中國(guó)電力科技網(wǎng)第六屆“火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流2017年會(huì)”于2018年1月18日在江蘇昆山召開,24位專家對(duì)電站金屬材料及焊接領(lǐng)域新技術(shù)、新材料研發(fā)及驗(yàn)證、機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)表演講,展開研討,旨在對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及時(shí)總結(jié)交流,不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和焊接水平,確保機(jī)組長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。

中國(guó)電力科技網(wǎng)魏毓璞主任發(fā)表致辭:
昆山不大,但下轄3個(gè)國(guó)家級(jí)園區(qū),是“百戲之祖”昆曲發(fā)源地,獲聯(lián)合國(guó)人居獎(jiǎng),被評(píng)為首批“國(guó)家生態(tài)園林城市”,而且這里有獨(dú)特的人文景觀,“中國(guó)第一水鄉(xiāng)”周莊便坐落在市區(qū)西南角。很榮幸能與大家在這寒冬時(shí)節(jié)召開第六屆年會(huì),迸射金屬與焊接溫暖火花!
本屆年會(huì)葛昌純?cè)菏康?4位專家奉獻(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合的技術(shù)盛宴:演講更精彩,答疑更到位,內(nèi)容更新穎。展示新技術(shù)、新成果、新設(shè)備,鼓勵(lì)業(yè)內(nèi)自主創(chuàng)新。研討技術(shù)、交流心得、廣交朋友;攜手你我他,共奏火電廠金屬材料與焊接技術(shù)美妙交響樂(lè)。在此向各位演講專家表示感謝!
人類文明的劃分——石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代,鮮明展現(xiàn)了材料對(duì)人類的重要性,每一個(gè)新時(shí)代的到來(lái)都由一種新材料的出現(xiàn)而促成,材料的不斷進(jìn)步,撒播下了現(xiàn)代主義的種子。人類文明發(fā)展至今,金屬材料對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及各種科學(xué)活動(dòng)有著重大推動(dòng)作用,焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步,讓工程師們腦海中的愿景得以充分實(shí)現(xiàn)。
2018年是全面貫徹中共十九大精神的開局之年。習(xí)總書記說(shuō):九層之臺(tái),起于累土。要把藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),必須不馳于空想、不騖于虛聲,一步一個(gè)腳印,踏踏實(shí)實(shí)干好工作。
將這句話與大家共勉,希望各位再接再厲,在科研和生產(chǎn)中出成果,出成績(jī),2018更進(jìn)一步!

魏毓璞
中國(guó)電力科技論壇編輯李萌萌宣讀我國(guó)著名材料專家、國(guó)際焊接工程師楊富教授賀詞:
欣聞第六屆年會(huì)召開,特此祝賀!
中國(guó)電力科技網(wǎng)致力于傳播電力行業(yè)新技術(shù),他們一直堅(jiān)守、堅(jiān)持并創(chuàng)新,為電站金屬焊接行業(yè)提供技術(shù)交流平臺(tái)。
本屆年會(huì)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)金屬材料及焊接領(lǐng)域知名專家、學(xué)者及科研人員對(duì)該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、新材料開發(fā)與生產(chǎn)、工程應(yīng)用、設(shè)備運(yùn)行、金屬監(jiān)督、缺陷的修復(fù)及早期失效相關(guān)專題的研究成果發(fā)表演講。這些演講蘊(yùn)含了專家在試驗(yàn)研究階段及工程應(yīng)用中積累的諸多經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),內(nèi)容豐富,成果多,信息量大,定會(huì)讓與會(huì)嘉賓滿載而歸。
在這里,我向?qū)<壹八袇?huì)者表示誠(chéng)摯謝意。希望大家提出問(wèn)題,發(fā)表論點(diǎn),百花齊放,百家爭(zhēng)鳴,保持良好的學(xué)術(shù)風(fēng)氣,使我國(guó)火力發(fā)電更清潔、更高效,為實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)和偉大復(fù)興作出更大的貢獻(xiàn)。
潘際鑾院士委托學(xué)生李山林代為致辭:
中國(guó)電力科技網(wǎng)組織的火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流年會(huì)已成功舉辦5屆,產(chǎn)出豐碩成果。來(lái)自科研院所、材料和裝備供應(yīng)廠家以及現(xiàn)場(chǎng)用戶的專家們針對(duì)超超臨界機(jī)組、金屬材料及焊接技術(shù)方面的基礎(chǔ)研究、工程應(yīng)用、缺陷修復(fù)及早期失效等相關(guān)專題進(jìn)行了充分的討論。不同觀點(diǎn)的相互碰撞,為業(yè)內(nèi)許多關(guān)鍵問(wèn)題提供了具有創(chuàng)新性的解決思路。本屆年會(huì),希望與會(huì)嘉賓能夠積極參與討論,提出問(wèn)題、發(fā)表論點(diǎn),促進(jìn)我國(guó)火電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。向年會(huì)主辦單位中國(guó)電力科技網(wǎng)表示誠(chéng)摯的謝意。預(yù)祝大會(huì)取得圓滿成功。
清華大學(xué)機(jī)械工程系博士李山林發(fā)表“NiCrMoV鋼汽輪機(jī)低壓焊接轉(zhuǎn)子低周疲勞性能研究”演講。對(duì)于焊接轉(zhuǎn)子,焊接接頭具有成分、組織和力學(xué)性能的不均勻性,研究焊接轉(zhuǎn)子接頭的低周疲勞性能,分析接頭薄弱區(qū)對(duì)焊接轉(zhuǎn)子安全性的評(píng)估具有重要意義。通過(guò)對(duì)模擬件低周疲勞實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:1:1模擬件焊接接頭具有良好塑性儲(chǔ)備,其低周疲勞性能優(yōu)于小模擬件,與25Cr2Ni2MoV鍛件的水平相當(dāng)。在應(yīng)變幅較低時(shí),HAZ為接頭低周疲勞性能薄弱區(qū);在應(yīng)變幅較高時(shí),焊縫為接頭低周疲勞性能薄弱區(qū)。此過(guò)程發(fā)生原因?yàn)楫?dāng)載荷逐漸增加時(shí),塑性應(yīng)變集中區(qū)由HAZ回火區(qū)轉(zhuǎn)移到了焊縫區(qū)。小模擬件HAZ為接頭低周疲勞性能薄弱區(qū),原始母材中存在的長(zhǎng)條狀和帶狀的MnS夾雜物、HAZ回火區(qū)的回火脆性以及加載過(guò)程中的應(yīng)變集中促進(jìn)了此區(qū)域疲勞裂紋的啟裂和擴(kuò)展,導(dǎo)致HAZ回火區(qū)成為了接頭低周疲勞性能。

