对燃煤电厂而言,进步主蒸汽管的温度以及压力,电厂的热效率也会相应进步。近年来在世界范围内开展了对蒸汽高温高压化的研究,以进步火力发电锅炉的效率。锅炉蒸汽条件的终极目标值是649℃、35.2MPa的超超临界压力。由于奥氏体不锈钢存在热膨胀系数过大、热导率小造成的钢管内表面蒸汽氧化皮剥落,一定环境诱发应力腐蚀开裂以及低热导率等题目,铁素体钢比奥氏体不锈钢有更低的热膨胀系数和更高的导热系数,因此,迫切希看有一种高强度铁素体钢能取而代之。
由日本新日铁研制的铁素体钢P92(NF616)满足了电厂的要求。该钢在P91的基础上对成分做了进一步完善改进,采用复合-多元的强化手段,适当降低了Mo含量至0.30~0.60%,增加了1.50%~2.00%的W,进步了使用温度,使钢的持久强度得以进步,可用于蒸汽温度高达625℃的锅炉外部零件,如管道和集箱等。
目前国外的特纳、V&M等国际着名钢管企业已经开始批量生产P92;东锅已经开始对北方重工生产的P92进行持久试验等评审,但是北方重工采用铸造镗孔工艺进行制造,该工艺成材率低、能耗大,只适合于制造大口径、径厚比小的P92。天津钢管团体股份有限公司的PQF轧机和920旋扩机组适合生产高附加值、大口径、大壁厚的钢管,而高压锅炉管P92是非常适宜的品种之一。
目前日本和欧洲均有厂家在生产P92钢管,其供货状态为正火+回火,金相组织为回火马氏体或回火索氏体。P92钢管的化学成分见表1。
表1 P92 钢管的化学成分(wt%)
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Cr |
0.07~0.13 |
≤0.50 |
0.30~0.60 |
≤0.020 |
≤0.010 |
≤0.40 |
8.50~9.50 |
Mo |
Al |
V |
N |
W |
Nb |
B |
0.30~0.60 |
≤0.04 |
0.15~0.25 |