Sebagai bahan komponen galas tekanan teras dalam dandang loji janakuasa, prestasiTiub keluli dandang tekanan tinggi P92Secara langsung mempengaruhi operasi selamat dan kecekapan tenaga unit ultra-superkritikal. Jenis keluli tahan haba martensitik 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 ialah gred keluli yang dipertingkatkan berdasarkan P91 dengan penambahan tungsten 1.7% 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 sinergi pengukuhan larutan pepejal dan pengukuhan pemendakan. Dari segi mikrostruktur, bahan ini, melalui proses penggelek dan penyejukan terkawal, membentuk matriks martensitik lath. Digabungkan dengan taburan tersebar karbonitrida jenis MX dan fasa Laves, ia mengekalkan kekuatan rayapan ≥100 MPa selama 100,000 jam walaupun pada 650℃. Amat penting ialah padanan yang sangat baik antara pekali pengembangan habanya (12.5 × 10⁻⁶/℃) dan kekonduksian terma (26 W/m·K), yang berkesan mengurangkan masalah tekanan haba semasa permulaan dan penutupan unit.
Kedua, penemuan penting dalam proses pengeluaran tiub keluli dandang tekanan tinggi P92.
1. Menggunakan teknologi peleburan tiga kali ganda 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 tempaan jejarian bersama-sama dengan kilang penggelek berterusan tiga gulung.
3. Menggunakan proses rawatan haba berganda iaitu penormalan (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 keretakan tiub P92 yang dihasilkan di dalam negara di bawah keadaan 620℃/29.4MPa mencapai 187,000 jam, melebihi keperluan standard ASME sebanyak 40%. Enam tahun pengesanan operasi di loji janakuasa demonstrasi menunjukkan bahawa kadar rayapan tahunannya hanya 0.12%/kh, jauh di bawah nilai reka bentuk yang dibenarkan.
Ketiga, kes aplikasi kejuruteraan tipikal paip keluli dandang tekanan tinggi P92.
Dalam pembinaan unit ultra-superkritikal 1000MW di Guangdong, paip keluli P92 menunjukkan kelebihan yang ketara apabila digunakan dalam saluran paip stim utama (parameter reka bentuk 31MPa/605℃):
- Ketebalan dinding dikurangkan kepada 52mm (pengurangan berat 18% berbanding penyelesaian P91)
- Tingkap rawatan haba pasca kimpalan dilebarkan kepada 740-780℃
- Pemasangan di tapak, hasil kimpalan laluan pertama meningkat kepada 98.6%
Data pemantauan operasi menunjukkan bahawa kecekapan terma unit tersebut mencapai 45.8%, peningkatan sebanyak 7.3 mata peratusan berbanding unit subkritikal, sekali gus mengurangkan pelepasan CO₂ sebanyak kira-kira 120,000 tan setiap tahun.
Keempat, satu kejayaan dalam teknologi kimpalan untuk paip keluli dandang tekanan tinggi P92.
Bagi menangani kesukaran kimpalan keluli P92, bahan kimpalan khas yang dibangunkan di dalam negara (seperti elektrod kimpalan CHH727) telah dipadankan dengan proses kimpalan berbilang lapisan, berbilang laluan, meningkatkan ketahanan sambungan kepada 72J (-20℃). Satu projek utama telah menggunakan kaedah berikut:
1. Suhu prapemanasan 150-200℃
2. Kawalan suhu antara laluan ≤300℃
3. Rawatan penyingkiran hidrogen pasca kimpalan pada 250℃ selama 2 jam
4. Rawatan haba pasca kimpalan pada suhu 760℃ selama 4 jam. Ini menghasilkan pekali kekuatan sambungan kimpalan sebanyak 0.92 dan kekerasan zon yang terjejas haba dikawal di bawah 250 HV10. Tambahan pula, teknologi kimpalan hibrid arka laser 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 hingga perkhidmatan:
- Bahan mentah: Melaksanakan kawalan tepat bagi pengaloian mikro Nb/Ti (±0.01%)
- Pembuatan: Menggunakan pengimej terma inframerah untuk memantau medan suhu rawatan haba dalam masa nyata
- Pemeriksaan: Memperkenalkan ujian ultrasonik tatasusunan berfasa untuk mengenal pasti kecacatan setara 0.5mm
- Platform data raya: Mengintegrasikan 32,000 set data operasi daripada 56 loji janakuasa di seluruh negara.
Keenam, analisis kos-faedah 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 ketara:
1. Tekanan reka bentuk yang meningkat membolehkan ketebalan dinding yang dikurangkan, sekali gus 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 satu. Pengiraan ekonomi daripada loji janakuasa 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℃, hala tuju 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 bahan tambahan dalam kelengkapan paip yang berbentuk tidak sekata
Data penyelidikan awal daripada 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 negara saya untuk tiub keluli dandang tekanan tinggi P92 telah melebihi 80,000 tan, dan produknya dieksport ke lebih 20 buah negara di Asia Tenggara, Timur Tengah, dan wilayah lain. Didorong oleh matlamat "karbon berganda", bahan berprestasi tinggi ini akan terus menyediakan sokongan utama untuk penaiktarafan teknologi kuasa arang batu bersih, dan laluan evolusi teknologinya juga telah mengumpulkan 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: 11 Nov-2025