤煙氣具有高的抗腐蝕能力。在NF709的基礎(chǔ)上，新日鐵進(jìn)一步研發(fā)了低C、高Cr的NF709R，相對(duì)于NF709具有更高的耐蝕性，2007年4月由ASME Code case 2581批準(zhǔn)。NF709R鋼管具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗腐蝕性能、熱膨脹系數(shù)也較低，最高使用溫度可超過(guò)700。自199220

15、00年，這種鋼已用于日本一些電廠的鍋爐過(guò)熱器管和再熱器管。 與目前超超臨界鍋爐使用的HR3C相比，NF709R鋼管在650730間的強(qiáng)度比HR3C高約3050%，抗腐蝕性能接近，可代替HR3C。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-115溫度，500525550575600625650675700730750NF709，新日鐵實(shí)測(cè)值434363302250206168137111886955Super304H/GB5310-2008/117/71/HR3C/GB5310-2008/160/103/62/ NF709鋼的105h持久強(qiáng)度（MPa）二、二、620機(jī)組

16、鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-116NF709鋼在700，典型的氣氛（0.5%SO2+5%O2+15%CO2+平衡N2），合成灰（1.5molK2SO4+1.5molNa2SO4+1.0molFe2O3）環(huán)境中100h的試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明：NF709的高溫抗腐蝕性能與TP310S相同，分別是TP347H的1.5倍、17-14Cu-Mo鋼的3倍。氯化物環(huán)境中的各種材料耐蝕性比較（500） 二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-117Sanicro 25是在是在20Cr-25Ni鋼基礎(chǔ)上添加鋼基礎(chǔ)上添加3%W、1.5%Co、2.8%Cu以及微量

17、的以及微量的Nb、B、N。 Sanicro 25鋼是瑞典山特維克公司（Sandvik Materials Co.）研發(fā)的新型Cr-Ni奧氏體耐熱鋼。該鋼是在傳統(tǒng)奧氏體鋼基礎(chǔ)上加入W、Co、Cu、B等元素，增強(qiáng)了固溶強(qiáng)化效應(yīng)，同時(shí)析出Nb(C,N)、NbCrN、M23C6和富Cu的沉淀相，采用多元復(fù)合強(qiáng)化，獲得優(yōu)異的高溫持久強(qiáng)度、抗氧化/腐蝕性能。該鋼的熱導(dǎo)率優(yōu)于HR3C，線膨脹系數(shù)低于HR3C，抗腐蝕性能優(yōu)于NF709，抗蒸汽氧化性能優(yōu)于HR3C和NF709。600-700間的持久強(qiáng)度比HR3C高于45%以上。目前，該鋼已納入德國(guó)VDTUV555材料單，在ASME SA213M-2010中的U

18、NS號(hào)為S31035。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-118溫度，500550600650700750800Sanicro 25405325230155955025NF7093022061378855Super304H11771HR3C16010362Sanicro 25Sanicro 25鋼的鋼的105h持久強(qiáng)度（持久強(qiáng)度（MPa）二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼 2022-6-119幾種奧氏體耐熱鋼抗蒸汽氧化試驗(yàn)結(jié)果的比較 Sanicro 25與NF709抗腐蝕性能比較二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022

19、-6-120620 機(jī)組鍋爐最危險(xiǎn)的區(qū)段：機(jī)組鍋爐最危險(xiǎn)的區(qū)段：再熱器出口集箱接管再熱器出口集箱接管 再熱器出口集箱接管由于溫度偏差，最高溫度可達(dá)到630以上。再熱器出口爐外段與集箱連接的管接頭采用T92鋼。盡管各鍋爐廠采取延長(zhǎng)不銹鋼的長(zhǎng)度，減少T92接管長(zhǎng)度，可以減少風(fēng)險(xiǎn)，但無(wú)法徹底解決該問(wèn)題。 在設(shè)計(jì)方面盡量減小煙溫偏差、蒸汽側(cè)熱力偏差，降低T92管接頭的壁溫。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022-6-121T91、T92鋼制受熱面管焊縫硬度鋼制受熱面管焊縫硬度 DL/T438 規(guī)定T91、T92鋼制受熱面管焊縫硬度為180-270HB。目前鍋爐制造業(yè)有不同意見(jiàn)，

