專供鍋爐、石化用高壓無縫鋼管
電話:13102008542、022-26926620
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對于超超臨界機組的需求TP347HFG鋼無縫鋼管不同于傳統TP347H,對于傳統的TP347H而言，其成材工藝一般采用熱軋穿孔后進行軋制變形再固溶處理即可，最終其晶粒度在4~7級晶粒大小。與之不同的是TP347HFG鋼無縫鋼管采用了1250℃以上軟化后再進行二次固溶處理的熱處理機制，生產工藝將高溫軟化溫度保持1250℃以上，由于在熱軋穿孔過程中會產生粗大的鈮碳氮化物，采用高溫軟化工藝可以將Nb（C/N）進一步固溶到基體中；高溫軟化后的鋼管進行軋制變形獲得所需規格產品的同時使得晶粒得到細化，最后為獲得理想的晶粒我們需要進行二次固溶處理，可以使晶粒回復到7~10級晶粒大小，二次固溶不僅可以將M23C6充分固溶于基體中，而且可以使一次固溶處理時被固溶的Nb，將會以Nb（C/N）相的形式再次析出，Nb碳氮化物的存在不僅可以釘軋晶界又可以細化晶粒，Nb的大量析出一定程度上可以達到固C的作用，從而抑制M23C6析出，進而提高TP347HFG鋼抗晶間腐蝕性能。
1 簡介
TP347HFG是與TP347H成分相同、而加工制造、處理工藝不同的鉻鎳鈮奧氏體不銹鋼。日本住友是針對TP347H存在的兩個問題（一是TP347H的煙汽側在熱循環作用下會產生氧化層剝落、進而在彎管處產生阻塞導致過熱和失效；二是剝落的氧化物會被帶入汽輪機，使汽輪機產生嚴重的侵蝕）進行了改進：利用微細的鈮碳化物（NbC）的溶解和沉淀機理，采用新的、較高的固溶處理溫度的熱處理工藝使得TP347H的晶粒大大地細化。室溫、高溫力學性能與TP347H基本相同。由于該鋼是用鈮穩定的奧氏體鋼，且晶粒明顯細化，持久強度比ASME規范的規定值高約20%，焊接性能、疲勞性能大大優于常規的TP347H鋼管，且具有較好的抗晶間腐蝕性能、良好的組織穩定性和更優異的抗氧化及剝離性能，此外還具有良好的彎管性能；其綜合性能明顯優于TP347H。高溫耐蝕性在18-8不銹鋼中是最好的。近年該鋼已經由ASME code case 2159批準確認，列入ASME SA213，定名為TP347HFG。
2 用途
TP347HFG鋼管與TP347H一樣，主要用于制造超（超）臨界壓力參數的大型發電鍋爐的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器的高溫段以及各種耐高溫高壓的管件等；但對于承壓部件，其最高工作溫度應可更高；由于其綜合性能大大優于TP347H，將來應能得到廣泛應用。該鋼1989年就用于日本（Chubu Electric Power Co.'s Kawagoe Power Staion的1、2號第一臺700MW、22.7MPa、566/566/566℃的超超臨界鍋爐的過熱器和再熱器材料。
3 技術要求及試驗數據
3.1 化學成分（%）
規范 | C | Mn | Si | P | S | Cr | Nb |
ASME SA-213/SA-213M-2021 | 0.06-0.10 | ≤2.00 | ≤0.75 | ≤0.030 | ≤0.015 | 17-19.0 | ≥8*C-1.10 |
規范 | Ni | ||||||
ASME SA-213/SA-213M-2021 | 10.5-13.00 |
注1：鈮和鉭含量之和不應少于碳含量的8倍，且不大于1.0%
3.2 金相組織
TP347HFG鋼管的供貨狀態為固溶處理。需經三道工序：一是初始固溶處理（此固溶處理溫度要比最終固溶處理溫度高50℃）；之后冷加工；三是在不低于1180℃溫度下進行最終固溶處理。三道工序后，金相組織應為單一的過飽和奧氏體組織，晶粒度應為7-10級。