李萌萌 李山林
蘇州熱工研究院再制造與電力安全中心副總工程師陳忠兵發(fā)表“異型焊接接頭局部焊后熱處理”演講。局部焊后熱處理過(guò)程中,由于結(jié)構(gòu)、材料的原因,焊縫兩側(cè)非對(duì)稱導(dǎo)熱的焊接接頭為異型焊接接頭??梢苑譃橐韵氯悾簷M向單向?qū)岙愋秃附咏宇^、橫向雙向?qū)岙愋秃附咏宇^、橫向與縱向?qū)岙愋秃附咏宇^。通過(guò)異型接頭局部焊后熱處理溫度場(chǎng)特征分析,提出最高溫度原則、對(duì)稱原則和均溫范圍原則三個(gè)合理性原則。提出溫度補(bǔ)償法,功率補(bǔ)償法兩種局部焊后熱處理工藝及工程應(yīng)用實(shí)例。
大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授趙杰發(fā)表“超超臨界鍋爐用鋼晶界析出行為”演講。從以下幾方面闡述晶界析出行為及影響:超超臨界用鋼組織及性能特點(diǎn)、超超臨界用鋼晶界析出相、服役條件下晶界析出相演變、晶界析出相與性能關(guān)系。

陳忠兵 趙杰
北京科技大學(xué)高溫合金研究室教授謝錫善發(fā)表“新型超級(jí)奧氏體耐熱鋼SP2215,650—700℃的強(qiáng)化,持久強(qiáng)度及組織穩(wěn)定性”演講。神華國(guó)華高效超超臨界燃煤機(jī)組擬采用參數(shù)35MPa,610℃/630℃/630℃;發(fā)電效率50.05%,發(fā)電煤耗245.78/kw·h;630-650℃材料的研制已初步具備應(yīng)用條件,建設(shè)630-650℃機(jī)組已成為下一步電站建設(shè)的重要目標(biāo),這就對(duì)電站對(duì)奧氏體耐熱鋼提出了挑戰(zhàn)。SP2215是一種具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型超級(jí)奧氏體耐熱鋼。目前可以投入批量生產(chǎn),滿足高效超超臨界鍋爐過(guò)熱器/再熱器管材需求;SP2215的組織為在晶內(nèi)析出納米級(jí)強(qiáng)化相富Cu相,NbCrN和MX進(jìn)行多相復(fù)合強(qiáng)化,并且在晶界輔以M23C6析出達(dá)到了綜合強(qiáng)化的良好效果;具有優(yōu)異的高溫持久強(qiáng)度;在700℃高溫長(zhǎng)期時(shí)效組織穩(wěn)定,未發(fā)現(xiàn)有有害相析出;可推薦620-650℃高效超超臨界機(jī)組選用。

