第八届“火电厂金属材料与焊接技术交流2019年会”

　　中国电力科技网主办，华北电力大学、中广核集团苏州热工研究院有限公司技术支持的第八届“火电厂金属材料与焊接技术交流2019年会”，11月27日在南京召开。中国科学院院士潘际銮、葛昌纯担任年会主席，24位专家演讲并答疑。年会围绕“研发验证金属材料，检验检测管道焊接；金属焊接技术创新，巨量资料集成优化”主题，持续交流金属材料和焊接新技术，分享研究成果，对实践经验加以总结、推广。

　　耿迪副主任代表主办单位致开幕辞：

　　伴着夫子庙秦淮风光的秀丽，感受栖霞山大自然天然馈赠，第八届“火电厂金属材料与焊接技术交流2019年会”，今日在“六朝古都”、“十朝都会”南京召开！

　　材料对社会发展科技进步十分重要，每一次重大改革都与材料提升息息相关；焊接在现代工业中不可缺少，且日益重要，未来焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、设备和材料，另一方面要提高焊接机械化和自动化水平。当前运行火电厂在材料、部件、设备等方面存在诸多金属焊接问题，急需对机组各项性能深入研究，利用新检验技术、集成优化技术和大数据分析技术解决问题，保障机组安全稳定运行。

　　中国电力科技网连续主办七届年会，二百位国内金属焊接顶尖专家、技术高管演讲，千余位业内同仁参会，交流经验，薪火相传，不断创新。

　　感谢华北电力大学和中广核集团苏州热工研究院有限公司技术支持！

　　感谢专家精彩演讲和与会嘉宾细心凝听。

　　梧桐黄叶遍地，雪松苍翠挺拔——南京不像其他城市那样充斥繁忙的人群与嘈杂的街市，愿诸位在年会研讨、收获知识满满之余，在游览千百年沉淀的文化传承与历史印记间，接受洗礼，感受古都文明。
 
　　中国电力科技网技术总监席长友宣读中国科学院院士潘际銮贺词：

　　作为本届金属材料与焊接技术年会的主席，因故不能亲临现场，无法与各位探讨技术，与生产一线人员实践交流，很遗憾。相信在魏毓璞主任带领下，中国电力科技网精心筹备，年会定圆满成功。

　　我国火电技术已走在世界前列，机组蒸汽参数不断提高。受材料本身性能、标准化限制，常规材料无法满足高温承压部件用材要求，因此，开展新材料及焊接技术研究势在必行。我们应该重视掌握世界金属焊接技术发展新动向，参与全球竞争促进自主研发创新。

　　作为主办单位，中国电力科技网不变初心，始终搭建电力行业技术交流平台，以创新促发展，以发展促提升。希望参会者以年会为引领，以研讨为基础，珍惜学习机会，为我国火力发电更清洁、高效贡献力量。

　　祝年会圆满成功！

  
　　北京科技大学教授谢锡善宣读中国科学院院士葛昌纯贺词：

魏毓璞主任，各位与会嘉宾，同志们：大家好！

　　值此第八届“火电厂金属材料与焊接技术交流2019年会”开幕之际，我向年会顺利召开致以热烈的祝贺！

　　因故不能参加本届年会，对此深表歉意。我相信，在魏毓璞主任的领导下，年会一定会取得圆满成功。“火电厂金属材料与焊接技术交流年会”首次举办是2012年，中国电力科技网聚焦行业热点、焦点，切实解决生产一线疑难问题，有力推动了本领域发展。

　　近年来，在魏主任直接领导和中国电力科技网团队有效组织、大力推动下，不仅为我国火电厂的发展做出了积极贡献，还为金属材料和焊接领域专家、工程技术人员进行学术交流与合作搭建良好平台，为推动我国火电厂金属材料与焊接技术的发展发挥了重要作用。