20、按 EN ISO 15614-1“金屬材料焊接工藝規(guī)程及評(píng)定焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)“ 中規(guī)定，9%Cr-1Mo-V焊縫的硬度低于等于350HV10（333HB）。但該規(guī)程 同時(shí)要對(duì)焊縫進(jìn)行沖擊、彎曲試驗(yàn)。沖擊功不低于母材，彎曲無(wú)裂紋。 國(guó)內(nèi)某鍋爐廠制作的1000MW機(jī)組T91鋼制二級(jí)過(guò)熱器上部管屏焊縫 硬度290-360HB，彎曲試驗(yàn)開(kāi)裂，焊縫馬氏體組織粗大。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022-6-122二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022-6-123T91、T92鋼制受熱面管焊縫硬度鋼制受熱面管焊縫硬度 DL/T438 考慮到現(xiàn)場(chǎng)不能隨意取樣進(jìn)

21、行沖擊、彎曲試驗(yàn)，規(guī)定的T91、T92鋼制受熱面管焊縫的硬度180-270HB，充分考慮了焊縫的沖擊、彎曲性能。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022-6-124高溫聯(lián)箱和主蒸汽管道、再蒸汽管道選高溫聯(lián)箱和主蒸汽管道、再蒸汽管道選P92 ，日本，日本新磯子新磯子2#選選P122 P122的抗氧化性能優(yōu)于的抗氧化性能優(yōu)于P92，強(qiáng)度低于，強(qiáng)度低于P92； P92的抗蒸汽氧化性能略低的抗蒸汽氧化性能略低于于P91T92與其它幾種鋼在與其它幾種鋼在600下水蒸氣中的氧化腐蝕比較下水蒸氣中的氧化腐蝕比較 二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022-6-125

22、關(guān)于關(guān)于P92 的服役溫度的服役溫度 若汽輪機(jī)入口蒸汽參數(shù)為 28.0MPa/600/620 ，與常規(guī)超超臨界機(jī)組26.25（27）MPa/600/600 相比，再熱蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度由608 提高到628 。 ASME B31.1-2010 CODE CASE183中規(guī)定，外徑大于89mm的P92鋼管最高使用溫度低于621 。 ASME CODE CASE2179-3中有ASME B31.1-2010 CODE CASE183中的規(guī)定。 ASME CODE CASE2179-6-2007中取消了ASME B31.1-2010 CODE CASE183中的規(guī)定。 TSG G0001-2012“

23、鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程”規(guī)定， P92鋼制蒸汽管道、聯(lián)箱的最高使用溫度低于630 。 德國(guó)相關(guān)導(dǎo)則（相當(dāng)于行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)）中提到P92鋼最高使用溫度可達(dá)650 。二、二、620機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼機(jī)組鍋爐高溫部件用鋼2022-6-126關(guān)于提高關(guān)于提高P92 鋼的鋼的Cr含量含量 對(duì)于650 機(jī)組，有人提出提高P92 鋼的Cr含量到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限9.5 %Cr。 實(shí)際目前德國(guó)V&M 公司、美國(guó)的威曼高登公司以及國(guó)內(nèi)的北方重工生產(chǎn)的P92 鋼管， Cr含量基本控制在 8.8-8.9 %。 若增加 Cr含量，固然有利于提高鋼的抗氧化性能，但存在鐵素體含量增加的風(fēng)險(xiǎn)，另外材料的強(qiáng)度 、塑性也可能發(fā)生變化。

24、三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-127部件名稱部件名稱哈汽哈汽東汽東汽上汽上汽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子TOS110(TOS110(新型新型12%Cr鋼鋼)FB2FB214Cr10.5Mo1W1NiVNbN/14Cr10.5Mo1W1NiVNbN/ TOS107(TOS107(改良型改良型12%Cr)FB2 FB2 1Cr10Mo1NiWVNbN1Cr10Mo1NiWVNbN( (改良型改良型12%Cr)13Cr9Mo2Co1NiVNbNB13Cr9Mo2Co1NiVNbNB （FB2）X12CrMoWVNbN10-1-1X12CrMoWVNbN10-1-1動(dòng)葉片動(dòng)葉片R