謝錫善
中國(guó)科學(xué)院院士葛昌純發(fā)表“粉末高溫合金和粉末合金鋼在超超臨界機(jī)組使用可行性探討”演講。介紹了國(guó)內(nèi)外煤電發(fā)展及超超臨界運(yùn)行情況,重點(diǎn)介紹粉末高溫合金和粉末合金鋼方面階段性成果以及其在超超臨界研究所取得階段性成果。粉末高溫合金是采用先進(jìn)粉末冶金技術(shù)制備的能在600℃以上高溫下抗氧化和抗腐蝕,并能在一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的高溫材料。與傳統(tǒng)鑄鍛高溫合金相比,其晶粒細(xì)小、組織均勻、無(wú)宏觀偏析、合金化程度高、高溫持久強(qiáng)度高、抗低周疲勞性能好、加工性能好、高溫抗氧化腐蝕性能好,所以已是國(guó)際上制造高推重比新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)如戰(zhàn)斗機(jī)、民用客機(jī)和大運(yùn)輸機(jī)的首選材料。從運(yùn)行溫度和服役條件上看,粉末高溫合金在超過(guò)700℃以上的超超臨界機(jī)組上研發(fā)和推廣使用,有可能使我國(guó)的超超臨界機(jī)組的技術(shù)水平從跟跑跨越到領(lǐng)先水平。

葛昌純
中國(guó)電力報(bào)發(fā)電部主任馮義軍主持對(duì)話交流環(huán)節(jié)。葛昌純、謝錫善、陳忠兵、趙雙群、李強(qiáng)、楊華春、董樹青7位專家同與會(huì)嘉賓分享了各自對(duì)于電站用先進(jìn)材料與焊接技術(shù)的研究進(jìn)展與工作經(jīng)驗(yàn),并對(duì)700℃超超臨界機(jī)組材料進(jìn)展及發(fā)展前景展開交流。

院士、專家對(duì)話
上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院能源裝備檢測(cè)與評(píng)定事業(yè)部教授趙雙群發(fā)表“超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電材料腐蝕研究進(jìn)展”演講。介紹超臨界CO2循環(huán)發(fā)電研究現(xiàn)狀及CO2腐蝕機(jī)理、影響因素;具體介紹鐵素體、馬氏體鋼、奧氏體鋼、鎳基合金的CO2腐蝕。得出結(jié)論:Cr含量增加有利于提高抗CO2腐蝕性能,Cr含量>20%抗腐蝕性能穩(wěn)定;形成Al氧化層的合金的腐蝕輕微;溫度對(duì)CO2腐蝕的影響明顯,但與具體的合金組成有關(guān),壓力對(duì)CO2腐蝕影響??;加氧和加水蒸氣影響腐蝕,與含量和合金的種類以及試驗(yàn)溫度有關(guān);環(huán)境因素對(duì)高溫合金的影響??;施加應(yīng)力對(duì)材料的腐蝕有影響,加劇內(nèi)氧化/內(nèi)碳化;鐵素體和奧氏體鋼存在不同程度的表面硬化;對(duì)高溫合金無(wú)表面硬化。
上海鍋爐廠有限公司技術(shù)部工藝處材料工藝研發(fā)室研究員李強(qiáng)發(fā)表“T91鋼焊縫熱影響區(qū)的模擬試驗(yàn)研究”演講。T91鋼管焊接接頭在長(zhǎng)期運(yùn)行后容易發(fā)生IV型開裂,直接影響到電站鍋爐的使用壽命和運(yùn)行安全。由于焊縫是鍋爐部件不可缺少的組成部分,焊縫的熱影響區(qū)客觀存在,因此IV型開裂對(duì)鍋爐的損害引起了業(yè)內(nèi)人士廣泛的關(guān)注。通過(guò)模擬試驗(yàn),制造T91熱影響區(qū)的試樣,研究、量化和評(píng)價(jià)熱影響區(qū)內(nèi)各個(gè)微區(qū)的組織以及與之對(duì)應(yīng)的室溫、高溫短時(shí)拉伸力學(xué)性能、時(shí)效后的力學(xué)性能以及持久壽命,確定產(chǎn)生短時(shí)力學(xué)性能弱化部位的溫度區(qū)間和持久壽命短的區(qū)域的變化特征,探究容易產(chǎn)生蠕變開裂部位的力學(xué)性能弱化的原因。通過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)論:800℃-840℃模擬區(qū)域?yàn)門91鋼焊縫熱影響區(qū)的軟化區(qū);焊縫熱影響區(qū)力學(xué)性能的變化取決于微觀組織的變化;熱影響區(qū)金屬在不同的服役溫度,均對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界應(yīng)力,高于這個(gè)臨界應(yīng)力,斷裂發(fā)生在熱影響區(qū)中的軟化區(qū);低于這個(gè)應(yīng)力,斷裂發(fā)生在略高于AC3的細(xì)晶區(qū),而后者與焊接接頭的IV型開裂紋位置相對(duì)應(yīng)。