　　新中国成立70年来，在党中央、国务院坚强领导下，我国火电厂金属材料与焊接领域的专家、科技人员、技师等自力更生、艰苦奋斗、攻坚克难、开拓进取，取得巨大成就。本届年会的主题是利用新检验、集成优化、安全性评价和大数据分析技术解决现有问题，保障机组稳定运行，我觉得这个主题很好，金属材料与焊接技术在工业生产中有关键作用，焊接质量决定产品质量，提高、改进焊接技术，先进焊接材料、技术、装备是全球工业化发展中的重要课题。目前我国生产的焊接产品数量居世界首位，但焊接质量却相对落后，焊接技术要想朝着自动化方向发展，就需要逐步攻破设备、材料的硬件和软件问题。只有焊接技术得到提高，才能解决大量运行机组存在的金属材料和焊接问题，才能满足我国高精尖产业发展要求，才能提高我国焊接技术在国际上的地位！

　　最后，我再次预祝会议取得圆满成功！
 
　　北京科技大学高温合金研究室教授、联合课题组代表谢锡善：“630~700℃先进超超临界机组新材料SP2215和GH750高温持久及组织稳定性”。630~650℃机组成为下一步电站建设重要目标。SP2215是一种具有创新性的我国自主知识产权高性能奥氏体耐热不锈钢，适用于700℃及以下的金属温度、压力38MPa及以下，可作为USC锅炉中过热器/再热器等核心部件用材，具有更好的高温持久强度及优良的抗蒸汽氧化性能，填补国内空白，可提升火电机组运行效率并降低能源消耗和污染排放；新型镍基高温合金GH750在力学性能、物理性能和组织稳定性等各方面都达到700℃先进超超临界高温过热器/再热器管道要求，已经投入我国第一座700℃试验平台进行考核，有比国外材料更为优势的性价比，具有良好的应用前景。


　　清华大学机械工程系博士张宇：“617B镍基合金+10%Cr马氏体耐热钢异种金属焊接接头高温持久失效分析”。断裂位置为10Cr钢一侧母材、热影响区、焊接界面；断裂时间均低于10Cr母材，即易发生早期失效；断在热影响区和界面为脆性断裂，塑性变形小，较为危险，并对热影响区断裂和界面断裂试样分析。617B和10Cr马氏体耐热钢异种金属焊接接头在持久测试过程中主要断在钢一侧两相区和界面；两相区断裂由Ⅳ型裂纹形成主要与基体软化和晶界缺乏析出相强化有关。

　　华北电力大学能源与动力工程学院副院长/教授张乃强：“电站高温金属在超临界水中氧化与应力腐蚀开裂”。结合燃煤火力发电发展方向论述腐蚀开裂研究意义，分别分析“临界水中环境金属高温氧化”和“临界水中环境应力腐蚀开裂”。

  
　　中广核集团苏州热工研究院有限公司再制造与电力安全中心主任/研究员级高级工程师赵建仓发表：“电站关键设备构件早期失效及焊接修复再制造技术与应用”。根据国内外多家核电运营商相关失效分析及统计结果，在役核电设备失效机制主要为腐蚀、磨损、冲蚀、疲劳及多机制耦合交互。其中以腐蚀失效最为常见，占50%左右，分别对腐蚀类、磨损类、裂纹类分析说明。针对焊接修复技术，点明关键环节和控制工艺，讲解各种焊接修复工艺方法及特点。在役核电站关键设备的焊接修复因其特殊环境、空间条件、焊接可达性等困难，目前仍以焊条电弧焊和钨极惰性气体保护焊为主，但随着自动控制技术发展和推广，自动焊设备及技术不断应用于核电设备修复领域，取得良好业绩。

　　华能国际德州电厂技术带头人、华能山东公司技术专家王金海：“高温高压管道（联箱）热电偶套管可靠性分析及改进”。对比国外标准，国内标准要求使用插座结构，使温度套管与管座连接，而非直接与管道连接，尤其是焊接。在热电偶保护套管材质选择上，要考虑被测介质的压力、温度、流速、流体激振频率，输送介质的管道材质，及保护套管本身耐温耐压能力，材料的焊接、热膨胀、振动频率等相关特性。通过温度套管事故案例分析，指出高温高压管道推荐的温度套管材料及结构：使用管座结构，管座与管道同材质；温度套管与管道同材质。
  
