Антикайн П.А. Коррозия металла парогенераторов

Антикайн П.А. Коррозия металла парогенераторов

Энергия, 1977 г.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА МОЩНЫХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

Для повышения коэффициента полезного действия теплового цикла электростанции увеличивают температуру перегрева и давление острого пара, а также используют вторичный перегрев до возможно более высоких температур. Но при возрастании температуры пара происходит усиление коррозии металла труб поверхностей нагрева вследствие интенсификации диффузионных процессов, так как повышается температура металла стенок труб выходной части пароперегревателей. При увеличении давления острого пара растет температура стенки экранных труб, омываемых с внутренней стороны более горячей водной средой.

Единичная мощность парогенераторов непрерывно повышается. При обеспечении одной и той же средней температуры перегрева пара на парогенераторах большей производительности имеет место более высокая температура металла отдельных слабее охлаждаемых паром или сильнее нагреваемых горячими газами труб поверхностей нагрева. Условия эксплуатации металла труб становятся более тяжелыми и поэтому от металла требуются более высокие коррозионная стойкость и жаропрочность.

Рост температуры перегрева сдерживается отсутствием достаточно дешевых коррозионно-стойких и жаропрочных сталей для выходной части пароперегревателей острого пара, промперегрева и паропроводов.

Стремление к улучшению экономических показателей электростанций, сжигающих мазут, путем повышения температуры перегрева пара привело к созданию новых марок жаропрочных хромомарганцевых аустенитных сталей с небольшим содержанием никеля. ЦНИИТмаш разработана сталь типа 0Х13Г12Н2АС2 и ИМЕТ АН СССР —сталь типа 0Х12Г14Н4ЮМ [Л. 36]. Эти стали имеют показатели жаропрочности на уровне аустенит-ной хромоникелевой стали Х18Н12Т и превосходят ее в 1,5—2,0 раза по коррозионной стойкости в продуктах сгорания мазута. Стали сохраняют высокие пластические свойства при длительном эксплуатационном опробовании, а также при испытании на длительную прочность продолжительностью до 10 тыс. ч.

Стали типов 0Х13Г12Н2АС2 и 0Х12Г14Н4ЮМ являются перспективными материалами для труб поверхностей нагрева мазутных парогенераторов с температурой металла до 640°С. Применение этих сталей обеспечивает экономию остродефицитного никеля.

ЦНИИТмаш разработал жаропрочную аустенитную хромоникелевую сталь с молибденом Х16Н9М2, которая обладает жаропрочностью несколько более высокой, чем сталь Х18Н12Т, и существенно лучшей длительной пластичностью. Свойства стали Х16Н9М2 слабо изменяются в процессе длительной эксплуатации. Сталь без заметного разупрочнения переносит перегревы до температур 650—660°С, обладает лучшей свариваемостью и меньшей склонностью к образованию трещин в околошовной зоне но сравнению со сталью Х18Н12Т. В то же время коррозионные потери в продуктах сгорания мазута у стали Х16Н9М2 в 1,5—2,0 выше, чем у стали Х18Н12Т. Поэтому сталь Х16Н9М2 представляется перспективным материалом для труб поверхностей нагрева парогенераторов, работающих на малоагрессивных топливах и имеющих температуру перегрева острого пара до 565°С, когда температура металла не превышает 620°С. При более высоких температурах жаропрочность стали Х16Н9М2 становится слишком низкой, и трубы выходного пакета конвективного пароперегревателя должны быть выполнены чрезмерно толстостенными [Л. 36].

Перспективными материалами для труб поверхностей нагрева парогенераторов, работающих на малоагрессивных топливах (природном газе, иазаровском буром угле, экибастузском угле и др.) при еще более высоких температурах, могут быть аустенитные хромоникелевые стали, комплексно легированные вольфрамом, молибденом, бором и ниобием: 1Х14Н18В2БР (ЭИ695Р), 1Х16Н14В2БР (ЭП17) и Х16Н16МВ2БР (ЭП184) [Л. 37]. По жаропрочности эти стали существенно превышают аустенитную сталь Х18Н12Т.