Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- NGUYỄN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU SỰ PHÁ HỎNG CỦA ỐNG DẪN HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU KIM LOẠ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU SỰ PHÁ HỎNG CỦA ỐNG DẪN HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU KIM LOẠI HÀ NỘI – 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205251961000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU SỰ PHÁ HỎNG CỦA ỐNG DẪN HƠI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Chuyên ngành : Khoa học kỹ thuật vật liệu kim loại LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU KIM LOẠI NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS BÙI ANH HÒA HÀ NỘI - 2018 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân, hình thành phát triển từ quan điểm cá nhân tơi, hướng dẫn PGS.TS Bùi Anh Hịa có tham khảo thêm tài liệu đáng tin cậy, có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu, kết luận văn hồn tồn xác trung thực Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Tác giả luận văn NGUYỄN VĂN TÂN Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL i Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bùi Anh Hịa trực tiếp hướng dẫn tơi thực hồn thành đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy giáo, cô giáo Bộ môn Kỹ thuật gang thép Viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu Ngồi ra, luận văn cịn nhận hỗ trợ từ Phịng thí nghiệm Hiển vi điện tử Vi phân tíchcho phép đo hệ SEM – Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Hà Nội, Trung tâm thử nghiệm - kiểm định công nghiệp - Viện Cơ khí Năng lượng Mỏ - Vinacomin Tác giả luận văn NGUYỄN VĂN TÂN Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL ii Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vi LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan thép chế tạo ống 1.1.1 Thép hợp kim thấp 1.1.2 Thép ferit-mactenxit 1.1.3 Thép Austenit 1.2 Tổng quan thép ASTM A335 P22 1.2.1 Tính chất ứng dụng 1.2.2 Tổ chức tế vi xử lý nhiệt 1.3 Tình hình hoạt động nhà máy nhiệt điện Việt Nam 16 1.3.1 Thép nhà máy nhiệt điện 16 1.3.2 Sai hỏng thường gặp ống thép P22 nhà máy nhiệt điện 18 1.4 Mục đích nội dung nghiên cứu 19 1.4.1 Mục đích nghiên cứu 19 1.4.2 Nội dung nghiên cứu 20 CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 21 2.1 Quy trình thí nghiệm 21 2.2 Phương pháp thí nghiệm 22 Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL iii Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 2.2.1 Mẫu thí nghiệm 22 2.2.2 Thiết bị thí nghiệm 23 2.2.3 Quy trình nung mẫu 24 2.2.4 Các phương pháp thiết bị phân tích 25 2.2.4.1 Kiểm tra tổ chức tế vi 25 2.2.4.2 Vi phân tích EDS 27 2.2.4.3 Xác định tính 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Tính chất thép bền nhiệt ASTM A335-P22 31 3.1.1 Thành phần hoá học 31 3.1.2 Tổ chức tế vi thép P22 31 3.1.3 Cơ tính thép P22 33 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến tổ chức tế vi thép P22 33 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến thành phần hoá học P22 47 3.4 Ảnh hưởng củathời gian nung đến tính thép P22 54 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL iv Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần hóa học số mác thép chế tạo ống dẫn Bảng 1.2 Thành phần hóa học số mác thép ferit-mactenxit (ASTM) Bảng 1.3 Thành phần hoá học Bảng 1.4 Cơ tính Bảng 1.5 Ảnh hưởng tốc độ làm nguội đến tổ chức tế vi độ cứng Bảng 1.6 Mối quan hệ điều kiện kích thước hạt 16 Bảng 1.7 Dự báo công suất điện từ nguồn khác vào năm 2020 năm 2030 17 Bảng 2.1 Thành phần hóa học mẫu P22 22 Bảng 3.1 Thành phần hóa học mẫu ban đầu chưa sử dụng 31 Bảng 3.3 Kết kiểm tra độ bền 33 Bảng 3.4 Kết kiểm tra độ bền mẫu nung 500,600 700°C 24h 55 Bảng 