25、-26 R-26 1Cr9Mo1VNbN 1Cr9Mo1VNbN 1Cr10Co3MoWVNbNB1Cr10Co3MoWVNbNB1Cr11MoNiW1VNbN1Cr11MoNiW1VNbN2Cr12NiMo1W1V2Cr12NiMo1W1V1Cr11Co3W3NiMoVNbNB 1Cr11Co3W3NiMoVNbNB 2Cr11Mo1VNbN2Cr11Mo1VNbN2Cr12NiMo1W1V 2Cr12NiMo1W1V NiCr20TiAl 600NiCr20TiAl 600（Nimonic Alloy 80ANimonic Alloy 80A）X12CrMoWVNbN X12CrMoWVN

26、bN X22CrMoV12-1 X22CrMoV12-1 X19CrMoNbVN11-1 X19CrMoNbVN11-1 靜葉片靜葉片1Cr9Mo1VNbN1Cr9Mo1VNbN12Cr10Co3W2MoNiVNbNB 12Cr10Co3W2MoNiVNbNB 1Cr11Mo1NiWVNbN 1Cr11Mo1NiWVNbN 2Cr11Mo1VNbN 2Cr11Mo1VNbN X12CrMoWVNbN X12CrMoWVNbN X22CrMoV12-1 X22CrMoV12-1 X19CrMoNbVN11-1 X19CrMoNbVN11-1 隔板隔板1Cr9Mo1VNbN 1Cr9Mo1VNbN

27、 CB2 490CB2 4902Cr11MoVNbN 2Cr11MoVNbN ZG1Cr10MoNiVNbNZG1Cr10MoNiVNbN1Cr131Cr13內(nèi)缸內(nèi)缸CB2CB2ZG1Cr10MoWVNbN ZG1Cr10MoWVNbN ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB(CB2)ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB(CB2)ZG1Cr10Mo1NiWVNbNZG1Cr10Mo1NiWVNbNZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNBZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNB(CB2(CB2）GX12CrMoWVNbN GX12CrMoWVNbN 缸體缸體螺栓螺栓1Cr10Co3MoWV

28、NbNB 1Cr10Co3MoWVNbNB 1 C r 1 1 M o N i W 1 V N b N 1 C r 1 1 M o N i W 1 V N b N Cr12NiMo1W1V Cr12NiMo1W1V 1Cr11Co3W3NiMoVNbNB+INC7831Cr11Co3W3NiMoVNbNB+INC7832Cr11Mo1NiWVNbN 2Cr11Mo1NiWVNbN 2Cr12NiW1Mo1V 2Cr12NiW1Mo1V 45Cr1MoV 45Cr1MoV X19CrMoNbVN11-1 X19CrMoNbVN11-1 外缸外缸: 21CrMoV5-7內(nèi)缸內(nèi)缸: X19CrMoN

29、bVN11-1620機(jī)組汽輪機(jī)高機(jī)組汽輪機(jī)高/中壓缸高溫部件用材中壓缸高溫部件用材三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-128部件名稱部件名稱哈汽哈汽東汽東汽上汽上汽MSV/GVMSV/GV閥體、閥體、閥蓋閥蓋ZG1Cr10MoWVNbNZG1Cr10MoWVNbNCB2 CB2 ZG1Cr10Mo1NiWVNbNZG1Cr10Mo1NiWVNbNGX12CrMoWVNbN10-1-1GX12CrMoWVNbN10-1-1GX12CrMoVNbN9-1 GX12CrMoVNbN9-1 RSV/IVRSV/IV閥閥體、閥蓋體、閥蓋ZG1Cr10MoWVNbN Z

30、G1Cr10MoWVNbN CB2CB2CB2 CB2 ZG1Cr10Mo1NiWVNbNZG1Cr10Mo1NiWVNbNZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNBZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNB （CB2）RSV/IVRSV/IV螺栓螺栓R-26R-262Cr12NiMo1W1V 2Cr12NiMo1W1V 1Cr11Co3W3NiMoVNbNB 1Cr11Co3W3NiMoVNbNB X18CrMoNbVN11-1 X18CrMoNbVN11-1 GX12CrMoVNbN9-1 GX12CrMoVNbN9-1 620機(jī)組汽輪機(jī)進(jìn)汽閥用材機(jī)組汽輪機(jī)進(jìn)汽閥用材三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高