趙雙群 李強(qiáng)
華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院博士朱忠亮發(fā)表“700℃超超臨界鍋爐管候選材料抗氧化性能試驗(yàn)研究”演講。蒸汽參數(shù)提高后,氧化皮和爆管問(wèn)題成為電站安全運(yùn)行的首要問(wèn)題之一;高溫高壓超臨界水環(huán)境下金屬材料腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂,是制約超超臨界及700℃超超臨界機(jī)組發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。演講介紹了700℃水蒸氣環(huán)境氧化試驗(yàn)研究、700℃超臨界水環(huán)境氧化試驗(yàn)研究、700℃應(yīng)力-腐蝕交互作用試驗(yàn)研究和700℃關(guān)鍵部件現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。
大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司火電所主任工程師董樹青發(fā)表“高溫螺栓在超超臨界機(jī)組的應(yīng)用與發(fā)展”演講。在人們?nèi)找骊P(guān)注環(huán)保與排放問(wèn)題的今天,電力行業(yè)不斷提高發(fā)電機(jī)組的蒸汽參數(shù),以達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo),蒸汽參數(shù)的提高,需要新型高溫材料。但是新技術(shù)的快速應(yīng)用,帶來(lái)了一些困擾。演講從新型高溫螺栓的組織性能特點(diǎn)和基于應(yīng)力計(jì)算的應(yīng)用特性出發(fā),引出了新型高溫螺栓應(yīng)用過(guò)程中存在的關(guān)鍵問(wèn)題:汽輪機(jī)關(guān)鍵部件安全系數(shù)呈下降趨勢(shì);對(duì)新材料的特性缺乏深刻認(rèn)知;汽輪機(jī)材料缺乏可靠的評(píng)審流程。并從安裝、運(yùn)行和監(jiān)督角度闡述了增加螺栓安全風(fēng)險(xiǎn)的若干因素。

朱忠亮 董樹青
華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司金屬所副所長(zhǎng)王智春發(fā)表“超超臨界機(jī)組螺旋水冷壁焊縫早期開裂原因分析”演講。某電廠一期工程為2臺(tái)660MW超超臨界機(jī)組,1號(hào)鍋爐在水壓試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)爐右側(cè)水冷壁標(biāo)高約48m位置出現(xiàn)滲漏,隨后檢查又發(fā)現(xiàn)6處管段存在滲漏。泄壓后進(jìn)行擴(kuò)大檢查,發(fā)現(xiàn)水冷壁受熱面與綁帶連接的位置存在多處裂紋。通過(guò)試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn):水冷壁管滲漏是由于綁帶角焊縫熔合線萌生的裂紋擴(kuò)展至水冷壁管并發(fā)展貫穿管壁后導(dǎo)致的;扁鋼與水冷壁焊縫之間存在的裂紋并不會(huì)擴(kuò)展的水冷壁管基體上。角焊縫局部存在淬硬馬氏體形態(tài),具有開裂傾向并在此部位萌生裂紋。多種因素造成角焊縫部位應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜,形成應(yīng)力集中促進(jìn)了裂紋的發(fā)展。并提出施工、天氣、設(shè)計(jì)等方面因素對(duì)于焊接質(zhì)量的影響。
大唐電科院華中所金屬室高級(jí)工程師宋利發(fā)表“汽輪機(jī)P91導(dǎo)汽管插管焊縫及熱影響區(qū)的裂紋”演講。近年來(lái)汽輪機(jī)P91材料導(dǎo)汽管與缸體相連的插管焊接時(shí)出現(xiàn)了一些焊接問(wèn)題,主要有:焊縫采用Ni基焊材時(shí),出現(xiàn)沿焊縫及熔合線的裂紋;焊縫采用R407焊材時(shí),焊縫熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。詳細(xì)介紹了這兩種情況的典型案例,并分析裂紋原因。

王智春 宋利
浙江浙能技術(shù)研究院有限公司材料技術(shù)所工程師彭以超發(fā)表“汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸體Nimonic80A材料螺栓早期斷裂失效分析”演講。某電廠2號(hào)汽輪機(jī)高壓外缸左側(cè)結(jié)合面漏汽,高壓缸參數(shù)發(fā)生異變,懷疑高壓內(nèi)缸有高溫蒸汽泄漏至內(nèi)外缸夾層空間,4號(hào)汽輪機(jī)也出現(xiàn)類似情況。揭缸后皆發(fā)現(xiàn)高壓內(nèi)缸4顆Nimonic80A材質(zhì)法蘭螺栓發(fā)生斷裂。演講分析了螺栓斷裂特點(diǎn),宏觀斷裂位置、斷口宏觀形貌、螺栓化學(xué)成分、力學(xué)性能、顯微組織、微區(qū)能譜。提出造成高溫合金螺栓早期斷裂因素。鑒于國(guó)內(nèi)包括GH4145、Inconel783、Nimonic80A等高溫合金材質(zhì)螺栓的使用業(yè)績(jī)不甚理想,發(fā)生早期斷裂失效的情況較多。在設(shè)計(jì)工況允許的情況下,建議對(duì)頻發(fā)斷裂的鎳基材質(zhì)汽機(jī)螺栓考慮予以材料替換,以提高機(jī)組運(yùn)行安全可靠性。
華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院副教授朱明亮發(fā)表“焊接結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計(jì):從損傷容限到長(zhǎng)壽命方法”演講。提出焊接結(jié)構(gòu)的抗疲勞設(shè)計(jì)的背景與意義,損傷容限設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論和焊接結(jié)構(gòu)長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)方法,并得出結(jié)論與展望。

