專利名稱：超超臨界火電機(jī)組焊接sa335-p91/p92鋼的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種熱處理方法，尤其是ー種超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法。屬于金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電カエ業(yè)的發(fā)展和全球?qū)Νh(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注，節(jié)約一次能源，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少有害廢氣排放，降低地球溫室效應(yīng)，已引起國(guó)內(nèi)外的高度重視。提高火電機(jī)組的熱效率，采用超臨界、超超臨界機(jī)組是防止環(huán)境污染的有效途徑之一。資源節(jié)約型、環(huán)境友好型機(jī)組是火力發(fā)電設(shè)備的新趨勢(shì)?，F(xiàn)有技術(shù)中，大型火力發(fā)電廠鍋爐機(jī)組參數(shù)的提高主要依賴新型鋼材。上世紀(jì)60年代時(shí)，國(guó)外有過(guò)提高機(jī)組參數(shù)的嘗試，但因鋼材結(jié)構(gòu)問(wèn)題沒(méi)有成功，最后只好將參數(shù)退回到540°C左右這一典型參數(shù)。直到90年代，隨著P91/P92新型耐熱鋼的出現(xiàn)，機(jī)組參數(shù)的提高才成為可能。但這些新型耐熱鋼的出現(xiàn)，為焊接工作提出了新的焊接課題。目前，SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，通常焊縫整體焊接完畢后是立即進(jìn)行熱處理，這樣會(huì)對(duì)焊縫的沖擊韌性值構(gòu)成影響，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而且所使用的遠(yuǎn)紅外線加熱器，其加熱寬度和保溫長(zhǎng)度，不適合焊接接頭長(zhǎng)時(shí)間加熱以及保溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種能增加沖擊韌性值的超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，其特征在于I)熱處理準(zhǔn)備對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行使用前檢驗(yàn)，包括對(duì)設(shè)備熱電偶進(jìn)行校驗(yàn)、校準(zhǔn)，使熱電偶在不同的溫度范圍均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，然后對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行功能性測(cè)試，使エ件實(shí)際溫度與溫控儀顯示的溫差值符合標(biāo)準(zhǔn)要求；2)熱處理過(guò)程首先，在超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼焊縫整體焊接完畢后，將焊接接頭冷卻至80 100°C，恒溫I 2小時(shí)；然后，采用遠(yuǎn)紅外線加熱器⑴對(duì)焊接接頭加熱，恒溫溫度為760±10°C，恒溫時(shí)間至少4小時(shí)，加熱寬度為每側(cè)管壁厚度的5倍，保溫長(zhǎng)度為每側(cè)管壁厚度的8倍；升溫過(guò)程中，當(dāng)溫度彡500°C時(shí)，升溫速度彡1500C /h,當(dāng)溫度> 500°C時(shí)，升溫速度彡120°C /h ;焊接接頭在保溫后再降低，降溫至300°C以下在靜止空氣中緩冷至室溫，降溫速度< 150°C /h0本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到本發(fā)明的ー種技術(shù)改進(jìn)方案是步驟2)中涉及的遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)為管子結(jié)構(gòu)加熱裝置。
本發(fā)明的一種技術(shù)改進(jìn)方案是步驟2)中涉及的遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)，其外壁上部、外壁下部和內(nèi)壁各設(shè)有熱電偶布置點(diǎn)(2)，其后部設(shè)有保溫棉(3)。本發(fā)明的ー種技術(shù)改進(jìn)方案是步驟I)中涉及的熱電偶具有儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，該熱電偶通過(guò)焊接方式固定在遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)外壁上部、外壁下部和內(nèi)壁。本發(fā)明具有如下突出的有益效果I、本發(fā)明在超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼之后，先冷卻再恒溫I 2小時(shí)，后加熱再恒溫至少4小吋，因此延長(zhǎng)了焊接接頭熱處理的時(shí)間，從而使得沖擊韌性得到顯著增加，并且改進(jìn)了熱處理溫度輸入 技術(shù)，提高了熱處理溫度的準(zhǔn)確性。2、本發(fā)明由于將熱處理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)熱處理恒溫溫度確定為760±10°C，焊縫熱處理后硬度為180-250HB，因此可保證沖擊功達(dá)到41J的最低要求。