31、溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-129FB2、CB2 FB2是歐洲COST 522項(xiàng)目中研發(fā)的630超超臨界機(jī)組轉(zhuǎn)子鋼，設(shè)定的目標(biāo)為鍛件的淬透直徑大于等于1200mm，規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度高于等于700MPa，620下105h的持久強(qiáng)度高于等于100MPa，持久塑性大于10%，比改良型12Cr的105h持久強(qiáng)度高30-40MPa。 與FB2成分相同的CB2是鑄鋼，CB2是COST536中研發(fā)的鑄鋼FB2和CB2可用于600/620/30MPa的第二代超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件選材。三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-130FB2、CB2的化學(xué)成分的

32、化學(xué)成分 CCrNiCoMoVNbBN0.139.110.141.271.590.210.0540.010.015三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-131FB2鋼轉(zhuǎn)子鍛件的持久強(qiáng)度曲線鋼轉(zhuǎn)子鍛件的持久強(qiáng)度曲線 CB2鑄鋼件鑄鋼件 的持久強(qiáng)度曲線的持久強(qiáng)度曲線三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-132TOS110的化學(xué)成分的化學(xué)成分 材料材料CSiMnNiCrMoVNbCoWNBTOS1100.110.080.100.2010.00.650.200.053.01.800.020.01TOS1070.140.030.600.

33、7010.01.00.200.05/1.000.04/三、三、620機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼機(jī)組汽輪機(jī)高溫部件用鋼2022-6-133TOS110與與TOS107鋼持久強(qiáng)度的比較鋼持久強(qiáng)度的比較四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀2022-6-134下列部件基本已具備國(guó)產(chǎn)化能力下列部件基本已具備國(guó)產(chǎn)化能力部件部件材料材料末級(jí)過(guò)熱器、再熱器末級(jí)過(guò)熱器、再熱器T91、T92、TP347HFG、Super304H、HR3C集箱、大口徑厚壁管道集箱、大口徑厚壁管道P91、P92、WB36高中壓轉(zhuǎn)子高中壓轉(zhuǎn)子1Cr10Mo1W1NiVNbN 1Cr10Mo1VNbN高中壓內(nèi)缸高中壓內(nèi)缸

34、(鑄件鑄件)ZG1Cr10MoVNbN ZG12Cr10W1Mo1MnNiVNbN高溫段葉片高溫段葉片1Cr11MoNiW1VNbN 1Cr10NiMoW2VNbN NiCr20TiAl 汽缸螺栓汽缸螺栓1Cr10NiMoW2VNbN低壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子3.5NiCrMoV, 超純超純3.5NiCrMoV 四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（Super304HSuper304H）2022-6-135lSuper304H是日本住友的專利牌號(hào)，德國(guó)對(duì)應(yīng)牌號(hào)為是日本住友的專利牌號(hào)，德國(guó)對(duì)應(yīng)牌號(hào)為DMV304L，ASME對(duì)應(yīng)牌號(hào)為對(duì)應(yīng)牌號(hào)為S30432，GB5310中為中為10Cr1

35、8Ni9NbCu3BN.l國(guó)外主要制造商包括日本住友金屬和德國(guó)沙斯基達(dá)國(guó)外主要制造商包括日本住友金屬和德國(guó)沙斯基達(dá)-曼內(nèi)斯曼；曼內(nèi)斯曼；l國(guó)外制造工藝均為熱擠壓國(guó)外制造工藝均為熱擠壓+皮爾格冷軋皮爾格冷軋/冷拔。冷拔。四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（Super304HSuper304H）2022-6-136企業(yè)名稱企業(yè)名稱性質(zhì)性質(zhì)管坯來(lái)源管坯來(lái)源制管工藝制管工藝浙江久立浙江久立民企民企太鋼、寶鋼太鋼、寶鋼熱擠壓熱擠壓+冷軋冷軋?zhí)摬讳P太鋼不銹國(guó)企國(guó)企太鋼太鋼熱擠壓熱擠壓+冷軋冷軋寶鋼寶特寶鋼寶特國(guó)企國(guó)企寶鋼寶鋼熱擠壓熱擠壓+冷軋冷軋宜興銀環(huán)宜興銀環(huán)民企民企寶鋼寶鋼熱軋

