上锅厂生产的1000MW等级塔式锅炉螺旋段水冷壁和垂直蒸发段水冷壁管材选用T23钢,由日本住友研发,按照ASME SA-213(2004版)标准生产。
水冷壁管材选用T23钢引入国内应用时,国外文献资料曾报道,T23在壁厚小于10mm时,焊后可以不进行热处理。但随着近年来国内对T23钢的深入研究和推广应用,发现T23钢有一定的冷裂纹倾向。首先,在受较大拘束力的条件下,不预热不能保证不产生冷裂纹。其次,焊后不进行热处理,焊接接头的抗拉强度和塑性性能就算全部合格,但是焊缝和热影响区的硬度偏高、冲击韧性降低,经710~730℃热处理后,焊缝和热处理区的冲击韧性显著提高。
根据近几年T23钢在实际应用中的结果,ASME在2009年颁发的CASE 2199-4标准中,对T23钢的微量元素进行了调整:
1)将B(硼)的含量在0.0005%~0.006%提高到0.001%~0.06%,目的是为了提高钢的淬透性。
2)N(氮)小于或等于0.015%与Ti(钛)0.005%~0.06%化合物TiN大于或等于3.5%,亲和力极强。弥散析出,强化晶界,提高了晶界的高温强度。降低N含量时为了降低残余N导致的时效脆性。
3)细化晶粒(铁素体),属于固溶强化提高钢的淬透性。
(1)SA-213T23是什么材质?
错误写法:SA 213T23或SA213-T23。(SA-213T23:“SA”属ASME钢铁材料的标记。“213”表示规范顺序号,“T23”表示钢号分类,“T”表示小口径管,相当于我国的07Cr2MoW2VNbB小口径钢管。)
SA-213T23是在2.25Cr-1Mo(SA-213T22)钢的化学成分的基础上添加W(约1.6%),减少Mo(约0.30%)以及增加少量V、Nb、Ni、B等成分。T23钢的许用应力是T22钢的2倍,其580℃持久强度是12Cr1MoV钢的1.4倍。SA-213T23钢的持久强度与12Cr2MoWVTiB(G102)钢相等,且具有高的冲击韧性和良好的焊接性能,。
允许使用温度:主要适用于制造大型电站锅炉的过热器、再热器和水冷壁,是主蒸汽温度在620℃以下时的较佳选择材料。
(2)SA-213T23化学成分
(3)SA-213T23力学性能
(4)SA-213T23金相组织
经正火+回火供货状态下SA-213T23钢的微观组织为回火贝氏体组织。
(5)SA-213T23钢管焊接接头性能
该钢管的焊接方法为热丝自动TIG焊,焊接材料为φ1.0mm的T-HCM2S。
在实际生产小口径钢管悍前不便于预热,因此实际生产中应进行焊后热处理。从焊接接头的安全和稳定性考虑,SA-213T23钢管焊接接头也应进行焊后热处理。
(6)电站锅炉中的使用情况
SA-213T23高压锅炉管已在国内电站锅炉的建设中获得大批量应用。据一般统计,一台1000MW的发电机组的用钢品种中,SA-213T23钢占11.16%。