本书以超超临界百万机组金属材料为基础，以金属监督、焊接为主线，以提高机组部件安全可靠性为目标，主要内容包括超超临界机组新型耐热钢介绍，P92焊接工艺评定与焊接管理，典型部件焊接、检验施工方案，基建、运行、检修金属监督，典型缺陷与失效案例，高温高压管道、锅炉管在线监测与寿命管理，超超临界机组氧化皮控制与预防措施。 本书可作为从事超超临界机组设备制造、运行、检修、管理等相关工作的技术人员阅读使用，也可供从事相关技术研究工作的技术人员、管理人员及高校师生借鉴参考。

1针对1000MW超超临界机组金属监督及焊接方面的*知识。2内容新颖，配有彩图，有效指导超超临界金属焊接方面的技术工作。

序随着国内首座超超临界百万千瓦电厂华能玉环电厂２００６年１１月首台机组投产，我国投产运行的超超临界机组已具备了一定规模。为适应我国超超临界机组的快速发展，电力行业及其他相关电厂设备的制造、安装、运行、维修等单位及科研院所的技术人员为此付出了不懈努力和辛勤劳动，并取得了丰硕的成果。本书对超超临界机组的新型耐热钢 Ｔ９２／Ｐ９２、Ｔ１２２／Ｐ１２２、Ｓｕｐｅｒ３０４Ｈ、ＨＲ３Ｃ等材料的使用性能、焊接工艺性能 （焊接性）、焊接及热处理工艺、焊接检验、施工技术方案、早期失效、焊接修复、金属监督、状态评估与寿命管理等领域开展了深入的实验研究和工程实践，获得大量丰富翔实的案例资料，取得了理论与实践相结合的可喜成绩。超超临界机组金属监督与焊接的成果，其中有经验也有教训，许多资料为第一手资料，具有原创性和先进性，有较强的针对性和实践可操作性，推动了国内相关行业标准的更新与进步，可资借鉴。本书可供从事燃煤发电技术及从事超超临界机组设备制造、运行、检修、管理等相关工作的技术人员阅读使用，也可供从事相关技术研究工作的技术人员、管理人员及高校师生借鉴参考。相信该书的出版对我国超超临界机组金属材料及性能评价、焊接、检验、失效分析、状态评估、寿命管理等工程技术人员具有重要参考价值，进一步促进超超临界机组的发展，为机组的长周期、安全、稳定、可靠、经济运行发挥重要作用。上海交通大学博士导师　单爱党２０１７年８月前言国家 “８６３”计划 “百万千瓦超超临界发电关键技术”课题研究依托工程，华能玉环电厂成功建成投产已十年有余，我国电力工业在超超临界机组设计、制造、安装、工程建设管理、调试、运行维护管理等方面取得了长足的进步，大幅缩短了与世界先进发电技术的差距。十年来我国的超超临界机组数量和容量均居世界第一，引领了清洁高效燃煤发电技术发展。超超临界、高效超超临界机组发展的核心基础是新型耐热钢材料技术的进步，２０世纪９０年代后期，耐热材料及其制造工艺水平取得了前所未有的技术进步，涌现了大量新型９Ｃｒ～１２Ｃｒ系列铁素体钢和２０Ｃｒ～２５Ｃｒ系列奥氏体钢，新型耐热钢的研发推动了更先进和高效的超超临界机组快速发展。本书编者在电厂金属材料、焊接、检验、金属监督、失效分析、评估、寿命管理等领域，尤其是针对超超临界机组，有丰富的实践经验和专项科研成果积累，全程参与和见证了国内超超临界机组的建设与发展。本书重点介绍了超超临界机组新型耐热钢等金属材料的性能、焊接工艺、早期失效典型案例原因分析及预防措施、寿命管理、氧化皮防治等，尤其注重生产实践的指导性。本书共七章，第一章、第五章由刘鸿国编写，第二章、第三章由刘鸿国、蔡晖、沈钢编写，第四章、第七章由殷尊、蔡晖编写，第六章由杜保华编写。全书由刘鸿国统稿，由中国能建浙江火电建设有限公司沈钢审稿。本书在编辑、出版过程中得到中国电力出版社的大力支持，在本书的编写过程中还得到了上海交通大学博士导师单爱党的支持，编者在此一并表示感谢。由于时间和水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请各位读者批评指正。编者２０１７年８月

作者为超超临界机组运行维护技术人员，在电厂一线工作10年以上。

