Sebagai bahan komponen galas tekanan teras dalam dandang loji kuasa, prestasiP92 tiub keluli dandang tekanan tinggisecara langsung menjejaskan operasi selamat dan kecekapan tenaga unit ultra-superkritikal. Keluli tahan haba martensit jenis baharu ini telah mencapai kejayaan dalam kekuatan suhu tinggi, rintangan rayapan dan kebolehkimpalan melalui pengoptimuman komposisi dan inovasi proses, dan kini telah menjadi pilihan bahan utama untuk unit dengan parameter stim melebihi 600 ℃ di seluruh dunia.
Pertama, ciri-ciri bahan dan inovasi teknologi tiub keluli dandang tekanan tinggi P92.
Keluli P92 adalah gred keluli yang dipertingkatkan berdasarkan P91 dengan penambahan 1.7% tungsten dan pengurangan kandungan molibdenum. Sistem komposisi kimianya (Cr: 8.5-9.5%, W: 1.5-2.0%, Mo: 0.3-0.6%) mencapai peningkatan kekuatan rayapan lebih 30% berbanding gred keluli tradisional melalui kesan sinergistik pengukuhan larutan pepejal dan pengukuhan kerpasan. Dari segi struktur mikro, bahan ini, melalui proses penggulungan dan penyejukan terkawal, membentuk matriks martensit lath. Digabungkan dengan pengedaran karbonitrida jenis MX dan fasa Laves yang tersebar, ia mengekalkan kekuatan rayapan ≥100 MPa selama 100,000 jam walaupun pada 650 ℃. Terutama yang patut diberi perhatian ialah padanan yang sangat baik antara pekali pengembangan terma (12.5 × 10⁻⁶/℃) dan kekonduksian terma (26 W/m·K), dengan berkesan mengurangkan isu tekanan terma semasa permulaan dan penutupan unit.
Kedua, kejayaan utama dalam proses pengeluaran tiub keluli dandang tekanan tinggi P92.
1. Menggunakan teknologi peleburan tiga EF+LF+VD untuk mengawal kandungan gas kepada [H]≤1.5ppm dan [O]≤20ppm.
2. Mencapai pembentukan ketepatan dengan toleransi ketebalan dinding ±5% menggunakan kilang penempaan jejari bersama-sama dengan kilang penggelek berterusan tiga gulung.
3. Menggunakan proses rawatan haba dwi menormalkan (1080℃±10℃) + pembajaan (760℃±15℃).
4. Pengesanan kecacatan ultrasonik automatik dan ujian arus pusar untuk memastikan kadar pengesanan kecacatan ≥99.5%.
Menurut data dari Pusat Pengujian Jiangxi, jangka hayat patah tiub P92 yang dihasilkan dalam negara di bawah keadaan 620℃/29.4MPa mencapai 187,000 jam, melebihi keperluan standard ASME sebanyak 40%. Penjejakan operasi selama enam tahun di loji kuasa demonstrasi menunjukkan bahawa kadar rayapan tahunannya hanya 0.12%/kh, jauh di bawah nilai reka bentuk yang dibenarkan.
Ketiga, kes aplikasi kejuruteraan tipikal bagi paip keluli dandang tekanan tinggi P92.
Dalam pembinaan unit ultra-superkritikal 1000MW di Guangdong, paip keluli P92 menunjukkan kelebihan ketara apabila digunakan dalam saluran paip stim utama (parameter reka bentuk 31MPa/605℃):
- Ketebalan dinding dikurangkan kepada 52mm (pengurangan berat 18% berbanding dengan penyelesaian P91)
- Tingkap rawatan haba pasca kimpalan diluaskan kepada 740-780 ℃
- Pemasangan di tapak, hasil laluan pertama kimpalan meningkat kepada 98.6%
Data pemantauan operasi menunjukkan bahawa kecekapan terma unit mencapai 45.8%, peningkatan sebanyak 7.3 mata peratusan berbanding unit subkritikal, mengurangkan pelepasan CO₂ kira-kira 120,000 tan setiap tahun.
Keempat, satu kejayaan dalam teknologi kimpalan untuk paip keluli dandang tekanan tinggi P92.
