S44660與其他凝汽器管材的性能對(duì)比

1、S44660 與其他凝汽器管材的性能對(duì)比 1、 前言 在濱海電站機(jī)組中，凝汽器換熱管的選擇，對(duì)凝汽器投資總額 和運(yùn)行維修費(fèi)用的影響較大。本文從超級(jí)鐵素體不銹鋼 S44660 （以 下簡(jiǎn)稱(chēng)“ S44660”）的化學(xué)成分、耐蝕性能、物理和力學(xué)性能等方 面的指標(biāo)，對(duì)比其與鈦管和銅管各自具有的性能特點(diǎn)， 分析超級(jí)鐵 素體不銹鋼管在凝汽器換熱管安裝改造中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。 2、 S44660 的機(jī)械性能 S4660 的超級(jí)鐵素體不銹鋼管的特點(diǎn)是 cr， mo 元素的含量較高， 并用 ti ，nb 作為穩(wěn)定化元素，S44660 含 c+n 低于 400ppm pre 值 大于37,決定了其優(yōu)異的耐蝕性能和加工

2、、焊接性能。經(jīng)過(guò)特殊設(shè) 計(jì)和工藝處理的 S44660 焊管能夠在海水環(huán)境中、在 cl-含量高的化 工行業(yè)中進(jìn)行長(zhǎng)期服役，目前在役的最高已達(dá) 31 年。在美國(guó)等發(fā) 達(dá)國(guó)家S44660焊管已經(jīng)廣泛在沿海電廠發(fā)電機(jī)組的冷凝器、 海水 淡化、制鹽業(yè)、含氯離子較高的化工等行業(yè)中使用。對(duì)比 S44660 目前主流使用的凝氣器管材的主要力學(xué)性能如表 1 所示。 表 1 S44660 與其他凝氣器管材的力學(xué)性能比較表 機(jī)械性能 S44660 ti grade2 bfe30-1-1 hsn70-1 密度（g/cm3） 7.7 4.4 8.9 8.54 硬度（hrb）100 92 97 90 抗拉強(qiáng)度（mpa 三

3、 585 三 450 三 370 三 295屈服強(qiáng)度(mpa 三 450 三 320 三 167 三 147 彈性模量(gpa) 214 110 118 108 (1) 硬度(hrb)，該指標(biāo)主要衡量管材的耐磨性，硬度越高, 材料的耐磨性越好。S44660 的硬度指數(shù)為 100 略高于鈦管的 92, 說(shuō)明S44660 的耐磨性?xún)?yōu)于鈦管，但不是很明顯。 (2) 抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度，該指標(biāo)主要衡量管材的剛性和強(qiáng)度, S44660 的強(qiáng)度明顯優(yōu)于鈦管及其他材質(zhì)。 (3) 彈性模量，該指標(biāo)主要衡量管材的抗振性，彈性模量越大, 抗振性能越好。S44660 的彈性模量值是鈦管的近一倍，抗振性明顯 優(yōu)于鈦管

4、。 (4) 延伸率，主要衡量材料塑性，該性能 S44660 略高于鈦管。 (5) 熱導(dǎo)率，主要衡量材料的熱力性能，熱導(dǎo)率越小，傳熱能 力越小。S44660 與鈦管熱導(dǎo)率相同，銅管的傳熱效果最好。 引用原軍亮等人對(duì)凝汽器管材其他幾種腐蝕形式的研究結(jié)果： 對(duì)比常見(jiàn)管材比蒸汽沖擊、磨蝕、氨蝕、硫化物點(diǎn)蝕、鐵 /錳腐蝕、 氯應(yīng)力腐蝕、氫脆性能如表 2 所示。 表 2 幾種材料的耐腐蝕性能比較【6】 性能材料 海軍黃銅 b10 b30 ti a2 s44660 延伸率 20% 18% 25% 35% 熱導(dǎo)率 20C/w (m- k) 17 17 46 109 線脹系數(shù)(x 10-6/ C) 10 9.0

