GB/T5310-2023 Котлы с высоким давлением. Проблемные стальные трубки в технологии, применении и деталях управления качеством

Во -первых, фон и значение эволюции стандарта

Развитие стандартов для бесшовных стальной трубки в моей стране развивалось от импортированных и ассимилированных стандартов до независимых инноваций. Ранний стандарт GB5310 в основном ссылался на стандартную систему советской GOCT. С достижениями в области внутренних металлургических процессов версия 2017 года соответствует международным стандартам, таким как ASTM A335 и EN 10216. Версия 2023 года еще больше оптимизирует чистоту материала и высокотемпературную производительность. Например, верхний предел содержания фосфора и серы для 20 г стали был уменьшен с 0,030% до 0,025%, а спецификации прочности ползучести были добавлены для термостойких сплавных сталей, таких как 12cr1movg. Эти улучшения увеличили срок службы стальных труб, производимых внутри страны, в суперкритических единицах выше 600 ° C примерно на 15%, обеспечивая материальную поддержку для эффективной технологии выработки электроэнергии, работающей на угле, в целях двойного углерода.

Во -вторых, анализ основных технических требований

1. Управление химическим составом материала: новый стандарт реализует более точный контроль диапазона для основных элементов, таких как C, Si и Mn. Например, содержание хрома в P91 Steel было скорректировано до 8,0%-9,5%(ранее 8,0%-10,0%). В частности, заслуживает внимания добавление ограничений на остаточные элементы, такие как AS и SN, требующие ≤ 0,010% и SN ≤ 0,015%, эффективно подавляя охлаждение во время долгосрочной высокотемпературной работы.

2. Усовершенствование механических характеристик: по сравнению с версией 2017 года, стандарт 2023 года повышает нижний предел прочности растягивания для стальной трубы 20 г от 410 МПа до 430 МПа, а выход от 245 МПа до 265 МПа. Для стали, устойчивых к теплостойким, таким как 12cr2mowvtib (Steel 102), было добавлено новое техническое требование для 100 000-часовой прочности разрыва при 650 ° C ≥ 80 МПа, что привело к тому, что этот уровень производительности на тот же уровень, что и STBA26 Японии. 3. Инновация управления процессом: впервые использование процесса переработки внешней печи (LF+VD) явно требуется для обеспечения того, чтобы содержание газа [H] ≤ 2 ч / млн и [O] ≤ 20 ч / млн. Для стальных труб с диаметром ≥ 219 мм электромагнитным ультразвуковым автоматическим обнаружением недостатка является обязательным, что увеличивает чувствительность обнаружения дефектов с 2 мм до 1,6 мм. Эти улучшения гарантируют, что внутреннее качество стальных труб достигает уровня ядерных энергетических труб.

В -третьих, типичные сценарии применения и рекомендации по выбору

1. Субкритические единицы (16-18 МПа/540 ° C): рекомендуется 15CRMOG стальной трубы, с допустимым напряжением 78 МПа при 580 ° C. Электростанция продемонстрировала, что срок службы экономайзеров с использованием нового стандартного 15 -кратного значения был продлен с 80 000 часов до 100 000 часов.

2. Суперкритические единицы (25 МПа/600 ° C): предпочтительны 12CR1MOVG или P22 материалы. Примечательно, что новый стандарт регулирует допустимое напряжение 12cr1movg при 600 ° C от 46 МПа до 49 МПа, уменьшая толщину стенки труб на 7% в эквивалентных условиях эксплуатации.

3. Ультра-суперкритические единицы двойного возмещения (32 МПа/630 ° C): необходимо использовать высокоаллежные материалы, такие как P91/P92. Издание 2023 года добавляет обязательное требование для P92 Steel для поддержания прочности на выносливость ≥100 МПа при 630 ° C и 100 000 часов, закладывая материальную основу для передовой ультра-суперкритической технологии 700 ° C.

В -четвертых, ключевые моменты для принятия качества

1. Управление допущением измерения: новый стандарт подтягивает допуск толщины стенки для горячих пробирков от ± 12,5% до ± 10% и увеличивает потребность в овальности для холодных труб от ≤1,5% до ≤1,2%. Во время принятия особое внимание должно быть уделено недавно добавленному измерению толщины стенки для каждой трубки. »2. Проверка системы термообработки: для мартенситных сталей, таких как P91, полная » нормализация + терапевты »требуются записи о температуре время-времени, и пост-репетиторская твердость должна контролироваться в диапазоне 180-250 HB. Данные из агентства тестирования указывают на то, что приблизительно 8% несоответствующих продуктов, проверяемых в 2023 году, были обусловлены отклонением в процессе термообработки.

3. Применение новых технологий проверки: Стандарт вводит в первый раз требования к проверке TOFD (дифракция времени полета), что требует 100% продольного осмотра дефектов для стальных труб, используемых в основных паровых линиях. Практика показала, что этот метод может обнаружить трещины ≥0,5 мм глубиной, повышая чувствительность на 40% по сравнению с традиционным проверком UT.

В -пятых, влияние на рынок и тенденции отрасли

Согласно статистике Ассоциации специальной стали Китая, производство котло с высоким давлением достигло 2,8 млн. Тонн в 2024 году, из которых приблизительно 65% соблюдали стандарт GB/T5310-2023. Основные производители завершили модернизацию производственной линии, увеличив уровень урожайности своих стальных трубок P91 с 85% до 92%. Тем не менее, стоит отметить, что в специальных материалах, таких как 12cr2mowvtib, внутренние производственные мощности по -прежнему сталкиваются с пробелом около 200 000 тонн/год. При внедрении нового стандарта отрасль развивается в трех ключевых направлениях: во -первых, производители стальной трубы ускоряют строительство 'Smart Factory. Во -вторых, пользователи ниже по течению постепенно создают системы управления '' Полный жизненный цикл ', обратно в процесс выбора. В-третьих, агентства тестирования разрабатывают технологии неразрушающей оценки на основе машинного обучения, такие как использование сигналов акустического выброса для прогнозирования оставшейся жизни. Предсказывается, что внедрение GB/T5310-2023 приведет к качеству котловых труб на высоком даче в моей стране в международный верхний уровень. Тем не менее, внимание также должно быть уделено практическим проблемам в стандартной реализации, таких как недостаточные возможности для тестирования среди малых и средних предприятий и постоянная необходимость импорта некоторых специализированных материалов. С разработкой ультра-суперкритической технологии 700 ° C, стандарт столкнется еще более строгими изменениями, требуя постоянного совместного инноваций в отрасли, научных кругах, исследованиях и применении.