彭以超 朱明亮
神華國(guó)神集團(tuán)技術(shù)研究院金屬主管劉東輝發(fā)表“論火電廠基建期設(shè)備質(zhì)量安全性能檢驗(yàn)的重要性”演講。介紹四大管道的檢驗(yàn)及缺陷處理、鍋爐集箱和受熱面管的檢驗(yàn)及缺陷處理、汽輪機(jī)部件的檢驗(yàn)及缺陷處理。只有控制好金屬監(jiān)督設(shè)備的制造質(zhì)量,才能更好的保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。就目前我國(guó)投用和正在建設(shè)的各類型火電機(jī)組來(lái)說(shuō),金屬監(jiān)督設(shè)備安裝前制造質(zhì)量安全性能檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的缺欠形形色色,種類繁多,有的已嚴(yán)重影響機(jī)組的使用壽命,因此必須高度重視。新建機(jī)組的各類金屬監(jiān)督高溫、高壓和高速轉(zhuǎn)動(dòng)等部件在安裝前必須進(jìn)行安全性能檢驗(yàn),并盡量將該項(xiàng)工作前移至制造廠,與設(shè)備監(jiān)造工作結(jié)合進(jìn)行,將金屬監(jiān)督設(shè)備安裝前制造質(zhì)量問(wèn)題控制在萌芽狀態(tài),并及時(shí)消缺,保證健康的設(shè)備投入使用。
吉林省電力科學(xué)研究院金屬所高級(jí)工程師趙子謙發(fā)表“火力發(fā)電廠金屬及承壓設(shè)備技術(shù)監(jiān)督管理”演講。介紹金屬及承壓設(shè)備技術(shù)監(jiān)督的內(nèi)容及要求、檔案與臺(tái)賬要求、設(shè)備事故處理過(guò)程。提出運(yùn)行良好的金屬及承壓設(shè)備監(jiān)督模式。金屬及承壓設(shè)備監(jiān)督是保證火力發(fā)電廠安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作,需要耐心細(xì)致的進(jìn)行,工作量大,而且考驗(yàn)監(jiān)督專責(zé)人的責(zé)任心和工作態(tài)度,如果從事金屬及承壓設(shè)備監(jiān)督的人員認(rèn)真負(fù)起責(zé)任,同時(shí)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)給與適當(dāng)?shù)闹С?,相關(guān)人員給與適當(dāng)?shù)呐浜?,監(jiān)督工作才能真正起到為安全保駕護(hù)航的作用。

劉東輝 趙子謙
大唐華東電力試驗(yàn)研究院金屬技術(shù)研究所副所長(zhǎng)/高級(jí)工程師王家慶發(fā)表“超臨界火電機(jī)組典型部件失效分析”演講。對(duì)低溫省煤器存在的低溫腐蝕、積灰堵塞、磨損和結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)失效形態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)情況描述和實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)、初步分析、模型建立、有限元計(jì)算結(jié)果分析,得出超壓可能并提出建議,對(duì)軸類部件和風(fēng)機(jī)類部件失效進(jìn)行分析并提出建議。
大唐東北電力試驗(yàn)研究院有限公司金屬所高級(jí)工程師趙勇發(fā)表“厚壁12Cr1MoVG鋼焊接接頭裂紋分析”演講。某電廠1號(hào)爐后屏至高過(guò)集箱連接管道集箱處,三通對(duì)接焊縫運(yùn)行中發(fā)生斷裂。經(jīng)分析由于初始焊接過(guò)程或焊后熱處理控制不當(dāng),焊接接頭中產(chǎn)生了再熱裂紋而引起。初始裂紋萌生于外壁并形成有較長(zhǎng)時(shí)間,在結(jié)構(gòu)應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力的共同作用下逐步氧化擴(kuò)展所致。分析裂紋產(chǎn)生原因及影響因素,提出焊接接頭修復(fù)措施,原材料、焊接工藝、熱處理工藝、焊接時(shí)機(jī)、施焊人員能力、焊縫硬度、探傷檢驗(yàn)等檢查要點(diǎn)。

王家慶 趙勇
神皖馬鞍山萬(wàn)能達(dá)發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)備部高級(jí)工程師章家強(qiáng)發(fā)表“談火電運(yùn)營(yíng)機(jī)組四大管道支吊架失載與整改”演講。在火電機(jī)組運(yùn)行中,對(duì)主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、給水管道等高溫高壓汽水管道支吊架的維護(hù);對(duì)這些管道運(yùn)行中失載支吊架的整改,是金屬監(jiān)督工作者的重要工作之一。通過(guò)對(duì)下降管支吊架斷裂脫落導(dǎo)致恒力支吊架失效、再熱蒸汽母管支吊架過(guò)載、主蒸汽管道支吊架結(jié)構(gòu)的完整性、汽包、下降管支吊架設(shè)計(jì)等相關(guān)案例的分析,提出整改建議。
中科院金屬研究所特種制備與加工研究部研究員單以銀發(fā)表“耐高溫抗腐蝕低活化F/M鋼(SIMP鋼)的研究進(jìn)展”演講。介紹ADS中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料服役環(huán)境和性能要求,提出耐高溫抗腐蝕低活化F/M鋼(SIMP鋼)的設(shè)計(jì)思路、組織設(shè)計(jì)、成分設(shè)計(jì)和制備技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn),SIMP鋼的性能評(píng)價(jià)。研究成功設(shè)計(jì)了耐高溫、抗輻照、耐腐蝕用鋼鐵結(jié)構(gòu)材料的成分、組織結(jié)構(gòu)。獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電用SIMP鋼。有著突出的力學(xué)性能和抗超臨界水腐蝕性能。SIMP鋼的發(fā)展任重道遠(yuǎn),在輻照、長(zhǎng)久時(shí)效、熱疲勞及深層次服役機(jī)制等方面需要深入研究。

