为了降低整体耐蚀合金管的材料成本、保持其耐蚀可靠性,山特维克公司开发了由碳钢作基层管,耐腐蚀性好的奥氏体超低碳不锈钢Sanicro 28 作为复层管的双金属复合锅炉管。山特维克公司对700℃使用的超超临界锅炉合金开展研究,开展了Sanicro 25 奥氏体不锈钢的研制,已经试制成功φ41.4 mm × 8 mm 的合金管,应用于燃煤蒸汽锅炉再热器和过热器。
耐高温锅炉管的开发与生产是发展超临界、超超临界火电机组的关键,作为世界著名的钢铁企业,瑞典山特维克公司在锅炉管开发方面也有其独到一面,具体情况是:
1、Sanicro 28
超超临界锅炉产生高温高压蒸汽,过热器用钢管应具有耐650℃、35MPa蒸汽条件下的高温强度,优良的外表面耐高温腐蚀能力和内表面耐水蒸汽氧化性能等特性。
为了降低整体耐蚀合金管的材料成本、保持其耐蚀可靠性,山特维克公司开发了由碳钢作基层管,耐腐蚀性好的奥氏体超低碳不锈钢Sanicro 28 作为复层管的双金属复合锅炉管。
双金属复合管通过冶金结合制成,成型方法为喷射成型法,特点是近终形和半固态加工技术。规格为63.5mm ×6.53mm ( 最小壁厚) 的双金属管,其中外层耐蚀基管Sanicro 28平均壁厚为1.65m m,碳钢基层管最小壁厚为4.88 m m 。
Sanicro 28 复合管具有以下优点:较低的热膨胀率,减少系统压力;较高的热传导率,降低操作温度,减少腐蚀;消除水/ 蒸汽侧的应力腐注开裂、点蚀和缝隙腐蚀;容易弯曲。目前超过200万m的复合管已应用在全世界300个多锅炉上。
2、 Sanicro 25
山特维克公司对700℃使用的超超临界锅炉合金开展研究,开展了Sanicro 25 奥氏体不锈钢的研制,已经试制成功φ41.4 mm × 8 mm 的合金管,应用于燃煤蒸汽锅炉再热器和过热器。
Sanicro 25奥氏休不锈钢是Fe- Ni 基合金(%:≤0.1C,0.2Si,0.5Mn,≤0.025P,≤0.015S,22.5Cr,25Ni,3.6W,1.5Co,3.0Cu,0.5Nb,0.23N)、具有较好的韧性、蠕变强度抗氧化和高温组织稳定性。析出相强化是该钢的主要强化方式之一,主要析出相有M23C6、、NbCrN、Nb(CN)、富Cu相。同时添加W 和N 进行固溶强化,Cr 元索可用来增加抗高温氧化性能,
同时W、C r元素的增加可促进σ相的析出,富N b 的MX相显著提高了钢的蠕变断裂强度
。由计算得到Mo、Cr、C、N 等元素是MX 相的重要合金组成元素,Sanicro 25钢中的MX 相可能为N b ( C、N )。
Sanicro 25不锈钢管具有优异的蠕变强度在700℃下服役10万小时后蠕变强度为100M Pa 。Sanicro 25 可采用焊接方法是非熔化极气体保护焊。Sanicro 25 奥氏体不锈钢管在使用过程中,高效率导致蒸汽温度更高,并大量减少了CO2排放量,燃煤消耗更少。
目前,超临界、超超临界机组的发展备受各国重视,开发和生产超临界、超超临界锅炉管是一项战略任务,我们应该在借鉴山特维克锅炉管先进经验的基础上,加大国产的研发力度,并及早形成超临界、超超临界锅炉管系列化,达到世界较高水平。