5、 17.8 20.2 從表 1 中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, S44660 在力學(xué)性能具有以下優(yōu)蒸汽沖擊腐蝕 差合格中中優(yōu) 磨蝕/沖蝕 差 合格 各 中 良 優(yōu) 氨蝕差合格 各 中 優(yōu) 優(yōu) 氯點(diǎn)蝕 合格 各 中 良 優(yōu) 優(yōu) 硫化物點(diǎn)腐蝕 差 差 合格 各 優(yōu)優(yōu) 鐵/錳腐蝕 中 中 良 優(yōu) 優(yōu) 氯應(yīng)力腐蝕 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 氫脆優(yōu)優(yōu) 優(yōu) 差 合格 各 從表 2 可以看出，S44660 的整體抗腐蝕性能整體優(yōu)于鈦管，明 顯好于常規(guī)不銹鋼管和銅管。S44660 在研制之初就專(zhuān)門(mén)為抵抗氯化 物溶液（海水）中的局部點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕破裂而特別考 慮，特別適用于濱海電站。 3、S44660 的經(jīng)濟(jì)性能 S44

6、660 為鐵素體不銹鋼不含鎳，主要成分為鉻和鐵，受昂貴的 鎳價(jià)影響較小，成本低廉，歷史價(jià)格穩(wěn)定，供貨周期短。同等規(guī)格 的凝氣機(jī)組，應(yīng)用鐵素體不銹鋼的價(jià)格與鈦管相比可節(jié)省 20%- 40%而且 S44660 性能優(yōu)異，在整機(jī)裝置使用中，泄漏率低，維護(hù) 少，使用壽命長(zhǎng)（目前服役時(shí)間最長(zhǎng)的是 31 年），由此到來(lái)的經(jīng)濟(jì) 效益更高。表 5 總為 S44660 與鈦管在新機(jī)組中安裝的成本與周期 比較。 表 3 S44660 與鈦管在新機(jī)組中安裝的經(jīng)濟(jì)性比較 新機(jī)制造項(xiàng)目 方案一 方案二 管材：S44660 管板：al-6xn 管材：鈦 管板：鈦復(fù)合板 350mw等級(jí)機(jī)組 凝汽器 管材總價(jià)（萬(wàn)元） 750

7、 1295 工程總造價(jià)（萬(wàn)元） 1050 1650 安裝周期 20 天 40 天 800mw等級(jí)機(jī)組 凝汽器 管材總價(jià)（萬(wàn)元） 1700 2700 工程總造價(jià)（萬(wàn)元） 2050 3050 安裝周期 30 天 50 天 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比 方案一可比方案二節(jié)省成本 35% 利用海水作為冷卻介質(zhì)，原使用銅質(zhì)換熱管的老機(jī)組凝汽器在 改造換管時(shí)，無(wú)論采用何種管材、何種改造方案都應(yīng)首先滿足抗振 性，抗腐蝕性和熱力性能方面的要求。 在不改換原管板的情況下，僅將原銅管更換為鈦管，就必須對(duì) 凝汽器結(jié)構(gòu)進(jìn)一步進(jìn)行改造：對(duì)凝汽器水室也需同時(shí)改造，重新布 管、重新布置中間隔板間距，這些工作量就相當(dāng)于更換 1 臺(tái)凝汽器, 改

8、造費(fèi)用會(huì)大大增加，施工期也會(huì)延長(zhǎng)。 相比較之下，采用高性能 S44660 管的換管方案更加簡(jiǎn)便可行。 以華能汕頭電廠 1 號(hào)、 2 號(hào)機(jī)組的凝汽器管材改造為例， 在老機(jī)組 改造中， 由于只需更換管子，其他如管板、隔板零件均可回用，因 而可以縮短改造周期，改造后凝汽器的運(yùn)行情況良好。根據(jù)最新掌 握的資料，已使用 S44660 的冷凝器投運(yùn)至今，沒(méi)有發(fā)生過(guò)管損情 況。 4. 結(jié)論 S44660 具備良好的耐蝕性能、強(qiáng)度高、延性強(qiáng)，在氯化物含量 高和可能因微生物引起腐蝕（mic）的環(huán)境中具有良好的效果。 S44660防腐蝕性能不遜于鈦管，有些性能例如抗沖擊性能甚至優(yōu)于 鈦管，且S44660 價(jià)格便宜，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能，因此其在老機(jī) 組換管改造工程中具備良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，在鈦管價(jià)格目前仍居高 不下的情況，新機(jī)組凝汽器熱交換管采用超級(jí)鐵素體不銹鋼管，也 不失為一種合理可行的選擇。 參考文獻(xiàn) 1 趙佳鳴，陳逸峰.超級(jí)鐵素體不銹鋼換熱管在電站凝汽器設(shè) 備中的應(yīng)用j.電站輔機(jī)，2009.4 2 汪德良.凝汽器鈦管在我國(guó)發(fā)電廠中的應(yīng)用現(xiàn)狀j.有色 金屬，1999.12 3 梁磊.沿海電廠凝