36、穿孔熱軋穿孔+冷軋冷軋常州武進(jìn)常州武進(jìn)民企民企寶鋼寶鋼熱軋穿孔熱軋穿孔+冷軋冷軋常熟華新常熟華新臺(tái)資臺(tái)資臺(tái)灣臺(tái)灣熱軋穿孔熱軋穿孔+冷軋冷軋l國(guó)內(nèi)主要制造商情況國(guó)內(nèi)主要制造商情況四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（Super304HSuper304H）2022-6-137企業(yè)名稱企業(yè)名稱高溫軟化設(shè)備高溫軟化設(shè)備固溶熱處理爐固溶熱處理爐內(nèi)噴丸設(shè)備內(nèi)噴丸設(shè)備浙江久立浙江久立采用熱擠壓代替高溫采用熱擠壓代替高溫軟化處理軟化處理固溶爐固溶爐1臺(tái)，最高溫臺(tái)，最高溫度度1250外委外委太鋼不銹太鋼不銹輥底式熱處理爐，最輥底式熱處理爐，最高溫度高溫度1280固溶爐固溶爐5臺(tái)臺(tái),最高溫最高

37、溫度度1250外委外委寶鋼寶特寶鋼寶特固溶熱處理爐，最高固溶熱處理爐，最高溫度溫度1200固溶爐固溶爐1臺(tái)，最高溫臺(tái)，最高溫度度1200外委外委宜興銀環(huán)宜興銀環(huán)臺(tái)車爐，最高溫度臺(tái)車爐，最高溫度1300固溶爐固溶爐1臺(tái)，最高溫臺(tái)，最高溫度度1250有有常州武進(jìn)常州武進(jìn)臺(tái)車爐、電爐各一臺(tái)，臺(tái)車爐、電爐各一臺(tái)，最高溫度最高溫度1300固溶爐固溶爐4臺(tái)，最高溫臺(tái)，最高溫度度1250外委外委常熟華新常熟華新連續(xù)爐，最高溫度連續(xù)爐，最高溫度1280固溶爐固溶爐4臺(tái)，最高溫臺(tái)，最高溫度度1280外委外委l國(guó)內(nèi)各制造商設(shè)備能力國(guó)內(nèi)各制造商設(shè)備能力四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（Sup

38、er304HSuper304H）2022-6-138l國(guó)內(nèi)目前不少電廠已采用國(guó)產(chǎn)管，例如國(guó)內(nèi)目前不少電廠已采用國(guó)產(chǎn)管，例如 華能井岡山電廠華能井岡山電廠 國(guó)華綏中電廠國(guó)華綏中電廠 大唐呂四港電廠大唐呂四港電廠 大唐信陽(yáng)電廠大唐信陽(yáng)電廠 四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（Super304HSuper304H）2022-6-139l通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，國(guó)產(chǎn)管的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織、高溫持通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，國(guó)產(chǎn)管的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織、高溫持久強(qiáng)度等指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平；久強(qiáng)度等指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平；l日本住友管中添加日本住友管中添加V、Mo元素

39、，國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)統(tǒng)一規(guī)定；元素，國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)統(tǒng)一規(guī)定；l部分國(guó)內(nèi)制造廠仍采用熱軋穿孔的制管工藝，與國(guó)外熱擠壓工藝相比，部分國(guó)內(nèi)制造廠仍采用熱軋穿孔的制管工藝，與國(guó)外熱擠壓工藝相比，可能會(huì)造成管子內(nèi)外壁表層合金元素?zé)龘p；可能會(huì)造成管子內(nèi)外壁表層合金元素?zé)龘p；l對(duì)內(nèi)壁噴丸缺少統(tǒng)一規(guī)定及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)內(nèi)壁噴丸缺少統(tǒng)一規(guī)定及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；l熱處理溫度控制不當(dāng)，時(shí)有晶粒度不合格情況出現(xiàn)，導(dǎo)致晶間腐蝕性能熱處理溫度控制不當(dāng)，時(shí)有晶粒度不合格情況出現(xiàn)，導(dǎo)致晶間腐蝕性能不滿足要求。不滿足要求。四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（四大管道）（四大管道）2022-6-140l國(guó)外主要制造商國(guó)外主要制造商