3.3 力學性能
室溫力學性能
規范 | 拉伸性能（縱向） | 硬度HRB（HB） | ||
σs(MPa) | σb(MPa) | δ(%) | ||
ASME code case 2159 | ≥205 | ≥550 | ≥35 | ≤90（192） |
注1： ASME試樣，標距50mm（對縱條試驗壁厚小于8mm，每減小0.8mm時，從基本最小伸長率可減小的百分值為1.5%）。
3.4 持久強度σ
（MPa）
規范 | 600℃ | 621℃ | 640℃ | 650℃ | 677℃ | 700℃ | 732℃ |
ASME code case 2159 | 131.1 | 129.5 | 109.3 | 98 | 75.1 | 58.4 | 41 |
3.5 許用應力σ（MPa）
溫度℃ | 525 | 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | 675 | 700 | 732 |
ASME code case 2159 | 90.7 | 89.9 | 89.1 | 87.8 | 83.9 | 66.2 | 51.5 | 39.1 | 27.5 |
3.6 抗氧化性及抗腐蝕性能
細晶粒的該鋼在650、700℃蒸汽抗氧化試驗表明：其蒸汽抗氧化性大大優于常規的TP347H鋼管，且晶粒越小，抗氧化性越好；相同條件下的氧化腐蝕深度約為后者的一半。
該鋼在煤灰環境（溫度650℃，氣氛為1%的SO2+5%的O2+15%的CO2+balN2）條件下，以合成灰（1.5mol的K2SO4+1.5mol的Na2SO4+1.0mol的Fe2O3））的高溫耐腐蝕抗力試驗結果證實：其高溫耐腐蝕抗力等于或優于常規的TP347H鋼管，且晶粒越小，高溫耐腐蝕抗力越好。
4 工藝資料
4.1 熱處理
TP347HFG鋼管的供貨狀態為固溶處理。需經三道工序：一是初始固溶處理（此固溶處理溫度要比最終固溶處理溫度高50℃）；之后冷加工；三是在不低于1180℃溫度下進行最終固溶處理。
4.2 焊接
由于該鋼晶粒細化，其焊接性能優于常規的TP347H。熱裂敏感性試驗證實：與常規的TP347H相比，其發生的開裂少、開裂的可能性小得多。
4.2.1 同種鋼焊接
可采用手工、自動和半自動的氣體保護鎢極電弧焊（GTAW）或藥皮焊條電弧焊（SMAW）；對GTAW，相應的焊材（填充金屬）為TASETO TG347（由Nippon oil & Fats Co., Ltd制造提供）或ER347（AWS）； 對SMAW，相應的焊材（填充金屬）為TASETO RNY347或E347（AWS）。施焊時，控制層間溫度不超過150℃。焊后可采用1170-1200℃、15-30分鐘的焊后熱處理，但若能對焊接熱影響區的氯離子侵蝕問題采取適當的保護措施，則可不進行焊后熱處理 。
4.2.2 異種鋼焊接
A）與T91，填充材料ERNiCr-3、不預熱/層溫（最低250℃）和焊后熱處理（700-730℃）；
B）與T22，焊接材料ERNiCr-3、不預熱/層溫（最低250℃）和焊后熱處理（700-730℃）或不用焊后熱處理。
4.3 彎管
4.3.1 冷彎
該鋼冷變形后對持久強度有影響。故對彎心半徑不大于2.5DR的彎曲變形（或雖彎曲半徑達到10DR，但若產生較大的殘余拉伸應力）后，所有管子均應進行彎后固溶處理，工藝與焊后熱處理相同；如果不能對氯離子侵蝕問題采取適當的保護措施，則所有彎管均要進行處理 。
4.3.2 熱彎
除非熱加工溫度控制在1170-1200℃，否則須進行重新固溶處理，以恢復其正常的持久強度性能。
