Page 19 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

刘泰然, 等: 长期服役后末级再热器12Cr1MoVG 钢管的组织性能和剩余寿命评估

表2 再热器管道的化学成分分析结果

Tab 2 Chemicalcom p ositionanal y sisresultsofreheater p i p es
质量分数 / %
项目
Mn Cr Mo V Si C P S Fe
B39管道检测值 0.568 1.06 0.288 0.186 0.297 0.094 0.002 0.019 余量
A22管道检测值 0.534 1.12 0.289 0.196 0.298 0.133 0.010 0.006 余量
A39管道检测值 0.546 1.08 0.301 0.225 0.324 0.141 0.002 0.011 余量
A55管道检测值 0.568 1.12 0.310 0.178 0.310 0.087 0.006 0.010 余量
标准值 0.40~0.70 0.90~1.20 0.25~0.35 0.15~0.30 0.17~0.37 0.08~0.15 ≤0.010 ≤0.025 -

2.3 力学性能试验及强度校核 规程》, 对试样进行硬度试验, 室温拉伸试验和维氏
2.3.1 力学性能试验 硬度测试结果见表 3 。由表 3 可见, 末级再热器管

为评估材料的性能, 从每个管道的背火侧和向 道服役超过 1×10 h 后, 各 管 道 硬 度 值 均 符 合
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火侧各取两个试样, 在试验机上进行室温拉伸试验, DL / T438-2016的技术要求, 其抗拉强度、 屈服强

试验温度为24℃ , 取两个试样实测结果的平均值。 度 和 延 伸 率 仍 满 足 GB / T 5310 - 2017 对
根据 DL / T438-2016 《 火力发电厂金属技术监督 12Cr1MoV 钢的技术要求。

表3 再热器管道的室温拉伸性能和维氏硬度

Tab 3 Roomtem p eraturetensile p ro p ertiesandVickershardnessofreheater p i p es
试样编号 取样位置 抗拉强度R m MPa 屈服强度R p 0.2 MPa 延伸率A / % 硬度 / HV
/
/
背火面 526 347 22.0 151 , 154 , 148
B39
向火面 527 361 21.6 167 , 172 , 178
背火面 521 348 21.0 158 , 168 , 161
A22
向火面 544 360 19.9 164 , 162 , 173
背火面 545 391 20.3 160 , 159 , 166
A39
向火面 562 409 18.3 158 , 156 , 165
背火面 527 333 19.1 156 , 145 , 147
A55
向火面 535 339 19.5 158 , 154 , 139

2.3.2 强度校核 17.47MPa , 在进行强度校核时, 对实测金属壁厚进

为评估 材 料 的 运 行 状 态, 参 照 DL / T654- 行环向应力计算, 计算结果如表4所示。由表4可
2009 《 火电机组寿命评估技术导则》 的推荐公式, 计 见, 各再热器管道的环向应力均低于 GB / T16507.2

算材料的运行当量温度和环向应力。 -2013 《 水管锅炉》 标准中规定的12Cr1MoVG 钢管
材料环向应力计算公式如式( 1 ) 所示。 的许用应力, 强度校核合格, 管道处于应力安全

σ e q= P ( D 0-S )/( 2S ) ( 1 ) 状态。
为管 2.4 显微组织观察及珠光体球化评级
式中: P 为管道正常运行下的压力, MPa ; D 0

为环向应力。 根据 DL / T773-2016 《 火电厂用 12Cr1MoV
道外径, mm ; S 为管道壁厚, mm ; σ e q
管壁运行当量温 度 和 内 壁 氧 化 膜 厚 度 满 足 钢球化评级标准》, 对各管道的向火面和背火面的显
式( 2 )。 微组织进行观察, 结果如图3所示, 并对各管道的显

(
{/[
-
T = a b+ l g t-2l g0.4678x )]} 273.15 微组织进行珠光体球化评定。由图3可知: A55管
( 2 ) 道的珠光体球化程度最为严重, 珠光体球化程度达
式中: T 为过热器管道金属的当量温度, ℃ ; t 为管 到4级及以上, 一些区域珠光体形态已完全消失, 晶

道的运行时间, h ; x 为管道内壁氧化膜厚度, mm ; 内碳化物显著减少; 其余管道的珠光体球化程度为
a , b 为材料的常数。 3~4级, 片层状珠光体区域已显著分散, 仍保留原
12Cr1MoV 钢 管 的 额 定 蒸 汽 工 作 压 力 为 有的形态。
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