[00119216]奥氏体不锈钢喷丸钢管组织及其抗蒸汽氧化特性试验研究

1、科学技术领域 该项目属于金属材料技术领域。 2、主要科技内容 （1）国产和进口S30432钢管内壁喷丸层质量状态检测分析 对管内壁喷丸层表面宏观状态检验和断面金相组织形貌特征观察以及显微硬度测试等对比分析,补充和完善了喷丸处理管子质量检验和验收的方法及其评判依据。 （2）变形对内壁喷丸处理效果的影响研究 通过对喷丸处理弯管不同区域进行内壁喷丸层质量状态检测以及对喷丸处理直管在实验室条件下经过不同程度弯曲和拉伸变形试验后的样品进行内壁喷丸层质量状态检测。 （3）加热对内壁喷丸处理效果的影响研究 通过对内壁已喷丸处理的国产和进口S30432钢管在实验室条件下经过不同温度等级短时热处理后的样品进行内壁喷丸层质量状态检测,分析讨论了短时加热对内壁喷丸处理效果的影响。 （4）蒸汽氧化临界温度模拟试验研究 采用热工院自主研发的蒸汽氧化试验装置,对内壁喷丸和未喷丸处理的钢管进行了蒸汽氧化试验和氧化层表面XRD分析,对比研究了喷丸管和未喷丸管蒸汽侧氧化皮的生长规律,并推算出了管样内壁氧化皮快速生长时所对应的临界温度范围。 （5）蒸汽氧化试验后喷丸硬化层组织和硬度试验分析 对试验样品喷丸硬化层状态和硬度的检测分析,对比研究了喷丸层组织与性能在较长的试验时间内随温度的变化规律,并对国内喷丸管的实际生产情况和电厂的使用情况提出相应的合理化建议。 3、关键技术与创新点 （1）开发了一种能够清晰显示出不锈钢及其喷丸硬化层微观组织形貌的金相检验侵蚀剂,为准确检验和评判喷丸管喷丸硬化层的金相组织提供了可靠的技术手段,该侵蚀剂配方已于2012年1月获得国家发明专利; （2）将喷丸硬化层的形变组织细分为碎化晶层、多滑移层和单滑移层三个分层,首次提出了将碎化晶层和多滑移层的发育程度,尤其是碎化晶层发育程度作为综合评价喷丸硬化效果主要评判指标之一; （3）制订了DL/T 1603-2016《奥氏体不锈钢锅炉管内壁喷丸层质量检验及验收技术条件》标准,成为火力发电厂奥氏体钢管内壁喷丸层质量检验和验收的指导性技术文件,保证了超超临界机组用奥氏体钢管内壁喷丸使用性能; （4）首次试验得出了不锈钢喷丸管喷丸层组织和性能退化的温度范围约在730℃～760℃之间,并据此提出了目前国产S30432喷丸管的设计金属壁温上限和加工制造过程中的热处理温度上限不应超过730℃的建议。 （5）在较低温度（即喷丸层组织不发生退化的温度）下经较长时间运行所形成的连续、均匀、致密的Cr2O3保护膜在随后更高的温度下仍可起到良好保护作用的结论。 4、应用情况 （1）自2010年迄今,已在绥中发电有限公司、华能国际电力股份有限公司井冈山电厂、江西新昌电厂、宁夏灵武电厂等火电机组中获得应用。采用不锈钢内壁喷丸的钢管大大减小了锅炉高温过热器和再热器氧化皮发生剥落爆管事件的可能性,经济和社会效益非常显著。因此,具有广阔的应用前景。 （2）通过本课题研究发表的科技论文和学术会议交流活动所作的专题报告,国内一些喷丸管生产企业已根据本项目的研究成果及时改进了喷丸处理工艺和生产设施,促进了国内喷丸管质量的进一步提升。