Menangani kesukaran mengimpal keluli P92, bahan kimpalan khas yang dibangunkan di dalam negara (seperti elektrod kimpalan CHH727) dipadankan dengan proses kimpalan berbilang lapisan, berbilang laluan, meningkatkan keliatan sambungan kepada 72J (-20 ℃). Projek utama menggunakan kaedah berikut:
1. Suhu pemanasan 150-200 ℃
2. Kawalan suhu antara laluan ≤300 ℃
3. Rawatan penyingkiran hidrogen selepas kimpalan pada 250 ℃ selama 2 jam
4. Rawatan haba selepas kimpalan pada 760 ℃ selama 4 jam. Ini menghasilkan pekali kekuatan sambungan kimpalan 0.92 dan kekerasan zon terjejas haba dikawal di bawah 250 HV10. Tambahan pula, teknologi kimpalan hibrid laser-arka yang dibangunkan oleh Universiti Teknologi Nanjing meningkatkan lagi kecekapan kimpalan sebanyak 40% dan mengurangkan ubah bentuk sebanyak 60%.
Kelima, pembinaan sistem kawalan kualiti untuk paip keluli dandang tekanan tinggi P92.
Industri ini telah mewujudkan rangkaian pemantauan kualiti kitaran penuh daripada bahan mentah kepada perkhidmatan:
- Bahan mentah: Melaksanakan kawalan tepat pengaloi mikro Nb/Ti (±0.01%)
- Pembuatan: Menggunakan pengimej haba inframerah untuk memantau medan suhu rawatan haba dalam masa nyata
- Pemeriksaan: Memperkenalkan ujian ultrasonik tatasusunan berperingkat untuk mengenal pasti kecacatan setara 0.5mm
- Platform data besar: Mengintegrasikan 32,000 set data operasi daripada 56 loji janakuasa di seluruh negara.
Keenam, analisis kos-faedah bagi paip keluli dandang tekanan tinggi P92.
Walaupun kos awal bahan P92 adalah 20-30% lebih tinggi daripada gred keluli tradisional, kelebihan kos kitaran hayatnya adalah penting:
1. Tekanan reka bentuk yang meningkat membolehkan ketebalan dinding dikurangkan, mengurangkan penggunaan bahan sebanyak 15-20%.
2. Kitaran penyelenggaraan dilanjutkan kepada 8 tahun (berbanding 5 tahun untuk bahan konvensional).
3. Kekerapan penggantian yang dikurangkan mengurangkan kerugian masa henti sebanyak kira-kira 12 juta yuan setiap contoh. Pengiraan ekonomi daripada loji kuasa menunjukkan bahawa unit yang menggunakan paip P92 menyaksikan peningkatan dalam hasil komprehensif sebanyak 230 juta yuan dalam tempoh operasi 10 tahun.
VII. Trend Pembangunan Masa Depan Tiub Keluli Dandang Tekanan Tinggi P92
Dengan kemajuan penyelidikan dan pembangunan teknologi ultra-superkritikal 700℃, arah penambahbaikan keluli P92 tertumpu pada:
1. Menambah 0.003% B untuk meningkatkan kekuatan sempadan butiran
2. Membangunkan teknologi pengukuhan penyebaran Y₂O₃ skala nano
3. Meneroka aplikasi pembuatan aditif dalam kelengkapan paip berbentuk tidak teratur
Data penyelidikan awal dari Institut Penyelidikan Bahan Shanghai menunjukkan bahawa masa patah tegasan P92 yang diubah suai pada 650 ℃ boleh mencapai 2.3 kali ganda daripada bahan tradisional.
Pada masa ini, kapasiti pengeluaran tahunan P92 tiub keluli dandang tekanan tinggi negara saya telah melebihi 80,000 tan, dan produk dieksport ke lebih daripada 20 negara di Asia Tenggara, Timur Tengah dan kawasan lain. Didorong oleh matlamat "dwi karbon", bahan berprestasi tinggi ini akan terus memberikan sokongan utama untuk menaik taraf teknologi tenaga arang batu bersih, dan laluan evolusi teknologinya juga telah mengumpul pengalaman berharga untuk aplikasi aloi berasaskan nikel generasi akan datang. Pakar industri meramalkan bahawa menjelang 2030, permintaan pasaran global untuk bahan P92 akan mengekalkan kadar pertumbuhan tahunan purata sebanyak 6.5%, dan pembuatan China, dengan kelebihan rantaian perindustriannya yang lengkap, dijangka menduduki lebih daripada 40% bahagian pasaran.
Masa siaran: Nov-11-2025