圖I為本發(fā)明具體實(shí)施例I焊接接頭的示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例I遠(yuǎn)紅外線加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例I焊接接頭的熱處理曲線圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例I :圖I-圖3構(gòu)成本發(fā)明的具體實(shí)施例I。參照?qǐng)DI、圖2和圖3，本實(shí)施例采用的焊接接頭為雙V型坡ロ設(shè)計(jì)，在焊縫整體焊接完畢后，按照以下步驟進(jìn)行熱處理I)熱處理準(zhǔn)備對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行使用前檢驗(yàn)，包括對(duì)設(shè)備熱電偶進(jìn)行校驗(yàn)、校準(zhǔn)，使熱電偶在不同的溫度范圍均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，然后對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行功能性測(cè)試，使エ件實(shí)際溫度與溫控儀顯示的溫差值符合標(biāo)準(zhǔn)要求；2)熱處理過(guò)程首先，在超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼焊縫整體焊接完畢后，將焊接接頭冷卻至80 100°C，恒溫I 2小時(shí)；然后，采用遠(yuǎn)紅外線加熱器I對(duì)焊接接頭加熱，恒溫溫度為760±10°C，恒溫時(shí)間至少4小時(shí)，加熱寬度為每側(cè)管壁厚度的5倍，保溫長(zhǎng)度為每側(cè)管壁厚度的8倍；升溫過(guò)程中，當(dāng)溫度彡500°C時(shí)，升溫速度彡150°C/h，當(dāng)溫度> 500°C時(shí)，升溫速度彡120°C /h ;焊接接頭在保溫后再降低，降溫至300°C以下在靜止空氣中緩冷至室溫，降溫速度< 150°C /h。本實(shí)施例中，步驟2)中所述的遠(yuǎn)紅外線加熱器I采用12CrlMoV(j5 630X66X2000mm的管子加熱，該管子的管壁厚度為80mm，即加熱寬度為200mm，保溫長(zhǎng)度為640mm。在步驟2)中所述的遠(yuǎn)紅外線加熱器I外壁上部、下部和內(nèi)壁分別設(shè)有熱電偶布置點(diǎn)2，后部設(shè)置有保溫棉3。步驟I)中涉及的熱電偶采用儲(chǔ)能焊接方式固定在遠(yuǎn)紅外線加熱器I外壁上部、下部和內(nèi)壁。本發(fā)明對(duì)焊后熱處理工藝試驗(yàn)如下I、熱處理對(duì)沖擊韌性的影響熱處理溫度、恒溫時(shí)間對(duì)焊縫金屬的韌性都有很大的影響，如下表所示，不同時(shí)間、不同溫度下所獲得的焊縫沖擊值，可以看出在臨界溫度范圍內(nèi)，隨著熱處理溫度的提高、回火時(shí)間的延長(zhǎng)，焊縫的沖擊值也相應(yīng)獲得改善。2、熱處理溫度的確定曼內(nèi)斯曼鋼管公司提供的P92手冊(cè)顯示，P92鋼焊縫最佳的焊后熱處理溫度為750°C 780°C，由于Thyssen焊接材料中提高了 Ni和Mn的含量，擴(kuò)大了奧氏體相區(qū)范圍，因此熱處理溫度應(yīng) 比上述上限值有所降低。Thyssen焊接材料產(chǎn)品說(shuō)明書中指出焊后熱處理溫度應(yīng)控制在765°C以下，針對(duì)此西安熱エ院及國(guó)電電カ研究所對(duì)Thyssen焊接材料進(jìn)行了 ACl測(cè)定，測(cè)定值為786°C。通過(guò)檢測(cè)焊接材料的實(shí)際ACl值，我們最終確定了熱處理溫度為750°C 770V，熱處理溫度設(shè)定值為760V。由于熱處理時(shí)間對(duì)焊縫韌性有很大的影響，延長(zhǎng)熱處理時(shí)間能顯著增加焊縫的沖擊韌性，根據(jù)試驗(yàn)用鋼管壁厚為40mm，并參考了焊接材料說(shuō)明書提供的時(shí)間參數(shù)，確定エ藝評(píng)定熱處理恒溫時(shí)間定為4小吋。升降溫速度確定當(dāng)溫度彡500°C時(shí)，升溫速度不大于150°C。為了盡量減少溫度剃度，當(dāng)溫度> 500°C吋，規(guī)定升溫速度不大于120°C。降溫速度不大于150°C，降溫至300°C以下在靜止空氣中緩冷至室溫。3、焊接線能量按照單根焊條焊接的焊道長(zhǎng)度、焊條熔化所需時(shí)間以及測(cè)得的電流、電壓值，根據(jù)焊接線能量公式E = 60UI/V計(jì)算，P92鋼的焊接線能量應(yīng)控制在20KJ/CM以下，方能達(dá)到所需的焊道厚度及寬度。