電站截止閥用高合金耐熱鋼介紹

隨著我國經濟的高速發展，社會用電需求量不斷增加，火力電站建設也在飛速發展。在火力發電汽輪機組中，超(超)臨界汽輪機具有效率高、煤耗低和污染物排放量低等優點，被國內外火力發電廠大量而廣泛地采用。超(超)臨界汽輪機(1000MW)主蒸汽參數為壓力25MPa，再熱蒸汽溫度600℃。火電機組主蒸汽管道、再熱蒸汽管道熱段的使用材料由珠光體耐熱鋼的10CrMo910 ( DIN17175 ) 、ASTM A335-P22 發展到使用X20CrMoV121 ( DIN17175 )、ASTM A335-P91、10Cr9Mo1VNb(GB 5310-1995)等含有馬氏體的鐵素體耐熱鋼。與珠光體耐熱鋼管對焊連接的電站閥鑄件是選用ZG20CrMoV、ZG15CrMo1V、WC6、WC9材料，通過機組常年運行證明，這些材料是完全可以滿足各方面技術性能要求的。1984年，ASME和ASTM將P91引入標準后，國際上P91 材料在火電廠大容量機組的主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段管道逐步被廣泛應用。P91材料的開發成功，使珠光體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼之間增加了新材料，填補了火電廠蒸汽管道在590～650℃溫度范圍內的材料空缺，使超臨界機組和超超臨界機組的發展有了相應的材料基礎。P91鋼相比珠光體耐熱鋼主要是減小了管道壁厚，如主蒸汽管道、再熱蒸汽管道壁厚減小約一半，電站閥受壓件壁厚減小40%以上，產品自重減小65% 以上，提高發電效率8% 左右。

早在70年代初，美國開始著手研究9Cr-1Mo鋼，且在不斷改進，直到1983 年研制出改進型的9Cr-1Mo鋼，這是一種在9Cr-1Mo的基礎上加一定量的Nb、V、N 等元素的合金。同年P91 鋼被美國材料試驗學會( ASTM) 和美國機械工程師學會( ASME) 正式接受為鍋爐管道用材料。其材料級別為ASTM 213-T91 和ASME /SA335-P91。隨著P91材料的廣泛應用，我國的相關標準也進行了相應的補充和完善。如JB/T 5263-2005中電站閥鑄鋼件材料增加了C12A，GB 5310-2008中增加了10Cr9Mo1VNbN和10Cr9MoW2VNbBN 等。

        低合金耐熱鋼(15CrMo、20CrMo、12CrMoV、WC6、WC9等) 在我國應用比較廣泛，其焊接性良好，只要采取合適的預熱溫度和焊后消除應力熱處理，可以得到滿足要求的優質焊縫。而P91 /F91、P92 /F92 材料合金元素較高，焊接性明顯下降。電站閥主要零部件采用C12A、P91 /F91、P92 /F92 材料給閥門制造中的焊接工序帶來一定難度，選用合適的焊接工藝方法，適宜的填充材料，合理的焊接工藝規范是電站閥制造的重要環節。