　　中国特种设备检测研究院锅炉事业部高级工程师/博士后车畅：“电站锅炉T91/TP347H异种钢焊接接头失效分析”。从材料学微观研究角度，整体分析T91/TP347H异种钢的原始态组织、服役后的微观组织，服役前后的化学成分、硬度、力学性能等演化规律，全面分析实际服役的电站异种钢焊接接头的失效机理。原始态的异种钢焊接接头沿熔合线位置具有较大的浓度梯度，薄的马氏体层会沿T91熔合线处形成；长期高温运行后会发生碳元素的扩散，碳迁移使得大量碳化物在T91熔合线位置形成，最终形成蠕变孔洞和裂纹；熔合线两侧材料力学性能巨大差异及热物理参数差异，引起沿T91熔合线位置的应力集中，加速蠕变孔洞增长和合并，最终导致异种钢焊接接头沿T91熔合线位置失效。

　　中科院金属研究所特种制备与加工研究部研究员单以银：“超超临界用G115钢中关键元素偏聚行为研究”。G115-1钢650℃时效表现出较好的高温组织稳定性，此状态下Laves相和M₂₃C₆碳化物熟化速率都较低；提高时效温度熟化速率显著增加，时效较短时间即有微米级M₂₃C₆碳化物形成；高温时效的Laves相析出行为与低温时效相比有明显差异；Laves相以其他第二相作为异质形核点形核长大时，发生熟化倾向较大；高温长时时效后钢的强度略有下降，但冲击韧性急剧降低；B在钢中主要进入富钨夹杂物和BN中，未发挥抑制碳化物熟化作用；TMT工艺可起到细化晶粒，消除富W夹杂物和BN的作用；Cu在钢中主要形成富Cu区及富Cu相，少量Cu元素进入其他第二相中。

  

　　中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司金属所首席专家宋利：“脆性材料的缺口敏感性”。原始HR3C钢管无缺口敏感性，服役脆化态HR3C钢管缺口敏感性较大。V型缺口试样的缺口敏感性大于U型，即脆化HR3C钢管对尖端缺口较为敏感，对于缺口长度1mm试样，当缺口曲率半径小于0.25mm时，材料对缺口敏感性较大；对于缺口曲率半径为0.25mm试样，当缺口长度大于0.5mm时，材料对缺口较为敏感。为了保证服役5万h脆化HR3C钢管的安全性，对于0.5mm长度的缺陷，其缺口曲率半径应大于0.32mm；对于1mm长度缺陷，其缺口曲率半径应大于0.64mm。针对20Cr1Mo1VniTiB，原材料与脆化材料都无缺口敏感性。缺口越尖锐材料对缺口越不敏感，材料的缺口效应越大。

　　中科院沈阳金属所高温合金研究部博士吴云胜：“700℃超超临界电站用GH984G镍铁基合金的热变形和热稳定性研究”。退火态合金再结晶形核进程慢，适合在高温中低速率下变形。热轧态合金再结晶形核进程快，可以在中高温高速率下进行变形；GH984G合金具有良好的热稳定性，在700～750℃时效3万小时后，γ′仍为球状，无有害相析出，M₂₃C₆呈非连续状分布于晶界；GH984G合金700℃时效3万小时的拉伸性能与标准热处理态相当。700℃时效1万小时的冲击韧性约为50J/cm²，高于GH984、617B、Sanicro25等合金；GH984G合金700℃/10⁵h的持久强度为137MPa，与镍基617B合金相当，超过所有镍铁基合金。

  
　　浙能集团技术研究院有限公司材料技术所金属专职彭以超：“电站Nimonic80A材质高温合金螺栓断裂失效机理研究”。分析国内镍基高温合金螺栓服役现状，例举Nimonic80A材质螺栓断裂案例，通过材质偏低温服役的负蠕变行为和应力促进晶界氧化腐蚀行为，得出结论：525℃以下偏低温服役导致的负蠕变是造成螺栓断裂的重要原因。由于螺栓服役温度长期低于525℃，螺栓内部大范围Ni2Cr有序化转变，产生负蠕变，引起螺栓应力上升，从而在螺纹应力集中最大的局部区域产生过载开裂。Nimonic80A材质存在应力促进晶界氧化腐蚀行为。应力是促进氧在晶界中快速扩散的积极因素，促进晶界氧化与裂纹尖端前沿扩展相互耦合、相互增强，形成恶性循环，致使断裂以沿晶开裂方式进行，并存在较多沿晶二次裂纹。