章家強(qiáng) 單以銀
中國(guó)電力報(bào)發(fā)電部主任馮義軍發(fā)表年會(huì)記者觀察。
華電電力科學(xué)研究院材料技術(shù)部博士酈曉慧發(fā)表“燃?xì)怆姀S余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器腐蝕現(xiàn)狀調(diào)研及防治措施研究”演講。隨著燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)電站的日漸增多、運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng),相關(guān)問(wèn)題也逐漸暴露。如:余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器采用模塊化設(shè)計(jì),內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹小,同時(shí)給停機(jī)檢修、漏點(diǎn)補(bǔ)焊和局部換管帶來(lái)一定難度。通過(guò)對(duì)華電集團(tuán)內(nèi)5家燃?xì)怆姀S的調(diào)研,介紹低壓蒸發(fā)器腐蝕現(xiàn)狀,并提出腐蝕機(jī)理;從設(shè)計(jì)、運(yùn)行、檢修維護(hù)方面提出防治措施及建議。

馮義軍 酈曉慧
河南理工大學(xué)材料學(xué)院教授陳思杰發(fā)表“SIMP鋼TLP擴(kuò)散焊接組織和性能研究”演講。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所完成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的散裂靶用結(jié)構(gòu)材料—新型耐高溫抗輻照抗液態(tài)金屬腐蝕馬氏體耐熱鋼SIMP鋼的研發(fā),其焊接性研究是實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),由于該鋼屬于馬氏體耐熱鋼,熔化焊接性能較差,本課題組開展了瞬時(shí)液相擴(kuò)散焊接工藝連接SIMP鋼的研究。演講介紹了TLP擴(kuò)散焊接試驗(yàn)材料與方法,分析了不同焊接工藝組織性能,總結(jié)了D60×5mm和D60×10mm兩種規(guī)格SIMP鋼的試驗(yàn)結(jié)果,在合適的TLP工藝參數(shù)下可以獲得與母材組織性能相近的接頭,經(jīng)過(guò)熱處理可以顯著提高接頭韌性。
東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司材料研究所教授級(jí)高級(jí)工程師楊華春發(fā)表“電站鍋爐用奧氏體耐熱鋼管S30432與晶間腐蝕”演講。主要介紹了鍋爐用奧氏體耐熱鋼管工況及性能要求特點(diǎn)、成分及特點(diǎn)、部件制作及運(yùn)行對(duì)S30432抗晶間腐蝕影響,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)S30432規(guī)定與業(yè)主要求、S30432原創(chuàng)者住友金屬 對(duì)S30432晶間腐蝕要求的反饋、S30432鋼管晶間腐蝕示例。最后,鍋爐用奧氏體耐熱鋼不是專門抗晶間腐蝕的鋼種,在鍋爐合同所附的技術(shù)協(xié)議不宜再提S30432的晶間腐蝕要求,給出了控制S30432的晶間腐蝕措施:在部件制造、運(yùn)輸、保存、安裝以及運(yùn)行等階段隔離腐蝕介質(zhì)。

