Stalen ketelbuizen en pijpen voor thermische elektriciteitscentrale

Door de noodzaak om de kosten te verlagen en het milieu te beschermen, worden thermische energiecentrales van twee kanten onder druk gezet. Het conventionele energieopwekkingssysteem dat is ontwikkeld om de stoomparameters van de eenheid te vergroten, namelijk superkritisch (SC) en ultrasuperkritisch (USC) van de eenheid, is de afgelopen jaren in het elektriciteitsnet opgenomen. Een van de meest effectieve manieren om de efficiëntie van thermische energiecentrales te verbeteren is het verbeteren van de stoomtemperatuur, de druk en andere parameters van de ketel, en het grootste probleem om de stoomparameters te verbeteren is het probleem van metalen materialen, vooral de thermische sterkte, weerstand tegen corrosie en oxidatie bij hoge temperaturen, koude verwerking en warme verwerkingseigenschappen. Simpel gezegd verwijst ketelstaal naar het speciale staal dat wordt gebruikt voor de vervaardiging van drukelementen van stoomketels, voornamelijk ketelstalen platen en naadloze stalen buizen van ketels, die niet alleen drukbelastingen dragen, maar ook worden verwarmd door direct vuur, waarvoor de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen vereist zijn. eigenschappen van staal om aan bepaalde voorwaarden te voldoen. Hier zijn enkele van de meest voorkomende en geschikte staalsoorten die worden gebruikt voor ketelsystemen in energiecentrales:

 

Koolstofstaal en laaggelegeerd staal

Koolstofarm staal zoals ASTM A179 en A201C heeft een goede plasticiteit, taaiheid en lasbaarheid, is een economische keuze voor verwarmingsoppervlakpijpen, economizers, oververhitters en herverwarmers die thermische elektriciteitscentrales gebruiken. Keteltrommels en buizen maken vaak gebruik van laaggelegeerde staalsoorten zoals 2.25Cr-1Mo of 9Cr-1Mo staal. Ze bieden hoge sterkte bij hoge temperaturen. Dit is een veelgebruikt materiaal voor ketelonderdelen zoals warmtewisselaars, economizers, waterwanden, kanalen, enz. Specifieke kwaliteiten zoals P22, P91 en T22 zijn ontworpen voor toepassingen bij hoge temperaturen en druk.

• SA-210C: Zacht staal. Ductiliteit, taaiheid, goede lasbaarheid, voldoende sterkte onder 450 ° C, bevredigende oxidatieweerstand onder 530 ° C, maar bij langdurig gebruik boven 450 ° C zal perlietsferoïdisatie en grafitisering, kruiplimiet en duurzame sterktevermindering optreden, resulterend in lekkage. Het wordt over het algemeen gebruikt voor het verwarmen van oppervlakteleidingen van lage- en middendrukketels (werkdruk is over het algemeen niet groter dan 5.88 MPa, werktemperatuur lager dan 450 ° C) en voor het verwarmen van oppervlakteleidingen van hogedrukketels (werkdruk is over het algemeen hoger dan 9.8 MPa, werktemperatuur temperatuur ligt tussen 450°C en 650°C), economizer, oververhitter, naverwarmer, leiding voor de petrochemische industrie, etc.
• T11, T12, P11, P12: de toevoeging van chroomelementen verbetert de stabiliteit van carbiden en voorkomt effectief de neiging tot grafitisering, maar het fenomeen van perlietsferoïdisatie en herverdeling van legeringselementen zal leiden tot een afname van de thermische sterkte van het materiaal. Wanneer de temperatuur 550℃ overschrijdt, neemt de thermische sterkte aanzienlijk af en verslechtert de oxidatieweerstand.
• T22, P22: hoge thermische sterkte en duurzame plasticiteit, het oppervlak vormt een dichte oxidebeschermende film bij 580 ℃, heeft voldoende oxidatieweerstand en goede lasbaarheid, maar bij langdurig gebruik zullen perlitische sferoïdisatie en herverdelingsverschijnselen van legeringselementen optreden; en de thermische sterkte wordt verminderd.
• T23: Het materiaal is verbeterd op basis van T22 gecombineerd met de voordelen van staal 102, door het C-gehalte te verminderen en W, V, Nb, B toe te voegen om koolstofarme, uit meerdere componenten bestaande, hoge sterkte en hoge taaiheid Bainitische warmte te verkrijgen -bestendig staal. Bij 600℃ is de sterkte 93% hoger dan die van T22 en zijn de lasbaarheid en verwerkbaarheid beter.