3.5 Kết kiểm tra độ bền mẫu nung 500,600 700°C 48h 55 Bảng 3.6 Kết kiểm tra độ bền mẫu nung 500,600 700°C 72h 56 Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL v Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Giản đồ làm nguội liên tục với thép P22[2] Hình 1.2 Giản đồ chuyển biến làm nguội liên tục với thép 0.1% Cacbon, 21/4Cr-1Mo (F = Ferit; B = Bainit; M = Mactenxit) [3] Hình 1.3 Tổ chức tế vi điển hình chủ yếu bainit làm nguội nhanh [3] Hình 1.4 Tổ chức tế vi điển hình chủ yếu ferit làm nguội chậm [3] 10 Hình 1.5 Tổ chức tế vi Ferit-Peclit thép P22[4] 11 Hình 1.6 Tổ chức tế vi Ferit-Bainit thép P22[5] 11 Hình 1.7 Phát triển tổ chức tế vi (a) vật liệu ferit-peclit (b) vật liệu ferit-bainit theo thời gian, nhiệt độ hóa già[5] 13 Hình 1.8 Ảnh hiển vi quang học ống thép P22 sau thời gian dài làm việc( vị trí xảy tiết pha thơ) [1] 14 Hình 1.9 Sự phân bố điển hình cacbit thép hợp kim thấp Cr-Mo sau thời gian dài làm việc khoảng 550°C[1] 14 Hình 1.10 Sơ đồ nhà máy nhiệt điện đốt than [12] 17 Hình 1.11.Hìnhảnh số hư hỏng củaống nhà máy nhiệtđiện Cẩm Phả 19 Hình 1.12 Ống bị hư hỏng chiều dày bị giảm 19 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình thí nghiệm 21 Hình 2.2 Thiết bị phân tích thành phần kim loại hợp kim75/80J MVU 23 Hình 2.3 Các mẫu nghiên cứu 23 Hình 2.4 Lị nung có khí bảo vệ HTC 08/16 24 Hình 2.5 Quy trình nung mẫu 25 Hình 2.6 Các mẫu kim tương 25 Hình 2.7.Kính hiển vi quang học Axioplan 26 Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL vi Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Hình 2.8 Kính hiển vi điện tử quét JEOL JSM-7600F 27 Hình 2.9 Máy thử kéo INSTRON 8801 29 Hình 2.10 Kích thước mẫu thử kéo 29 Hình3.2.Ảnh SEM thép P22 ban đầu 33 Hình 3.3 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 500˚C 24 với độ phân giải (a) X200 , (b) X500 (c) chụp SEM 35 Hình 3.4 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 500˚C 48 với độ phân giải (a) X200 , (b) X500 (c) chụp SEM 36 Hình 3.5 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 500˚C 72 với độ phân giải (a) X200 , (b) X500 và(c) chụp SEM 38 Hình 3.6 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 600˚C 24 với độ phân giải (a) X200, (b) X500và (c) chụp SEM 39 Hình 3.7 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 600˚C 48 với độ phân giải (a) X200, (b) X500 (c) chụp SEM 41 Hình 3.8 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 600˚C 72 với độ phân giải (a) X200, (b) X500và (c) chụp SEM 42 Hình 3.9 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 700˚C 24 với độ phân giải (a) X200, (b) X500và (c) chụp SEM 44 Hình 3.10 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 700˚C 48 với độ phân giải (a) X200 (b) X500 (c) chụp SEM 45 Hình 3.11 Ảnh tổ chức tế vi thép P22 nung 700˚C 72 với độ phân giải (a) X200, (b) X500và (c) chụp SEM 47 Hình 3.12 Kết EDS mẫu ban đầu 48 Hình 3.13 Kết EDS mẫu nung 5000C 24h 48 Hình 3.14 Kết EDS mẫu nung 5000C 48h 49 Hình 3.15 Kết EDS mẫu nung 5000C 72h 49 Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL vii Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.16 Kết EDS mẫu nung 6000C 24h 50 Hình 3.17 Kết EDS mẫu nung 6000C 48h 51 Hình 3.18 Kết EDS mẫu nung 6000C 72h 51 Hình 3.19 Kết EDS mẫu nung 7000C 24h 52 Hình 3.20 Kết EDS mẫu nung 7000C 48h 53 Hình 3.21 Kết EDS mẫu nung 7000C 72h 53 Hình 3.22 Đường cong ứng suất-biến dạng mẫu nung 500,600 700°C 24h 54 Hình 3.23 Đường cong ứng suất-biến dạng mẫu nung 500,600 700°C 48h 55 Hình 3.24 Đường cong ứng suất-biến dạng mẫu nung 500,600 700°C 72h 56 Hình 3.25 Ảnh hưởng thời gian đến độ bền thép 500oC 57 Hình 3.26 Ảnh hưởng thời gian đến độ bền thép 600oC 57 Hình 3.27 Ảnh hưởng thời gian đến độ bền thép 700oC 58 Nguyễn Văn Tân- KH-KT Vật liệu Kim loại -15BVLKL viii