40、名稱名稱鋼管供應(yīng)商鋼管供應(yīng)商P91/92美國(guó) WYMAN-GORDON德國(guó) V&M日本住友WB36美國(guó) WYMAN-GORDON德國(guó) V&M日本住友冷段管道韓國(guó)EEW韓國(guó)鋼花德國(guó)EBK四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（四大管道）（四大管道）2022-6-141l國(guó)內(nèi)主要制造商國(guó)內(nèi)主要制造商企業(yè)名稱企業(yè)名稱材料材料鋼坯來(lái)源鋼坯來(lái)源生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝北方重工P91/92、WB36自煉鍛造鏜孔垂直擠壓武漢重工P91、WB36自煉沖孔拉伸攀成鋼P(yáng)91、WB36自煉周期式軋制揚(yáng)州誠(chéng)德P91/92、WB36外購(gòu)穿孔斜軋衡陽(yáng)華菱P91、WB36外購(gòu)周期式軋制四川三洲P91、WB36外購(gòu)

41、周期式軋制浙江格洛斯P91、WB36外購(gòu)周期式軋制四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（四大管道）（四大管道）2022-6-142l國(guó)內(nèi)主要制造商國(guó)內(nèi)主要制造商垂直擠壓工藝、鍛造成型（北方重工）垂直擠壓工藝、鍛造成型（北方重工）沖孔拔伸（武漢重工）沖孔拔伸（武漢重工）皮爾格周期式軋制工藝（攀枝花成都鋼管公司、湖南華菱皮爾格周期式軋制工藝（攀枝花成都鋼管公司、湖南華菱 、四川三洲、四川三洲、浙江格洛斯）浙江格洛斯）穿孔斜軋（江蘇誠(chéng)德）穿孔斜軋（江蘇誠(chéng)德）四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀四、高溫部件用鋼的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（四大管道）（四大管道）2022-6-143l國(guó)內(nèi) 80年代就 采用

42、國(guó)產(chǎn)（武漢重工）的12Cr1MoV鋼管l國(guó)內(nèi) 目前 華能系統(tǒng)13個(gè)電廠 27臺(tái)機(jī)組四大管道系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)鋼管（P22、P91、WB36）。P91 管道2009年底投運(yùn)（華能濟(jì)寧、白楊河）。l鍋爐制造廠爐頂管道采用國(guó)產(chǎn)鋼管更早l目前國(guó)產(chǎn)P92正在江蘇南通1000MW機(jī)組采用l用進(jìn)口鋼管在國(guó)內(nèi)加工管件四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-144JB/T 11019-2010工廠牌號(hào)工廠牌號(hào)國(guó)外企業(yè)牌號(hào)國(guó)外企業(yè)牌號(hào)12Cr10NiMoWVNbNX12CrMoWVNbN10-1-1上汽X12CrMoWVNbN10-1-1 西門子13Cr10

43、NiMoVNbNCr10.5Mo1.5NiVNbN 哈汽TMK-114Cr10NiMoWVNbNCr10.5Mo1W1NiVNbN 哈汽TOS10715Cr10NiMoWVNbN1Cr10Mo1NiWVNbN 東汽KT5916 日立13Cr9Mo2Co1NiVNbN上汽FB2注：JB/T 11019-2010 超臨界及超超臨界機(jī)組汽輪機(jī)用高中壓轉(zhuǎn)子鍛件技術(shù)條件。國(guó)內(nèi)超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子用鋼國(guó)內(nèi)超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子用鋼四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-145l國(guó)外主要制造商國(guó)外主要制造商簡(jiǎn)寫簡(jiǎn)寫企業(yè)名稱企業(yè)名稱設(shè)備能力設(shè)

