馬天文

摘 要：作者站在現(xiàn)場監(jiān)督檢測的層面上具體的闡述了當前火力發(fā)電機常見高溫螺栓鋼種的理化檢驗內容，對25cr2MoV鋼、2crl2NiM01w1V鋼、20crlM01VNbTiB、R26（Ni-Cr-co合金）型合金、GH4145型合金等高溫螺栓的金相組織進行了對比分析，同時結合一些典型的高溫螺栓失效原因展開分析討論，希望能為大型火力發(fā)電機組的高溫螺栓現(xiàn)場理化檢驗提供一些參考。

關鍵詞：火力發(fā)電；高溫螺栓；理化檢驗；金相組織

引言

當前我們國家的火力發(fā)電裝置普遍使用高溫螺栓，像是汽缸或是管線法蘭等處要想固定好，都要使用與之對應的能夠抵抗較高溫度的螺栓。因為此類螺栓的工作背景是應力松弛狀態(tài)，所以，它在運行的時候必然要承擔拉應力，特別時候還會有彎應力存在，所以，要想實現(xiàn)穩(wěn)定的效益，就要保證螺栓材料的品質良好，具體來講就是說材料應該有強大的應對松弛的性能以及應對彎曲的性能，除此之外，還要有很好的持久性以及抗高溫特點，同時還應具有良好的熱加工、機械加工性能，此外其微觀組織穩(wěn)定性要好，熱脆性傾向要小。不過通過分析我們發(fā)現(xiàn)，目前運行的這些螺栓中并非時刻都能夠穩(wěn)定運行，失效現(xiàn)象時常出現(xiàn)。當前時期，相關工作者的主要工作任務就是研究怎樣才能夠確保高溫螺栓運行穩(wěn)定。

DL，r438-2009、DL，r439-2006的標準規(guī)定，通常在檢修場地之內，那些直徑尺寸超過32mm、溫度高于400℃的高溫螺栓都要接受超聲測試，不過并不是所有的測試都可以發(fā)現(xiàn)像是裂縫之類的問題，所以我們就要在場地之中開展理化檢測，尤其是在進行大修的時候，如果條件允許的話，都要開展綜合化的理化檢測活動，只有這樣才能夠確保機組的運行穩(wěn)定。雖說電力領域對于此類零件的檢驗標準非常高，不過在具體的工作中不管是建設方亦或是發(fā)電單位自身，都沒有高度關注此類檢驗工作，僅將重點放到了螺栓材料的質量檢測上面。不過通過分析我們發(fā)現(xiàn)，因為螺栓的類型繁多，尺寸不一，加之材料的類型也不一樣，所以場地的理化檢測工作無法切實按照相關規(guī)定來落實，工作者在開展的時候面對的難題非常多。作者具體的站在場地的監(jiān)督檢測的層面上對此加以分析，而且結合螺栓常見的失效現(xiàn)象進行了具體的論述，僅此希望能為大型火力發(fā)電機組的高溫螺栓現(xiàn)場理化檢驗提供一些參考。

1 鐵基高溫螺栓

鐵基高溫螺栓是最常見的耐高溫螺栓，可合金成份分為碳鋼螺栓、低合金鋼螺栓、合金鋼螺栓、高合金鋼螺栓等。按金相組織劃分，又有回火索氏體、回火馬氏體等耐高溫螺栓。鐵基高溫螺栓在機組長期的高溫運行中，內部可能會產生蠕變、疲勞等緩慢的性能下降現(xiàn)象。25Cr2Mov鋼螺栓廣泛應用在低壓內缸、管道法蘭等部位連接處，25cr2MoV鋼種本身屬于珠光體耐熱鋼，制成的高溫螺栓的供貨狀態(tài)為調質處理，微觀組織為回火索氏體，這種螺栓的硬度控制標準為HB248～293，與這種螺栓類似的常見高溫螺栓鋼種還有20CrlM01V、25Cr2MolV、35CrMo等。對于長期使用的這類螺栓，現(xiàn)場硬度檢驗時如果大批量地發(fā)現(xiàn)硬度高于標準范圍較多的，對該批螺栓應重點進行金相檢驗，此時容易在原奧氏體晶界上出現(xiàn)網狀的碳化物析出。

2crl2NiM01w1V鋼螺栓的微觀組織是典型的回火馬氏體，此類物質的特點是強度非常高，而且可以很好的應對腐蝕問題，它還被用到葉片之中。當我們開展金相測試工作的時候，具體分析板條馬氏體位相特征是否明顯，有沒有蠕變孔隙存在，特別是硬度較高的時候更要高度關注，它執(zhí)行的標準是HB291～321。通過具體的檢驗工作，我們得知此類螺栓的硬度不是很高，而且它的金相組織存在著非常顯著的馬氏體特點，因此要想確保機組運行穩(wěn)定，此時就要抽取一些螺栓具體檢測它們的力學特點以及拉伸特征等等。與這種馬氏體型高強度螺栓類似的常見高溫螺栓鋼種還有2Crl2WMoVNb

B、2CrlOMoVNbN等，均屬于改良型12%C鋼。

2 鎳基高溫螺栓

由于當前的機組開始朝著超臨界方向發(fā)展，因此有著強大的抗蠕變特點的鎳基物質開始被大量的使用，如GH80A、InconeLAUov 783、GH4145、R26、GH4169等鎳基高溫螺栓已經廣泛應用在汽輪機高溫部件中。R26型高溫螺栓主要用于工作溫度在677℃以下的高中壓內缸，這種螺栓的硬度控制標準為HB262-331。為均勻的單向奧氏體組織，因此該材料具有很高的抗蠕變和抗氧化能力。在具體的開展場地測試工作的時候，假如發(fā)現(xiàn)其硬度較高的話，就要認真分析其是不是有細小的裂縫存在，高合金的鋼材容易產生應力腐蝕裂紋，導致沿晶脆性斷裂。GH4145合金型高溫螺栓是我國自行研發(fā)的鋼種，如今有很多機組都使用此類材料，不過最近幾年，此類螺栓時常出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

原本設計是用于制造工作溫度在670℃以下的高溫螺栓。GH4145典型的現(xiàn)場金相組織為單相奧氏體組織，本人在檢測的時候時常遇到粗晶，組織里面有非常大的晶體，在別的資料里面也有此類論述。從近年來發(fā)生的GH4145鎳基合金螺栓斷裂事故統(tǒng)計分析可以看出，由組織不均勻性引起的斷裂失效占了很大比例，巨大晶粒組織的存在直接導致高溫韌塑性的異常，所以在檢測的時候必須要高度關注此類問題。

3 結束語

通過分析我們得知，對于火力發(fā)電設備來講，由于它的高溫螺栓的總數非常多，而且它們的尺寸以及材料的特性等不是完全一樣的，所以為了抱枕設備的運行穩(wěn)定，我們就要認真分析此螺栓的具體服役情況，也就是說，要認真開展理化檢測工作。作為場地的監(jiān)督工作者，在實際開展工作的時候，可以借助綜合化的硬度以及金相測試活動，分析其性能變化特點，然后提出合理的建議，這樣就能夠降低問題發(fā)生幾率，確保生產工作順利開展。

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