电厂金属材料论文_电厂金属材料论文
电厂金属材料论文由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“电厂金属材料论文”。
姓名:
专业：
指导老师：
汽包水冷壁材料及事故原因
摘要
随着电力工业的发展，在火电厂中大容量，高参数的锅炉和汽轮机机组逐渐增多，对电厂金属材料的要求也越来越高，由于电厂金属材料多数是在高温，高压和腐蚀介质作用的长期运行，会发生组织和性能的变化，甚至可能引起某些零部件的失效，零部件失效后往往会造成严重事故，直接影响火电厂的安全发供电。因此，本文就水冷壁，汽包的用钢及其要求分析事故发生的种类和原因
关键词：
汽包
水冷壁
所用材料
事故原因
1.水冷壁管用钢及其要求
水冷壁管：在锅炉运行时，水冷壁管和炉膛内火焰接触，燃料燃烧所产生的热量通过水冷壁管加热锅炉炉水。对水冷壁管金属来说，是用锅炉炉水冷却水冷壁管。在正常运行时，由于管内水流的冷却作用，其工作温度并不高，这种温度水平一般的耐热钢均能承受。
在水冷壁管的运行过程中，容易产生“垢下腐蚀”现象。其产生与锅炉给水的水质及锅炉运行工况有关，其中尤其是锅炉水质的好坏与水冷壁管的安全运行有密切相关。此外若燃煤中含硫量高，在运行过程中会出现水冷壁管的硫腐蚀，严重时会危及锅炉的安全运行，目前解决硫腐蚀的主要措施是用表面渗铝钢管作为水冷壁管。
对水冷壁管材料的主要要求有：水冷壁管金属具有一定强度（以使得管壁厚度不致于过厚，否则会影响加工与传热），传热效率高，有一定的抗腐蚀性能，工艺性能好（如冷弯、焊接等性能），在某些情况下还要求其热疲劳性能好（如在直流锅炉上）。
2．汽包用钢及其要求：
主要用于制造重要的受压部件，即压力容器筒体如汽包，一般由钢板卷成两个半圆或圆筒，两头加上封头焊接而成。汽包处于中温（350℃以下）、高压状态下工作，它除了受较高的内压力外，还受到冲击、疲劳载荷、热应力、水和蒸汽介质的腐蚀作用。其运行时装有大量的有压力的饱和汽水，如果因其破裂而发生爆炸，则会发生厂毁人亡的灾难性事故。所以汽包是极其重要的，它的安全运行与许多因素有关，但材料的性能却是最重要的因素之一。在制造汽包过程中，钢板要经过各种冷热加工工序，如下料、卷板、焊接和热处理等，且汽包所处的温度是饱和蒸汽的温度，因而对汽包钢板有下列要求：
较高的强度（包括室温和中温强度），屈服强度和抗拉强度是设计决定许用应力的依据；
高压锅炉汽包一般采用400MPa以上强度级别的钢种；
良好的塑性和冷弯性能（下料和卷板等工艺的要求，加工时不易出现裂纹）；
室温冲击韧性和时效冲击韧性（因其运行温度正好处于时效过程进行得较为强烈的温度范围）；
较低的缺口敏感性，在锅炉制造中要在钢板表面开管孔和焊接管接头，造成应力集中；
良好的焊接性能（要求低的含碳量，以防止产生焊接裂纹和应力集中），良好的冶金质量（要求S和P等杂质和气体含量尽量低、较好的低倍组织，要求钢的分层、非金属夹杂、气孔、疏松等缺陷尽可能少，不得有白点和裂纹）。
汽包用钢均为低碳钢或低合金钢，均属于珠光体钢，这是由汽包的工作温度决定的。为减少汽包钢板的厚度，以适应高参数机组的发展要求，在低碳钢基础上加入少量合金元素如Mn、V、Mo、B、Nb、Re等成为低合金珠光体锅炉钢。
目前，按国家标准GB713-1997《锅炉用钢板》，共有7种：20g、22Mng（SA299）、15CrMog、16 Mng、19Mng（19Mn6）、13MnNiCrMoNbg和12Cr1MoVg等； 其余标准中的钢板见表1。表1 钢板
钢的种类
钢号
标准编号
适用范围
工作压力（MPa）
壁温（℃）
碳素钢
Q235-A, Q235-B
GB700GB3274
≤1.0
20R
GB6654,YB(T)40
≤5.9
≤450
20g
GB713
≤5.9
≤450
22g
YB(T)41