4、對(duì)P92鋼焊接エ藝試驗(yàn)情況總結(jié)根據(jù)申請(qǐng)人在浙江玉環(huán)電廠進(jìn)行了 P92首次焊接エ藝評(píng)定試驗(yàn)，焊接使用了Φ2.5、Φ3.2、Φ4. O規(guī)格的焊條。焊接過(guò)程使用了焊接參數(shù)記錄儀，準(zhǔn)確地記錄了當(dāng)時(shí)的每一道焊道的線能量。從記錄儀顯示的數(shù)熱處理工藝的試驗(yàn)方案三個(gè)焊接試樣，焊完后直接進(jìn)行焊后熱處理，另三個(gè)試樣，焊后冷卻至100°C，恒溫I小時(shí)后再進(jìn)行焊后熱處理。通過(guò)機(jī)械性能的對(duì)比，確定熱處理的方式。表I :SA335_P91/P92整個(gè)焊接エ藝及熱處理方法參數(shù)
權(quán)利要求
1.超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，其特征在于1)熱處理準(zhǔn)備對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行使用前檢驗(yàn)，包括對(duì)設(shè)備熱電偶進(jìn)行校驗(yàn)、校準(zhǔn)，使熱電偶在不同的溫度范圍均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，然后對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行功能性測(cè)試，使工件實(shí)際溫度與溫控儀顯示的溫差值符合標(biāo)準(zhǔn)要求；2)熱處理過(guò)程首先，在超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼焊縫整體焊接完畢后，將焊接接頭冷卻至80 100。。，恒溫I 2小時(shí)；然后，采用遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)對(duì)焊接接頭加熱，恒溫溫度為760±10°C，恒溫時(shí)間至少4小時(shí)，加熱寬度為每側(cè)管壁厚度的5倍，保溫長(zhǎng)度為每側(cè)管壁厚度的8倍；升溫過(guò)程中， 當(dāng)溫度彡500°C時(shí)，升溫速度彡1500C /h，當(dāng)溫度> 500°C時(shí)，升溫速度彡120°C /h ;焊接接頭在保溫后再降低，降溫至300°C以下在靜止空氣中緩冷至室溫，降溫速度< 150°C /h。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，其特征在于步驟2)中涉及的遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)為管子結(jié)構(gòu)加熱裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，其特征在于步驟2)中涉及的遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)，其外壁上部、外壁下部和內(nèi)壁各設(shè)有熱電偶布置點(diǎn)(2)，其后部設(shè)有保溫棉(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，其特征在于步驟I)中涉及的熱電偶具有儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，該熱電偶通過(guò)焊接方式固定在遠(yuǎn)紅外線加熱器(I)外壁上部、外壁下部和內(nèi)壁。
全文摘要
本發(fā)明公涉及超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼的熱處理方法，其特征在于1)對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行使用前檢驗(yàn)，包括對(duì)設(shè)備熱電偶進(jìn)行校驗(yàn)、校準(zhǔn)，使熱電偶在不同的溫度范圍均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，然后對(duì)熱處理設(shè)備進(jìn)行功能性測(cè)試，使工件實(shí)際溫度與溫控儀顯示的溫差值符合標(biāo)準(zhǔn)要求；2)在超超臨界火電機(jī)組焊接SA335-P91/P92鋼焊縫整體焊接完畢后，將焊接接頭冷卻至80～100℃，恒溫1～2小時(shí)；采用遠(yuǎn)紅外線加熱器(1)對(duì)焊接接頭加熱，恒溫溫度為760±10℃，恒溫時(shí)間至少4小時(shí)，加熱寬度為每側(cè)管壁厚度的5倍，保溫長(zhǎng)度為每側(cè)管壁厚度的8倍。本發(fā)明使得沖擊韌性得到顯著增加，并且改進(jìn)了熱處理溫度輸入技術(shù)，提高了熱處理溫度的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)C21D1/34GK102618713SQ20121006218
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月10日
發(fā)明者方江濤 申請(qǐng)人:廣東省韶關(guān)粵江發(fā)電有限責(zé)任公司