 

Stainless Steel Tube

Martensitisch en austenitisch roestvrij staal is een veelgebruikt materiaal in thermische energiecentrales en wordt gebruikt in veel delen van ketels en stoomturbines, waaronder ketelbuizen, headers, pijpen, rotoren, cilinders, enz. Austenitisch roestvrij staal zoals 304 en 316 wordt veel gebruikt voor oververhitter- en naverwarmerbuizen, leidingen, behuizing, enz. vanwege goede hittebestendigheid en corrosiebestendigheid.

• SUPER304H: Het is een verbeterde versie van TP304H door toevoeging van 3% Cu en 0.4% Nb. De fijne korrelstructuur en de neerslagversterking van de fijne koperfase hebben een zeer hoge kruipsterkte en de toegestane spanning is 30% hoger dan die van TP304H bij 600 ~ 650 ℃. Het heeft uitstekende mechanische eigenschappen, weerstand tegen stoomoxidatie en hittecorrosie bij hoge temperaturen, en kan lange tijd onder de 650 ℃ blijven werken. Het is het voorkeursmateriaal voor super- (super) kritische keteloververhitter en naverwarmers.
• TP347HFG: Type TP347H roestvrij staal wordt verkregen door een specifiek heet bewerkings- en warmtebehandelingsproces. Na het raffineren van het graan wordt de toelaatbare spanning met meer dan 20% verhoogd en wordt de weerstand tegen stoomoxidatie van het materiaal aanzienlijk verbeterd.
• HR3C staal (25Cr-20Ni-Nb-N staal): is een nieuw type roestvrij staal ontwikkeld in Japan. Door het gehalte aan C te beperken, 0.20% ~ 0.60% Nb, 0.15% ~ 0.35% N toe te voegen en de verspreide neerslag van de versterkte fase te gebruiken, heeft het materiaal een uitstekende sterkte bij hoge temperaturen en weerstand tegen stoomoxidatie bij hoge temperaturen. van de belangrijkste hittebestendige stalen buizen voor de laatste oververhitter en naverwarmer in de 650℃ super (super) kritische ketel van de elektriciteitscentrale.
• T91: Verbeterd 9Cr-1Mo-type Martensitisch hittebestendig staal met hoge sterkte, is een 9% Cr-staal met uitstekende uitgebreide prestaties. Door het koolstofgehalte te verlagen en legeringselementen V en Nb toe te voegen, controleert het staal het gehalte aan N en Al, zodat het een hoge slagvastheid, thermische sterkte en corrosieweerstand heeft. De T91 stalen buizen heeft een kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt en een goede thermische geleidbaarheid en wordt voornamelijk gebruikt voor headers en stoomleidingen met subkritische parameter en superkritische parameter ketelwandtemperatuur niet meer dan 600 ℃.
• T92: is een nieuw 9% Cr-martensitisch hittebestendig staal verkregen op basis van T91 door Mo te verminderen, het gehalte aan W te verhogen en het gehalte aan B te controleren. De mechanische eigenschappen zijn gelijkwaardig aan die van T91 en de lasprestaties zijn verbeterd. verbeterd. De kruipsterkte bij 600 ~ 650 ℃ is aanzienlijk toegenomen, de toegestane spanning is 34% hoger dan die van T91 en de sterkte is 1.12 keer die van TP347H.
• T122: 12% Cr Martensitisch hittebestendig staal, dat wil zeggen, door 2% W, 0.07% Nb en 1% Cu toe te voegen, heeft het staal een hogere thermische sterkte en corrosieweerstand, de vermindering van het koolstofgehalte zorgt er ook voor dat de lasprestaties verbeteren, vooral gebruikt voor de vervaardiging van hoofdstoompijpleidingen onder 620 ℃.

Legeringen op nikkelbasis Buis

Als de stoomparameters hoger zijn dan 700 °C, zullen veel componenten van de eenheid alleen maar superlegeringen zijn, en op nikkel gebaseerde legeringen, inclusief directionele stolling en monokristallijne legeringen, worden geëvalueerd voor gebruik in stoomturbines. Nikkelgebaseerde legeringen zoals Inconel 617 of Haynes 230 maken werking op zeer hoge temperaturen mogelijk voor oververhitter- en naverwarmersecties. Maar ze zijn duurder.

Algemeen wordt aangenomen dat het superkritische ketelontwerp met een stoomtemperatuur van ongeveer 700 ° C vereist dat de header en de hoofdstoomleiding werken bij maximaal 750 ° C, wat ver boven de capaciteit van ferritisch staal ligt, en dat de thermische Het vermoeidheidsprobleem van austenitisch staal maakt het gebruik ervan voor dit dikwandige onderdeel onwaarschijnlijk. Hoewel de eis van kruipsterkte niet buitensporig is voor superlegeringen op nikkelbasis, zijn andere eisen zoals lasbaarheid, vervormbaarheid en corrosieweerstand niet eenvoudig te verwezenlijken.