44、備能力業(yè)績(jī)業(yè)績(jī)JSW日本制鋼所室蘭工廠電爐（100t）ESR爐（100t）水壓機(jī)（100MN），最大鍛件350t主要供應(yīng)核電設(shè)備大鍛件JCFC日本鑄鍛鋼電爐（100t）鋼包精煉爐（150t）水壓機(jī)（100MN），最大鍛件300t華能營(yíng)口電廠SAAR德國(guó)薩爾不詳華能海門、玉環(huán)、井岡山電廠四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-146l國(guó)內(nèi)主要制造商國(guó)內(nèi)主要制造商名稱名稱冶煉工藝冶煉工藝熱處理工藝熱處理工藝設(shè)備能力設(shè)備能力業(yè)績(jī)業(yè)績(jī)一重真空冶煉+真空澆注1050-1100淬火+兩次回火（最高回火溫度685）ESR爐（120t），電爐（10

45、0t）鋼包精煉爐（160t）真空室（350t）水壓機(jī)（150MN）華能福州電廠二重真空冶煉+真空澆注1050-1100淬火+兩次回火（最高回火溫度680）鋼包精煉爐（150t）水壓機(jī)（160MN）華能石洞口電廠上重電渣重熔1070-1100淬火+兩次回火（回火溫度不低于700） ESR爐（450t）電爐（100t）鋼包精煉爐（120t）真空室（500t）水壓機(jī)（165MN）華能石洞口電廠四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-147l國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外10Cr轉(zhuǎn)子鍛件轉(zhuǎn)子鍛件 冶煉及熱處理工藝差異冶煉及熱處理工藝差異國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)子鍛件冶煉工藝

46、均采用電渣重熔或鋼包精煉，但國(guó)外鍛件的雜質(zhì)元素含量明顯低于國(guó)產(chǎn)鍛件。國(guó)外規(guī)定轉(zhuǎn)子鍛件性能熱處理第二次回火溫度要高于第一次，但不得低于700，而國(guó)內(nèi)JB/T 11019要求第二次回火溫度應(yīng)不低于650，國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)子性能熱處理的回火溫度相比國(guó)外偏低。四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-148l國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外10Cr轉(zhuǎn)子性能差異轉(zhuǎn)子性能差異國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)10Cr鋼鍛件與鋼鍛件與國(guó)外國(guó)外鍛件最大的差異是：鍛件最大的差異是：國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)鍛件韌性（沖擊吸收能量和鍛件韌性（沖擊吸收能量和斷裂韌度）明顯低斷裂韌度）明顯低 例如，某汽輪機(jī)廠提供的X12CrMoW

47、VNbN10-1-1鋼制中壓轉(zhuǎn)子的軸身徑向沖擊吸收能量為48/16/40/14/22/28（J），遠(yuǎn)低于TLV9258中的規(guī)定的30J；軸身不同部位的晶粒度1級(jí)或1-2級(jí)，粗于JB/T 110192010中鍛件的平均晶粒度不應(yīng)粗于2級(jí)的規(guī)定；另外，軸身部位的脆性形貌轉(zhuǎn)變溫度FATT50較高（72）。2 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)鍛件軸身硬度略低于國(guó)外鍛件，且鍛件軸身硬度略低于國(guó)外鍛件，且國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)鍛件軸身硬度均勻性差。鍛件軸身硬度均勻性差。 例如進(jìn)口TOS107鋼鍛件硬度260280HB，國(guó)產(chǎn)鍛件硬度250280HB。3 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)鍛件的拉伸性能、低周疲勞和持久強(qiáng)度鍛件的拉伸性能、低周疲勞和持久強(qiáng)度 略低于國(guó)外鍛件略低于國(guó)外鍛件四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-149l國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外10Cr轉(zhuǎn)子性能差異轉(zhuǎn)子性能差異-化學(xué)成分化學(xué)成分國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)進(jìn)口進(jìn)口國(guó)產(chǎn)材料雜質(zhì)元素含量偏高，國(guó)產(chǎn)材料雜質(zhì)元素含量偏高，Nb含量偏高。含量偏高。四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）現(xiàn)狀（高中壓轉(zhuǎn)子鍛件）2022-6-150l國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外10Cr轉(zhuǎn)子性能差異轉(zhuǎn)子性能差異-沖擊韌性沖擊韌性國(guó)產(chǎn)材料沖擊韌性明顯偏低。國(guó)產(chǎn)材料沖擊韌性明顯偏低。四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化四、高溫部件用鋼國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀（高中