合金钢
12Mng, 16Mng
GB713,YB(T)41
≤5.9
≤400
16MnR
GB6654, B(T)40
≤5.9
≤400
下面介绍一下比较重要、常用的锅炉汽包板材。
1）20g钢板：是锅炉上最常用的碳钢板。它有适当的强度和良好的塑性，还有良好的冶炼、制板、焊接、热处理和冷热成型等工艺性能。它的用途极广泛，主要用于工作温度≤450℃的中低压锅炉做锅筒及法兰、集箱端盖等件，但在大型锅炉中用量较少，主要用在压力较低的部位。国外相近牌号有德国的HⅡ、日本的SB42和俄罗斯的20K。其化学成分C≤0.2，Si0.15-0.30，Mn0.50-0.90，S≤0.035，P≤0.035；热轧或热处理后的强度水平σs≥185-245，σb≥380-530 MPa；塑性δ≥22-26。
2）19Mn6（P355GH、19Mng）钢板：是DIN17155标准中的钢号，其是在以前的19Mn5的基础上调整了Mn含量，并将一些强化元素控制在较低的水平，以保持力学性能与19Mn5相同，是C-Mn细晶粒低合金钢，其在EN10028中的牌号为P355GH。该钢具有良好的综合力学性能，其在500℃以下的高温力学性能优于碳钢；还具有良好的可焊性以及冷热加工等工艺性能。它主要用于代替22g和16Mng制造高压锅炉的锅筒和封头，在我厂的300MW锅炉的高压加热器和低压加热器制造中也得到应用；也可用于石油化工设备中的高压容器和其它焊接结构件。相近牌号有中国的GB713中的19Mng、16Mng、美国的SA299、日本的SB49和俄罗斯的16гс。其化学成分C0.15-0.22，Si0.30-0.60，Mn1.00-1.60，S≤0.030，P≤0.035，Al≥0.020，其余有少量限制了上限的合金元素；正回火态下强度水平σs≥300-310，σb≥510-610 MPa；塑性δ≥20。
3）SA299（22Mng）钢板：是ASME规范中的成熟钢号，为一种成分简单的碳-锰-硅钢，其化学成分和强度级别类似于我国的16Mng和德国的19Mn6，但含碳量更高。常温屈服强度不低于275MPa。该钢的力学性能稳定并有良好的塑性、断裂韧性和抗疲劳裂纹扩展的性能，缺口效应不敏感，钢板厚度方向力学性能也较为均匀。它有良好的冶炼、制板、焊接和成型工艺性能。它主要用于制造工作温度不高于400℃的300MW和600MW机组锅炉的汽包、下降管、弯头和下环形集箱。相近牌号有中国的GB713中的22Mng该钢在我厂应用较少，若今后我厂有300MW和600MW机组锅炉订货，要求按ASME规范制造，可选用此钢制造汽包等部件。其化学成分C≤0.28-0.30，Si0.13-0.45，Mn0.90-1.40，S≤0.040，P≤0.035，其余有少量限制了上限的合金元素；正火态（或轧态）下强度水平σs≥275-290，σb≥515-655 MPa；塑性δ≥20。
4）BHW35钢板：BHW35为德国梯森钢厂的钢号，是德国六十年代研制成功的可焊贝氏体型耐热结构钢；其在EN10028中的牌号为13MnNiMo54；我国将其移植到GB713，牌号为13MnNiCrMoNb。它是一种添加有镍、铬、钼和微量铌（铌起细化晶粒并强化的作用）的细晶粒低合金钢。该钢有较好的综合力学性能，有较高的高温屈服点和对裂纹不敏感的特性，良好的焊接性能和工艺性能。适用于工作温度不超过400℃的各种焊接件，如锅筒、压力容器等构件。我厂主要用其制造200MW、300MW高压、超高压的锅炉汽包，厚度较厚。其化学成分C≤0.15，Si0.10-0.50，Mn1.00-1.60，S≤0.025，P≤0.025，Cr0.20-0.40，Ni0.60-1.00，Mo0.20-0.40，Nb0.005-0.022；正回火态下强度水平σs≥380-390，σb≥570-740 MPa；塑性δ≥18。
