CSTM-電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件編制說明

《電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明起草編制組2020年6月

《電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡(jiǎn)況1.任務(wù)來源2017年12月20日，全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于對(duì)08Cr9W3Co3VNbCuBN（G115?）鋼管進(jìn)行了市場(chǎng)準(zhǔn)入技術(shù)評(píng)審，評(píng)審意見認(rèn)為，G115?鋼管系列溫度(100-700℃)高溫力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合金屬材料高溫力學(xué)性能規(guī)律，進(jìn)行了大量的持久實(shí)驗(yàn)，其中最長(zhǎng)點(diǎn)為38803h，累計(jì)臺(tái)時(shí)超過5.0×105h，650℃高溫抗氧化性能能夠達(dá)到GB/T13303《高溫抗氧化性能測(cè)試方法》規(guī)定的1級(jí)(完全抗氧化性)要求，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的G115?鋼管能滿足GB/T16507標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以用于超(超)臨界鍋爐的集箱、蒸汽管道、受熱面管子等部件，以及類似工況的受壓元件，集箱及管道的鋼管允許最高壁溫650℃；受熱面管子允許最高壁溫660℃，必要時(shí)可采用適當(dāng)?shù)目寡趸胧?018年，國(guó)家能源局正式批復(fù)大唐鄆城630℃超超臨界二次再熱國(guó)家電力示范項(xiàng)目。G115?鋼是目前世界范圍唯一可工程上應(yīng)用于630-650℃蒸汽溫度的新型馬氏體耐熱鋼，是大唐鄆城630℃超超臨界二次再熱國(guó)家電力示范項(xiàng)目鍋爐集箱和主蒸汽管道等最高溫度段唯一可選材料。2017年12月29日，CSTM標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)發(fā)布《電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)無縫鋼管》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：T/CSTM00017-2017。在大唐鄆城630℃超超臨界二次再熱示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建設(shè)中，最高溫度段管道選用G115鋼，關(guān)鍵位置布置的管道與管道連接處需用G115鋼管件。因此，有必要建立電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)空白。通過標(biāo)準(zhǔn)的建立，為建設(shè)更高參數(shù)的超超臨界電站所使用的新型馬氏體耐熱鋼對(duì)焊管件的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和應(yīng)用提供必要的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)支持。目前600℃超超臨界電站是世界上最先進(jìn)的商用火電站，其最高溫度段管道使用的耐熱材料為92鋼，對(duì)焊管件使用92鋼,實(shí)踐表明，92鋼使用金屬壁溫不超過628℃?，F(xiàn)有國(guó)家電力行業(yè)DL/T695《電站鋼制對(duì)焊管件》和ASMESA234/234M《Specificationforpipefittingsofwroughtcarbonsteelandalloysteelformoderateandhigh-temperatureservice》規(guī)定了電站中對(duì)焊管件材料為92鋼。當(dāng)蒸汽溫度提升至630℃，更高參數(shù)的超超臨界電站建設(shè)所需管件無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)支撐。2020年年初鋼鐵研究總院向CSTM綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會(huì)秘書處提出了《電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制訂申請(qǐng)，并與4月28日~4月28日進(jìn)行了立項(xiàng)公示，公示期間未收到任何意見和建議。4月28日，CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)《電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件》立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)歸口管理委員會(huì)為CSTM/FC99綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會(huì)，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX990000385-2020，標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位為鋼鐵研究總院。2.工作簡(jiǎn)要過程目前，超超臨界電站用彎頭、三通、異徑管、接管座、堵（封）頭和疏水收集器等零部件，廣泛使用ASMESA335P92和ASMESA182F92制造。為了進(jìn)一步節(jié)能減排，需要制造更高參數(shù)的超超臨界鍋爐，P92/F92無法滿足使用要求，需要應(yīng)用高溫強(qiáng)度更高的新型馬氏體耐熱鋼G115?對(duì)焊管件制造更高參數(shù)的超超臨界電站用彎頭、三通、異徑管、接管座、堵（封）頭和疏水收集器等零部件。為建設(shè)更高參數(shù)的超超臨界電站，有必要制定電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)空白，為新型馬氏體耐熱鋼彎管的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和應(yīng)用提供必要的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)支持。起草(草案、調(diào)研)階段：計(jì)劃下達(dá)后，2020年5月由鋼鐵研究總院、寶武特種冶金有限公司、北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司和上海昌強(qiáng)工業(yè)科技股份有限公司等單位成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，由鋼鐵研究總院為牽頭單位，負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對(duì)電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)物質(zhì)量水平，進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上編制出《電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案初稿進(jìn)行了認(rèn)真的修改，于2020年6月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其編制說明等相關(guān)附件。3.主要參加單位和工作組成員本標(biāo)準(zhǔn)由鋼鐵研究總院、寶武特種冶金有限公司、北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司、上海昌強(qiáng)工業(yè)科技股份有限公司、東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、上海鍋爐廠有限公司、大唐火力發(fā)電技術(shù)研究院、大唐鄆城發(fā)電有限公司、山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?、東方汽輪機(jī)有限公司、內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司、河北宏潤(rùn)核裝備科技股份有限公司、江蘇電力裝備有限公司、中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司和神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司等單位共同起草。