序前言第一章　超超临界机组新型耐热钢介绍 １　　第一节 超超临界机组选材分析 １　　　　　　一、高温受热面选材分析 ２　　　　　　二、四大管道选材分析 ５　　　　　　三、汽轮机高温高速转动部件用材 ６　　第二节 新型耐热钢 １０　　　　　　一、新型耐热钢简介 １０　　　　　　二、新型耐热钢国产化 １４　　第三节 高效超超临界机组选材分析 １６　　　　　　一、６１０℃／６２０℃再热发电技术 １６　　　　　　二、６５０℃级别超超临界发电技术 １７　　　　　　三、７００℃级别先进超超临界发电技术 １７第二章　犘９２焊接工艺评定与焊接管理 １９　　第一节 超超临界机组用新型钢的焊接 １９　　　　　　一、Ｐ９２／Ｐ９１焊接中的裂纹问题 １９　　　　　　二、焊接接头力学性能问题 ２０　　　　　　三、焊接接头强度不足问题 ２１　　　　　　四、焊接材料与工艺的影响 ２２　　第二节 新型耐热钢Ｔ９２／Ｐ９２焊接工艺 ２４　　　　　　一、Ｐ９２钢化学成分及性能特点 ２４　　　　　　二、Ｐ９２钢焊接的重点及难点 ２５　　　　　　三、焊接工艺评定策划及组织 ２７　　　　　　四、热处理工艺 ３０　　　　　　五、Ｐ９２钢现场安装焊接 ３１　　　　　　六、Ｐ９２钢安装过程质量控制重点 ３４　　　　　　七、Ｔ１２２／Ｐ１２２焊接工艺评定 ３５　　　　　　八、焊后检验 ４０　　第三节 新型耐热钢ＨＲ３Ｃ、Ｓｕｐｅｒ３０４Ｈ钢焊接工艺 ４２　　　　　　一、Ｓｕｐｅｒ３０４Ｈ、ＨＲ３Ｃ钢及其焊接情况 ４２　　　　　　二、Ｓｕｐｅｒ３０４Ｈ、ＨＲ３Ｃ焊接工艺 ５２　　第四节 现场焊接与管理 ５５　　　　　　一、编制依据 ５５　　　　　　二、焊接工程量及特点 ５５　　　　　　三、焊接施工组织机构 ５６　　　　　　四、焊接主要施工方案和重大技术措施 ５７　　　　　　五、焊接质量管理 ６０　　　　　　六、焊接安全卫生管理 ６１　　　　　　七、焊接劳动力的准备 ６２　　　　　　八、焊接能力供应 ６２　　　　　　九、焊接技术、质量记录的准备 ６３　　　　　　十、其他质量管理过程 ６３　　第五节 Ｐ９２管道内壁裂纹现场焊接修复 ６４　　　　　　一、概况 ６４　　　　　　二、技术路线 ６５　　　　　　三、主蒸汽管弯头裂纹缺陷的挖补 ６５　　　　　　四、主蒸汽管道２３号焊口的焊接 ６９第三章　典型部件焊接、检验施工方案 ７１　　第一节 汽缸拼缸焊接方案 ７１　　　　　　一、拼装及焊接要求 ７１　　　　　　二、低压外下缸的拼装和焊接工艺 ７２　　　　　　三、低压外下缸与凝汽器焊接 ７３　　　　　　四、低压外上缸的拼装和焊接工艺 ７４　　　　　　五、施工工艺 ７５　　第二节　主蒸汽等大管道焊接方案 ７６　　　　　　一、焊接操作工艺流程 ７７　　　　　　二、焊接操作工艺描述 ７７　　　　　　三、焊接及热处理返工工艺 ８１　　　　　　四、焊接质量控制及质量要求 ８２　　第三节 受热面焊接施工方案 ８３　　　　　　一、焊接方法 ８３　　　　　　二、焊接力能配备方案 ８３　　　　　　三、焊前预热技术方案 ８３　　　　　　四、焊接工艺 ８４　　　　　　五、热处理技术方案 ８５　　　　　　六、焊后检验方案 ８５　　　　　　七、返修处理方案 ８５　　　　　　八、质量验收标准 ８５　　　　　　九、质量保证措施 ８６　　第四节 超超临界塔式锅炉Ｔ２３水冷壁 ８７　　　　　　一、作业程序、方法和内容 ８７　　　　　　二、特殊结构安装焊缝焊接顺序推荐 ８８　　　　　　三、作业结果的检查验收和达到的标准要求 ８９　　第五节 射线作业方案 ９０　　　　　　一、射线检验范围 ９０　　　　　　二、检测人员和设备 ９１　　　　　　三、检测流程 ９１第四章　基建、运行、检修金属监督 ９９　　第一节 基建监督项目策划与管理 ９９　　　　　　一、金属监督的依据 ９９　　　　　　二、金属监督的范围 １００　　　　　　三、超超临界机组新钢种管理 １１４　　　　　　四、安装前后的检查 １１９　　　　　　五、不合格品的处置 １１９　　第二节 基建阶段突出问题与监督重点 １２０　　　　　　一、基建阶段突出问题及金属监督重点 １２０　　　　　　二、优化用材，把好设计、制造选材关 １２０　　　　　　三、抓好设备监造，确保设备制造水平 １２０　　　　　　四、做好入场验收，控制安装过程质量 １２１　　第三节 运行阶段突出问题与监督重点 １２２　　　　　　一、金属技术监督概述 １２２　　　　　　二、基层单位金属技术监督管理模式 １２３　　　　　　三、技术监督 １２３　　　　　　四、金属在高温长期运行过程中的变化 １３１　　第四节 检修阶段突出问题与监督重点 １３９　　　　　　一、四氧化三铁的析出 １３９　　　　　　二、水冷壁管子和鳍片的开裂 １４０　　　　　　三、高温腐蚀 １４１　　　　　　四、水冷壁及尾部烟道吹损 １４１　　　　　　五、主蒸汽、热段管道接管座焊缝 １４２　　　　　　六、锅炉防磨防爆检查 １４２　　　　　　七、检修监督项目策划与管理 １４４　　第五节 火力发电厂金属事故分析 １４５　　　　　　一、锅炉爆管分析 １４５　　　　　　二、汽轮机叶片损坏与防止措施 １５０　　　　　　三、汽轮机转子事故与处理 １５１　　　　　　四、汽轮机汽缸的开裂问题 １５３　　　　　　五、螺栓的断裂与防止 １５３第五章　典型缺陷与失效案例 １５５　　第一节 Ｔ９２／Ｐ９２、Ｔ１２２／Ｐ１２２许用应力下降 １５５　　第二节 新型耐热钢Ｔ９１／Ｐ９１、Ｔ９２／Ｐ９２、Ｔ１２２／Ｐ１２２材质不合格 １５８　　　　　　一、Ｐ９１热段管道 （及弯头）硬度不合格 １５８　　　　　　二、Ｐ１２２联箱铁素体含量超标 １５８　　第三节 新型耐热钢的运行失效案例 １６０　　　　　　一、Ｐ９２焊缝开裂 １６０　　　　　　二、新型钢Ｓｕｐｅｒ３０４Ｈ、ＨＲ３Ｃ爆管 １６１　　　　　　三、联箱厂家焊缝裂纹缺陷 １６２　　第四节 新型耐热钢Ｔ２３早期失效 １６４　　第五节 异种钢焊缝早期失效 １６４　　　　　　一、过热器Ｔ２２／ＴＰ３４７Ｈ焊缝开裂 １６４　　　　　　二、再热器Ｔ９２／ＨＲ３Ｃ焊缝开裂 １６５　　　　　　三、联箱下连接管焊缝开裂 １６５第六章　高温高压管道、锅炉管在线监测与寿命管理 １６６　　第一节 高温高压管道的在线监测与寿命管理 １６６　　第二节 模型简介 １６７　　　　　　一、应力计算 １６７　　　　　　二、剩余寿命计算 １６９　　第三节 系统架构 １７０　　　　　　一、数据转换服务程序 １７１　　　　　　二、数据库 １７１　　　　　　三、实时性能分析服务程序 １７１　　　　　　四、Ｗｅｂ发布 １７１　　第四节 高温管道寿命管理系统功能 １７１　　　　　　一、状态在线监测及评估 １７１　　　　　　二、设备信息管理 １７１　　　　　　三、运行历史查询 １７３　　　　　　四、测点超温超压统计 １７３　　　　　　五、高温管道在线监测与寿命管理工作实施 １７５　　第五节 锅炉管在线监测与寿命管理 １７６　　　　　　一、基本概念 １７６　　　　　　二、模型简介 １７７　　　　　　三、应力计算 １７８　　　　　　四、寿命评估 １７８　　　　　　五、氧化皮生长模型 １７８　　　　　　六、系统架构 １７９　　　　　　七、锅炉管寿命管理系统功能 １７９　　　　　　八、锅炉管在线监测与寿命管理工作实施 １８９第七章　超超临界机组氧化皮控制与预防措施 １９１　　第一节 超超临界氧化皮的剥落 １９１　　　　　　一、氧化膜生长速度的一般规律 １９２　　　　　　二、氧化皮测量和数据处理方法 １９２　　　　　　三、蒸汽氧化速率突变的原因分析 １９３　　　　　　四、蒸汽氧化临界温度的影响因素 １９６　　第二节 氧化皮的形成影响因素 １９６　　　　　　一、氧化皮剥落物的宏观形貌特征 １９６　　　　　　二、氧化皮的微观结构和形貌特征 １９７　　　　　　三、氧化皮的成分、含量和合金元素分布规律 １９７　　　　　　四、原生氧化皮剥落后的残留氧化物生长规律 １９８　　　　　　五、高温蒸汽氧化机理 １９９　　　　　　六、合金元素Ｃｒ对高温蒸汽氧化层的影响 １９９　　　　　　七、喷丸对氧化皮形成的影响 ２００　　第三节 氧化皮的防治措施 ２０２　　　　　　一、选材优化 ２０２　　　　　　二、机组运行控制措施 ２０３　　　　　　三、氧化皮清理措施 ２０３　　　　　　四、检修改造措施 ２０４　　　　　　五、检查检验措施 ２０４　　　　　　六、其他措施 ２０４　　第四节 氧化皮的检测方法 ２０４　　　　　　一、氧化物在钢管内剥离堆积堵塞的形式及风险 ２０４　　　　　　二、检测原理、方法、部位及数量 ２０５　　　　　　三、检测结果分析 ２０６　　　　　　四、结论及建议 ２０９参考文献 ２１２