在七十年代初我国锅炉制造行业就引入了该钢，由于有优良的力学性能、良好的焊接及工艺性能，得到了各大锅炉厂的重视和应用，主要用于制造200MW锅炉汽包、高压加热器和压力容器等产品。83年我厂在300MW锅炉汽包的选材时，对BHW35和SA299钢板的性能进行了对比，采用BHW35可使锅炉汽包壁厚减小1/4（从203mm降为145mm），经制造和运输带来极大好处。多年来，我厂已经用此钢制造了300MW锅炉汽包约50台，对BHW35的焊接性能和工艺性能已经完全掌握，积累了丰富的生产经验，并制定了和种规程，我厂对其母材和焊接头做了大量的性能试验，特别是特殊性能试验。各种试验结果均表明该钢板及焊接头有较好的性能。目前我国国内已经具备生产BHW35厚板的能力。
5）12Cr1MoV钢板：12Cr1MoV为前苏联研制的低合金锅炉用钢，我国五、六十年代引入该钢种，原先一直作为锅炉钢管的主要用钢。该钢具有较好的热强性能和持久塑性，并具有较好的热加工工艺性能和焊接工艺性能，但对热处理较敏感。根据我国电站锅炉制造的要求，我国又研制生产了研制生产了12Cr1MoV钢板。主要用于火电机组锅炉的联箱封头、吊耳，受热面低温段的定位板和吊架支座等部件。其化学成分C0.08-0.15，Si0.17-0.37，Mn0.40-0.70，S≤0.030，P≤0.030，Cr0.90-1.20，Cu≤0.20，Ni≤0.25，Mo0.25-0.35，V0.15-0.30；正回火态下强度水平σs≥235-245，σb≥430-440 MPa；塑性δ≥19。
3.事故的原因
3.1造成锅炉发生事故的原因是多方面的,归纳起来主要有以下4个方面：
（1）设计制造方面：结构不合理,材质不符合要求,焊接质量不好,受压元件强度不够,以及其他设计制造不良方面的原因。
（2）运行管理方面：违反劳动纪律,违章作业;设备失修、超过检验周期,没有进行定期检验;操作人员不懂技术;无水质处理设施,或水质处理不好,其他运行管理不善方面的原因。
（3）安全附件：不全或失效、不灵。
（4）安装、改造、检修质量不好,以及其他方面的原因。3.2锅炉事故的种类：
（1）、锅炉爆炸事故 锅炉爆炸总是在受压元件最薄弱的失效部位,然后由汽、水剧烈膨胀引起锅内大量的水发生水锤冲击使裂口扩大。
立式锅炉破裂,多数在下脚圈处,大量蒸汽从裂口喷出,就象火箭腾空飞起,可能飞离几十到几百米远。
卧式锅炉的爆炸,易发生在锅筒下腹高温辐射区或者内燃炉膛上方高温辐射区,由于在炉膛内部,锅炉本体最可能是前后平行飞动。
参考文献
[1] 宋琳生 电厂金属材料 第四版 中国电力出版社 [2] 锅炉金属材料 百度文库 [3] 中国知网
“这位姑娘，听老僧一句话，男人们所说的女汉子，是指那种相貌娇美性格刁蛮的小公主型，绝不是施主你这种形神兼备型的。”
金属铸造工艺论文摘要：铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追......
电厂景观设计论文1正确的建设思路和原则做好电厂景观设计不仅要有景观设计的专业水平，还要理解电厂环境的特点和特殊性，深刻理解电厂各种独特的工业建筑的形式，积极吸收国内外......
1正确的建设思路和原则做好电厂景观设计不仅要有景观设计的专业水平，还要理解电厂环境的特点和特殊性，深刻理解电厂各种独特的工业建筑的形式，积极吸收国内外相关类型的景观设......
刀豆文库小编为你整合推荐4篇电厂景观设计论文，也许这些就是您需要的文章，但愿刀豆文库能带给您一些学习、工作上的帮助。......
[1]小廖.动力系热能工程专业被列为省重点建设专业[J].长沙电力学院学报(自然科学版),1995,03:334.[1]何天荣.热管技术及其在热能工程中的应用[J].工业锅炉,2003,03:24-27.[1......
