[发明专利]奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管

说明书

技术领域

本发明涉及一种奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管，尤其是涉及发电用超临界和超超临界压力锅炉过热器、再热器等高温段抗高温蒸汽氧化腐蚀的奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管。

背景技术

我国火电发电已经进入超临界和超超临界压力的发展时代，电站锅炉的蒸汽出口压力已达28MPa，蒸汽出口温度高达605℃，在如此高的参数下，锅炉受热面管系高温段通常使用的18Cr-8Ni型TP304H、TP321H、TP347H等奥氏体不锈耐热钢管的内壁面临着高温蒸汽氧化腐蚀的威胁。

奥氏体不锈耐热钢管内壁受到高温蒸汽氧化腐蚀后，在其内壁表层将生成氧化皮膜，该皮膜是由一种内层物质(Fe₂Cr₂Ni)₃O₄尖晶型氧化物及外层物质Fe₂O₃和Fe₃O₄氧化物所组成的双层物质，在高温、高压和长期运行的工况下，氧化皮膜不断增厚、剥离，剥离现象主要发生在外层，并以水垢堆积在管系的弯头处，或随蒸汽高速吹入汽轮机，危及锅炉和电站的安全运行。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管，旨在提供一种用于火力发电用超临界和超超临界压力锅炉过热器、再热器等受热面管系高温段具有抗高温蒸汽氧化腐蚀性能的钢管。

为达到上述目的，本发明的奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管内壁表层生成一具有组织强化和应力强化特征的抗高温蒸汽氧化腐蚀的硬化层。

所述喷丸钢管内壁表层具有组织特征的硬化层层深不小于75μm。

距所述钢管内壁层深不小于200μm内有一具有应力强化的硬化层，邻近钢管内壁处硬度最高可达400HV以上，并沿着钢管径向即厚度方向下降，逐渐趋于金属基体的硬度。

距所述钢管内壁层深不小于75μm内形成在晶粒内分布均匀、密度很高的应变硬化滑移线。

距所述喷丸钢管内壁60μm处硬化层的硬度不小于280HV。

距所述喷丸钢管内壁60μm处硬化层与基体硬度相比较，两者硬度差不小于100HV。

所述喷丸钢管内壁硬化层沿喷丸钢管周向和全长方向分布均匀。

所述喷丸钢管的内直径为24mm≤ID≤60mm，其长度为L≤12M。

本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管的优点，即在于钢管管内工质运行温度大于560℃时，可加速钢管基体中Cr元素向钢管内壁表层扩散，使钢管内壁表层的含Cr量由18％提高至20％甚至更高而生成抗高温蒸汽氧化腐蚀的自保护层，提高钢管内壁抗高温蒸汽氧化腐蚀性能。

鉴于上述优点，本发明的奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管具有效抗高温蒸汽氧化腐蚀的性能，其运用于火力发电用超临界和超超临界锅炉过热器、再热器等受热器管系的高温段时，据估算，经近十年的连续运行，生成的氧化皮膜厚度由未喷丸钢管的150-200μm降为1.3μm。

附图说明

图1为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管由喷枪进行喷丸强化时的剖面示意图；

图2(a)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ51×7.5mm的SA213-TP304H内壁喷丸表层组织强化金相微观形貌图；

图2(b)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ51×7.5mm的SA213-TP304H内壁喷丸表层层深60μm处的应力强化硬度HV试验值；

图3(a)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ48.26×7.9mm的SA213-TP347H内壁喷丸表层组织强化金相微观形貌图；

图3(b)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ48.26×7.9mm的SA213-TP347H内壁喷丸表层显微硬度金相微观形貌图；

图3(c)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ48.26×7.9mm的SA213-TP347H的内壁喷丸表层显微硬度测点及其试验值；

图3(d)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ48.26×7.9mm的SA213-TP347H的内壁喷丸表层随层深的显微硬度HV分布图；

图4(a)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管的规格为φ51×7.5mm的Super 304H的内壁喷丸表层组织强化及其显微硬度金相微观形貌图；

图4(b)为本发明奥氏体不锈耐热无缝喷丸钢管规格为φ51×7.5mm的Super 304H的内壁喷丸表层显微硬度测点及其试验值；