长期服役后末级再热器12Cr1MoVG钢管的组织性能和剩余寿命评估

刘泰然, 张一可, 王志武, 句光宇

(1.河南农业大学, 郑州 450046；2.武汉大学, 武汉 430072；3.中国大唐集团科学技术研究院有限公司 华中电力试验研究院, 郑州 450000)

12Cr1MoVG钢是一种具有良好抗高温蠕变性能、耐高温腐蚀和抗氧化性能的合金钢，广泛应用于电厂锅炉主蒸汽管、过热器管和再热器管[1-2]，其供货状态为正火+回火态，组织为铁素体+贝氏体[3-4]。由于该材料长期服役于高温环境中易发生珠光体球化、碳化物沿铁素体晶界析出和粗化，导致材料使用性能下降[5-6]，严重时会危害锅炉部件的安全。张彦文等[7]研究了火电厂用12Cr1MoVG 钢管在使用过程中发生早期爆管失效的原因，研究表明：钢管受腐蚀介质影响，内壁发生减薄，出现蠕变孔洞，进而发生爆管。杨滨等[5]研究了火电厂用12Cr1MoV钢主蒸汽管道长期服役后的组织性能变化，结果表明：材料组织发生了明显的珠光体球化，碳化物和晶粒长大，高温屈服强度和抗拉强度也明显下降。YAN等[4]采用扫描电镜原位拉伸试验，研究了服役20 000 h和200 000 h后的12Cr1MoVG 钢的组织性能，结果表明：材料均发生了珠光体球化，碳化物沿晶界析出，材料断裂性能下降。

笔者以某发电厂300 MW火电机组锅炉末级再热器12Cr1MoVG钢管为研究对象，该设备已累计运行超过1×105h，在运行期间的几次维修中，经检测发现12Cr1MoVG钢的显微组织已发生珠光体球化，为了评估机组的安全状态，对该末级再热器钢管进行组织观察、性能分析以及寿命评估，以期为12Cr1MoVG钢的应用提供更多参考。

1 试验材料与方法

试验材料取自服役时间超过1×105h的锅炉末级再热器管道，钢管规格为φ63 mm×4.5 mm，材料为12Cr1MoVG钢。……