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上鍋廠生產的1000MW等級塔式鍋爐螺旋段水冷壁和垂直蒸發段水冷壁管材選用T23鋼,由日本住友研發,按照ASME SA-213(2004版)標準生產。
水冷壁管材選用T23鋼引入國內應用時,國外文獻資料曾報道,T23在壁厚小于10mm時,焊后可以不進行熱處理。但隨著近年來國內對T23鋼的深入研究和推廣應用,發現T23鋼有一定的冷裂紋傾向。首先,在受較大拘束力的條件下,不預熱不能保證不產生冷裂紋。其次,焊后不進行熱處理,焊接接頭的抗拉強度和塑性性能就算全部合格,但是焊縫和熱影響區的硬度偏高、沖擊韌性降低,經710~730℃熱處理后,焊縫和熱處理區的沖擊韌性顯著提高。
根據近幾年T23鋼在實際應用中的結果,ASME在2009年頒發的CASE 2199-4標準中,對T23鋼的微量元素進行了調整:
1)將B(硼)的含量在0.0005%~0.006%提高到0.001%~0.06%,目的是為了提高鋼的淬透性。
2)N(氮)小于或等于0.015%與Ti(鈦)0.005%~0.06%化合物TiN大于或等于3.5%,親和力極強。彌散析出,強化晶界,提高了晶界的高溫強度。降低N含量時為了降低殘余N導致的時效脆性。
3)細化晶粒(鐵素體),屬于固溶強化提高鋼的淬透性。
(1)SA-213T23是什么材質?
錯誤寫法:SA 213T23或SA213-T23。(SA-213T23:“SA”屬ASME鋼鐵材料的標記?!?13”表示規范順序號,“T23”表示鋼號分類,“T”表示小口徑管,相當于我國的07Cr2MoW2VNbB小口徑鋼管。)
SA-213T23是在2.25Cr-1Mo(SA-213T22)鋼的化學成分的基礎上添加W(約1.6%),減少Mo(約0.30%)以及增加少量V、Nb、Ni、B等成分。T23鋼的許用應力是T22鋼的2倍,其580℃持久強度是12Cr1MoV鋼的1.4倍。SA-213T23鋼的持久強度與12Cr2MoWVTiB(G102)鋼相等,且具有高的沖擊韌性和良好的焊接性能,。
允許使用溫度:主要適用于制造大型電站鍋爐的過熱器、再熱器和水冷壁,是主蒸汽溫度在620℃以下時的較佳選擇材料。
(2)SA-213T23化學成分
(3)SA-213T23力學性能
(4)SA-213T23金相組織
經正火+回火供貨狀態下SA-213T23鋼的微觀組織為回火貝氏體組織。
(5)SA-213T23鋼管焊接接頭性能
該鋼管的焊接方法為熱絲自動TIG焊,焊接材料為φ1.0mm的T-HCM2S。
在實際生產小口徑鋼管悍前不便于預熱,因此實際生產中應進行焊后熱處理。從焊接接頭的安全和穩定性考慮,SA-213T23鋼管焊接接頭也應進行焊后熱處理。
(6)電站鍋爐中的使用情況
SA-213T23高壓鍋爐管已在國內電站鍋爐的建設中獲得大批量應用。據一般統計,一臺1000MW的發電機組的用鋼品種中,SA-213T23鋼占11.16%。