陳思杰 楊華春

交流對(duì)話
會(huì)議每半天安排專家答疑,與會(huì)嘉賓對(duì)關(guān)心的粉末冶金新材料、700℃研發(fā)進(jìn)展、自主材料驗(yàn)證、金屬監(jiān)督管理經(jīng)驗(yàn)及生產(chǎn)一線失效等關(guān)注的問(wèn)題展開提問(wèn),得到專家的詳細(xì)解答。
中國(guó)電力科技網(wǎng)2009年揚(yáng)州召開新型鋼國(guó)產(chǎn)化研討會(huì),2010年天津召開超超臨界管道管件國(guó)產(chǎn)化研討會(huì),2011年成都召開電站金屬材料學(xué)術(shù)年會(huì),2012-2016年,連續(xù)在沈陽(yáng)、天津、北京、常州、杭州召開五屆年會(huì),2015年鎮(zhèn)江召開高溫耐熱鋼新材料研討會(huì),2016年聯(lián)合武漢大學(xué)等國(guó)內(nèi)外6家單位舉辦國(guó)際會(huì)議。本屆年會(huì)交流了眾多研究成果、典型案例處理經(jīng)驗(yàn),為我國(guó)火電技術(shù)進(jìn)步和節(jié)能減排事業(yè)貢獻(xiàn)綿薄之力。
中國(guó)電力科技網(wǎng)對(duì)本屆年會(huì)進(jìn)行全程實(shí)況錄像,贈(zèng)送各發(fā)電集團(tuán)、電網(wǎng)公司主管部門和相關(guān)電廠、科研單位;還將本屆年會(huì)專家演講PPT上傳至中國(guó)電力科技網(wǎng)電力月刊,供廣大電力科技工作者免費(fèi)下載和在線瀏覽。將先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)保存、共享、傳播,為我國(guó)電力發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。
《中國(guó)電力報(bào)》新聞報(bào)道——
火電技術(shù)升級(jí)呼喚高溫材料
中國(guó)電力報(bào) 馮義軍
“火力發(fā)電技術(shù)正朝著清潔、高效、節(jié)能、節(jié)水的方向發(fā)展,燃煤發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)高溫材料、大型構(gòu)件用金屬材料提出了更高要求。這對(duì)當(dāng)前火電技術(shù)攻關(guān)和火電安全管理都提出了具體的要求。”在日前召開的火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流會(huì)上,中國(guó)電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞向《中國(guó)電力報(bào)》記者表示。
能源技術(shù)發(fā)展離不開先進(jìn)材料和裝備的支撐。記者注意到,對(duì)于我國(guó)能源技術(shù)存在的問(wèn)題,《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016~2030年)》中如此強(qiáng)調(diào):“雖然我國(guó)能源科技水平有了長(zhǎng)足進(jìn)步和顯著提高,但與世界能源科技強(qiáng)國(guó)和引領(lǐng)能源革命的要求相比,還有較大的差距:核心技術(shù)缺乏,關(guān)鍵裝備及材料依賴進(jìn)口問(wèn)題比較突出,三代核電、新能源、頁(yè)巖氣等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期以引進(jìn)消化吸收為主,燃?xì)廨啓C(jī)及高溫材料、海洋油氣勘探開發(fā)技術(shù)裝備等長(zhǎng)期落后。”
做好“高溫材料”大文章成為推動(dòng)火電技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵一環(huán)。據(jù)了解,根據(jù)重點(diǎn)能源技術(shù)需要,國(guó)家將重點(diǎn)發(fā)展特種金屬功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、特種無(wú)機(jī)非金屬材料、先進(jìn)復(fù)合材料、高溫超導(dǎo)材料、石墨烯等關(guān)鍵材料。能源基礎(chǔ)材料這一能源技術(shù)發(fā)展的基石正逐步得到夯實(shí)。
發(fā)展高溫材料迫在眉睫
“目前,無(wú)論是起步較早的歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,還是后起步的有著堅(jiān)實(shí)的材料研發(fā)能力的日本,雖然在700攝氏度超超臨界電站的研發(fā)中都有了一定的成果,但是高溫材料問(wèn)題尚未得到解決,目前首要的問(wèn)題是研發(fā)能夠長(zhǎng)時(shí)間在700攝氏度以上超超臨界機(jī)組服役條件下工作的熔煉高溫合金和粉末高溫合金。”中國(guó)科學(xué)院院士、北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授葛昌純?cè)谏鲜?a href="http://www.234gz.com/meet/list-25.html" target="_blank" class="keylink">會(huì)議上表示,700攝氏度超超臨界電站的研發(fā)目前尚處在高溫材料的考核、評(píng)估以及選擇階段。
記者注意到,《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出:“全面掌握擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。以高溫材料為重點(diǎn),加快攻關(guān)700攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù)。”
在葛昌純看來(lái),具有良好的高溫持久強(qiáng)度、抗蠕變性能、抗疲勞性能、抗氧化腐蝕性能和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性的高溫合金已成為制約機(jī)組發(fā)展的關(guān)鍵因素。據(jù)了解,粉末高溫合金是采用先進(jìn)粉末冶金技術(shù)制備的能在600攝氏度以上高溫下抗氧化和抗腐蝕,并能在一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的高溫材料。