　　国务院国资委中央企业百名杰出工匠、齐鲁首席技师程平：“手工氩弧焊自动送丝器”。自动送丝器，微型电机通过变速器带动机壳顶部的拨轮转动，操作人员将手工钨极氩弧焊用焊丝送入送丝管中，底部沟槽中的拨轮带动焊丝向前移动，操作时可根据现场施焊条件，以电流大小调整焊丝熔化速度，拨动操作轮，均匀、稳定控制送丝速度，满足焊接要求。手工氩弧焊自动送丝器的发明，是氩弧焊焊接纯手工操作捻送焊丝转变为半自动焊接的一个重大突破，不但降低焊工劳动强度，提高效率，更重要的是减少焊接接头及焊接缺陷。技术先进性：机壳底部设置电池舱室，蓄电池内置于电池舱室中，机壳中部设置电机舱室，微型电机、变速器和导向轴承组置于内部，微型电机输出轴与变速器相连，变速器的转轴通过导向轴承组与置于机壳顶部的拨轮连接，拨轮上部伸出机壳顶部，送丝管固定在机壳顶部上方，送丝管底部设置拨轮沟槽。

  
　　北京科技大学国家材料服役安全科学中心教授郑文跃：“超临界水冷堆研发进展：材料方面的挑战与机遇”。分析超临界水冷堆基本工况特征、压水管式超临界水堆设计。阐述核燃料包壳材料选材评估、堆芯材料的要求、SCWR与事故容耐包壳材料领域潜在机遇。

　　神华国华研究院材料室主任工程师杨超：“基于云计算平台的金属焊接检验管理系统设计开发及应用”。分析目前现状及存在问题：焊接检验过程记录不全，检验报告不规范，台账不完善，大修计划检验项目过于简略。直接影响到检验的准确性、无法保证检验效果，甚至带来隐患。强调设计原则要界面简单、直观、易上手。聚焦核心业务，线上表单和工作表单必须统一。海量数据批量录入能否简洁、快速是重中之重，通过“管理标准化、标准表单化、表单信息化、信息集约化”路径，不断简化管理，最终实现融合。云平台，多途径数据获取、共享，多用户协作编辑，PC/手机APP同步。加强过程实时管控，强化数据及时性/规范性/准确性，为生产、检修提供支持。台账不是后期去整理，而是即时生成。
  
　　武汉科技大学材料与冶金学院教授向志东：“传统蠕变模型困难的解决方案及其在长时持久强度预测中的应用”。基于传统模型几个结论:1.应力指数n与温度和应力区间相关，但这些关系无法预测；2.蠕变活化能Q_c与应力相关，但是这是因为结论1而导致的必然结果；3.转变应力与温度相关，但不能预测；4.蠕变机理与应力相关；5.短时持久强度测试数据不能用于长时持久强度预测；6.温度与应力对ε和t的作用等效。

　　宝山钢铁股份有限公司中央研究院研究员翟国丽：“USC机组用抗高温氧化BG12Cr钢管的研发”。提出抗高温氧化钢的需求，BG12Cr钢管的试制，并对钢管组织及高温性能进行介绍。

　　湖北新冶钢有限公司产品研究所首席工程师、高压锅炉用钢研究院室主任孔繁革：“简述T/CSTM0015-2019承压设备用10Cr9Mo1VNbNG无缝钢管团体标准”。对于冶炼及流程工艺中的参数设计进行完善和细化。其中，因合金含量高，为保证化学成分和组织均匀性，规定合金冶炼流程及制管最小压缩比要求，以确保产品结晶度及组织和晶粒度的均匀性，并列举案例进一步说明。本团体标准在成分、性能和微观金相进行改进，通过制定与实施，可参与或影响ASME标准法规的完善和改进，使冶炼等热加工流程设计、微观组织、压缩比、晶粒度等关键技术指标逐步纳入Grade 91级钢的规范中，从而提升我国材料科技工作者标准规范影响力。