主要成員：劉正東、陳正宗、包漢生、徐松乾、趙海平、叢相州、高杰、姚鳴海、楊華春、王炯祥、梁寶琦、王建泳、雷丙旺、蔡文河、徐彤、梁軍、王延峰、李永清、毛敏、苗井泉、姜海峰、張濤、毛桂軍、李文亮。任務(wù)分工及主要工作：劉正東任工作組組長(zhǎng)，主持全面協(xié)調(diào)工作，劉正東、陳正宗、徐松乾、趙海平、叢相州、高杰等人負(fù)責(zé)項(xiàng)目的總策劃和組織實(shí)施、參與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的起草等工作；其余人員負(fù)責(zé)資料的收集和對(duì)比分析、調(diào)研、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的研究、起草標(biāo)準(zhǔn)文本、確定標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)內(nèi)容等工作。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容1.編制原則本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，遵循“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)制定與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。本標(biāo)準(zhǔn)在起草過程中主要按GB/T1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的要求編寫。在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)時(shí)，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和使用安全需求，在確保安全的前提下，尋求最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進(jìn)性和合理性。電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件由于使用條件更為苛刻，其產(chǎn)品的技術(shù)要求與DL/T695《電站鋼制對(duì)焊管件》相近但個(gè)別指標(biāo)和要求較高，因此本標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)對(duì)象主要為DL/T695-2014，同時(shí)參考了ASMESA234/234M《Specificationforpipefittingsofwroughtcarbonsteelandalloysteelformoderateandhigh-temperatureservice》》。2.主要內(nèi)容和確定依據(jù)2.1適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)對(duì)焊管件原材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、標(biāo)志和質(zhì)量證明文件的基本要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于火力發(fā)電廠主蒸汽、再熱蒸汽及旁路等主要汽水管道系統(tǒng)用電站用馬氏體耐熱鋼08Cr9W3Co3VNbCuBN(G115)鋼制對(duì)焊管件，包括彎頭、三通、異徑管、接管座、堵（封）頭、疏水收集器等零部件。目前，G115鋼管件的生產(chǎn)企業(yè)主要有北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司和上海昌強(qiáng)工業(yè)科技股份有限公司等企業(yè)。G115鋼管件生產(chǎn)企業(yè)具體情況見表1。表1我國(guó)現(xiàn)有G115鋼管件生產(chǎn)企業(yè)情況序號(hào)公司名稱年產(chǎn)能/t備注1北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司10000熱壓彎頭/推置彎頭/熱壓三通2上海昌強(qiáng)工業(yè)科技股份有限公司30000鍛三通/鍛彎頭2.2主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)主要北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司和上海昌強(qiáng)工業(yè)科技股份有限公司的G115鋼對(duì)焊管件生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)，參照DL/T695-2014《電站鋼制對(duì)焊管件》標(biāo)準(zhǔn)制定。1）給出了G115鋼對(duì)焊管件化學(xué)成分。2）給出了G115鋼對(duì)焊管件力學(xué)性能。3）給出G115鋼對(duì)焊管件的熱處理制度。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于G115鋼對(duì)焊管件規(guī)定：正火加回火：正火溫度1050～1150℃；回火溫度740～795℃。S＞60mm的鋼管可淬火加回火，淬火溫度不低于1050℃，回火溫度740～795℃。DL/T695對(duì)于9Cr-2W-Mo-V-Nb鋼對(duì)焊管件規(guī)定：熱處理狀態(tài)：正火+回火；正火溫度1040～1080℃；回火溫度760～780℃。由于G115鋼對(duì)焊管件的持久強(qiáng)度水平比F92/P92的持久強(qiáng)度高，所以根據(jù)G115鋼對(duì)焊管件熱處理及持久強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，提出當(dāng)G115鋼對(duì)焊管件S＞60mm的可淬火加回火，淬火溫度不低于1050℃，回火溫度740～795℃。4）給出了G115鋼對(duì)焊管件高溫規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度。5）其余要求本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的其余要求與DL/T695的規(guī)定一致。三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司和上海昌強(qiáng)工業(yè)科技股份有限公司已開展G115鋼管件（彎頭/三通）工業(yè)試制，經(jīng)檢驗(yàn)合格，數(shù)據(jù)將支撐標(biāo)準(zhǔn)。四、標(biāo)準(zhǔn)中如果涉及專利，應(yīng)有明確的知識(shí)產(chǎn)權(quán)說明本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利。五、產(chǎn)業(yè)化情況、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果等情況通過標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，完善了更高參數(shù)鍋爐用G115?馬氏體耐熱鋼的品種，將促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)加快我國(guó)高參數(shù)電站建設(shè)具有積極的促進(jìn)作用。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用，有助于推動(dòng)我國(guó)更高參數(shù)超超臨界電站建設(shè)，將引領(lǐng)世界電力行業(yè)發(fā)展，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主要指標(biāo)與DL/T695相近，其中五害元素、非金屬夾雜物、表面質(zhì)量等要求嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，但本標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)成分、力學(xué)性能、工藝性能等技術(shù)指標(biāo)完全不低于國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)水平，金相檢驗(yàn)、無損檢驗(yàn)等項(xiàng)目的技術(shù)要求還高于國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。綜上，本標(biāo)準(zhǔn)水平為國(guó)際先進(jìn)水平。七、與現(xiàn)行