粉末高溫合金與傳統(tǒng)鑄鍛高溫合金相比,其晶粒細(xì)小、組織均勻、無(wú)宏觀偏析、合金化程度高、高溫持久強(qiáng)度高、抗低周疲勞性能好、加工性能好、高溫抗氧化腐蝕性能好,所以已是國(guó)際上制造高推重比新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)如戰(zhàn)斗機(jī)、民用客機(jī)和大運(yùn)輸機(jī)的首選材料。英國(guó)并早已在石油工業(yè)上得到應(yīng)用,近年四川德陽(yáng)的東方汽輪機(jī)有限公司已在開展粉末渦輪盤在汽輪機(jī)上的應(yīng)用試驗(yàn)。
葛昌純指出,從運(yùn)行溫度和服役條件上看,粉末高溫合金在超過(guò)700攝氏度以上的超超臨界機(jī)組上研發(fā)和推廣使用,有可能使我國(guó)的超超臨界機(jī)組的技術(shù)水平從跟跑跨越到領(lǐng)先水平。
“建設(shè)630~650攝氏度機(jī)組已成為下一步電站建設(shè)的重要目標(biāo)。”北京科技大學(xué)高溫合金研究室教授謝錫善對(duì)《中國(guó)電力報(bào)》記者表示。記者注意到,在700攝氏度技術(shù)還沒(méi)實(shí)現(xiàn)之前,研究開展中間參數(shù)等級(jí)示范是國(guó)家能源主管部門的具體規(guī)劃要求。據(jù)謝錫善介紹,SP2215是一種具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型超級(jí)奧氏體耐熱鋼,目前可以投入批量生產(chǎn),滿足高效超超臨界鍋爐過(guò)熱器/再熱器管材需求。
記者從相關(guān)渠道獲悉,若未來(lái)成功研發(fā)高溫鐵素體和鎳基合金材料,興建700攝氏度等級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組的供電煤耗可比當(dāng)前最先進(jìn)的600攝氏度等級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組供電煤耗下降約15~20克/千瓦時(shí)??梢?jiàn),加快高溫鐵素體和鎳基合金材料研發(fā)以進(jìn)一步提高蒸汽參數(shù),實(shí)現(xiàn)燃煤電站的深度節(jié)能減排,是當(dāng)前火電技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需要。
“金屬監(jiān)督”需進(jìn)一步細(xì)化
金屬監(jiān)督工作是保證電力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定供電的一項(xiàng)主要措施。隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展,火電廠大容量高參數(shù)的發(fā)電機(jī)組日益增多,對(duì)金屬監(jiān)督工作提出了愈來(lái)愈多的要求。
“在目前的基礎(chǔ)上,制訂一部比較詳細(xì)的監(jiān)督檢查細(xì)則,由集團(tuán)層面或電科院牽頭,組織專家按著監(jiān)督檢查細(xì)則進(jìn)行檢查,將所有檢查出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行匯總,提出整改建議。”吉林省電力科學(xué)研究院金屬所高級(jí)工程師趙子謙在會(huì)上對(duì)強(qiáng)化金屬監(jiān)督工作提出建議。
火電機(jī)組受監(jiān)督范圍內(nèi)的金屬部件,如主蒸汽管道、重要轉(zhuǎn)動(dòng)部件、緊固件、鍋爐受熱管件等,都在高溫、高壓作用下長(zhǎng)期運(yùn)行,因此會(huì)發(fā)生金屬材料組織和性能的變化,甚至可能引起某些金屬部件的失效,一旦金屬部件失效就會(huì)引起事故,有時(shí)甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故,直接影響到電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
在趙子謙看來(lái),從事金屬監(jiān)督的人員必須專職,崗位必須設(shè)置在管理崗位,而不能設(shè)置在班組。對(duì)于監(jiān)督網(wǎng)內(nèi)的人員具有專業(yè)的指導(dǎo)管理權(quán)限。必須參與協(xié)調(diào)事故調(diào)查與處理,參與各種涉及監(jiān)督范圍內(nèi)部件檢修方案的編制,參與監(jiān)督范圍內(nèi)部件的采購(gòu)驗(yàn)收。
“新建機(jī)組的各類金屬監(jiān)督高溫、高壓和高速轉(zhuǎn)動(dòng)等部件在安裝前必須進(jìn)行安全性能檢驗(yàn),并盡量將該項(xiàng)工作前移至制造廠,與設(shè)備監(jiān)造工作結(jié)合進(jìn)行,將金屬監(jiān)督設(shè)備安裝前制造質(zhì)量問(wèn)題控制在萌芽狀態(tài),并及時(shí)消缺,保證健康的設(shè)備投入使用。”國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)神技術(shù)研究院金屬主管劉東輝在上述會(huì)議上表示。
華電電力科學(xué)研究院材料技術(shù)部酈曉慧調(diào)研了華電集團(tuán)內(nèi)5家燃?xì)怆姀S,針對(duì)低壓蒸發(fā)器腐蝕的共性問(wèn)題建議:“余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器管的設(shè)計(jì)和選材除考慮常規(guī)的強(qiáng)度、焊接性能、耐蝕性、導(dǎo)熱性和經(jīng)濟(jì)性等方面的因素外,還應(yīng)結(jié)合低壓蒸發(fā)器管內(nèi)的水化學(xué)和工質(zhì)流速,綜合考慮流動(dòng)加速腐蝕對(duì)管子的影響。”
“為了保證發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行,必須對(duì)超超臨界機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)——新型耐熱鋼及其焊接與熱處理開展深入的研究和金屬監(jiān)督工作。”著名材料專家、國(guó)際焊接工程師楊富在接受《中國(guó)電力報(bào)》記者采訪時(shí)談道。楊富尤其呼吁,電力行業(yè)要進(jìn)一步重視金屬材料工作,將其作為推動(dòng)火電技術(shù)進(jìn)步的重要因素來(lái)考慮。
