本发明专利技术通过理论分析和试验研究，得出了Ｐ９２钢采用中频感应弯管技术的弯制工艺参数范围、冷却方式和热处理参数。弯管弯制工艺参数为：外壁温度９００℃－９４０℃，冷却方式采用强迫空冷，推进速度１０－２０ｍｍ／ｍｉｎ；弯管后热处理参数为：正火温度：１０５０℃～１０７０℃，保温时间：９０分钟，冷却方式：空冷；正火冷却到１００℃以下保持２ｈ，回火温度７５０℃～７７０℃，保温时间：１５０分钟，冷却方式：空冷。完全能够保证Ｐ９２钢在弯制后其金相组织和材料性能满足Ｐ９２钢马氏体组织和材料性能要求，避免晶间裂纹、内弧起包、椭圆度超标和外壁过度减薄等缺陷的产生。该项技术可以应用于电厂１０００ＭＷ超临界机组工程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火电厂发电机组管件的中频感应弯管工艺，尤其是涉及在超临界发电机组中，使用A335P92钢的弯管工艺技术，以便研制出满足P92钢材料使用性能和质量要求的电站用A335P92钢弯管。
技术介绍
我国能源结构的特点决定了我国电力工业的发展主要依赖火电机组，而发展大型超超临界机组是火电机组发展的必然选择。开发和应用热强性、抗氧化性能更好的耐热合金钢是发展高效率超超临界火力发电机组的关键技术之一。新型耐热合金高温高压管道用钢的开发和应用在电站建设中始终发挥着重要作用。50多年来，含2.25％Cr-1％Mo的合金钢(如A335P22、10CrMo910、STBA24-STPA24等)已经在全球许多超高压和亚临界电厂中得到较好的应用。 随着机组容量的增加和参数的提高，促进了更高强度钢的开发。欧洲在上个世纪60年代初期，开发了两种蠕变断裂强度较高的钢材，他们分别是法国和比利时的EM12(含9％Cr-2％Mo，且加入少量的V和Nb)、德国的X20CrMoV12-1(12％Cr-1％Mo，且加入少量的V)。后者在我国江油电厂、达拉特电厂、台州电厂的主蒸汽管道系统中得到应用，但是焊接有一定的难度。紧接着是美国开发的改良9％Cr钢，后来发展到欧洲和日本。这种等级的钢材叫T/P91，这种材料从上个世纪90年代开始在世界范围内得到成功的应用。如今，EM12和X20CrMoV12-1在很多领域被T/P91所取代。在蒸汽参数更高，如温度超过600℃、压力超过25bar，要求主蒸汽和再热蒸汽管道具有更高的抗拉强度、抗高温蠕变和抗氧化等性能，T/P91材料的使用受到限制，T/P92材料应运而生。 P92钢是加入1.75％钨，钼含量降到0.5％，用钒、铌元素微合金化并控制硼和氮元素含量的铁素体钢(9％铬，1.75％钨，0.5％钼)钢。P92钢比其它铁素体合金钢具有更高的高温强度和蠕变性能，抗腐蚀性和抗氧化性能等同于其它含9％Cr的铁素体钢。由于它具有较高的蠕变断裂强度，所以它可以减轻锅炉和管道部件的重量，有利于减少厂房结构的承载，减小管道系统对设备的推力。它的抗热疲劳性能好于奥氏体不锈钢。在580～625℃温度范围具有良好的蠕变性能。因此，P92在超超临界机组中得到了较普遍的应用。 目前对采用P92钢的管道弯制、焊接、管件制造、热处理等关键性工程应用技术的研究还处于摸索起步阶段，尚不成熟。因此，要在超超临界机组管道中应用P92钢，就必须尽快掌握P92材料的焊接、弯管、热处理以及管件的设计计算、制造等关键技术，保证超超临界机组建设的顺利进行和长期安全运行。 由于P92钢比其它铁素体合金钢具有更高的高温强度和蠕变性能。目前国内超超临界机组普遍采用P92作为主蒸汽管道和再热热段用管道材料。在超超临界机组的管道设计中，采用3-5D大半径中频弯管取代热压弯头可有效减少蒸汽流动的局部阻力，有利于提高机组热效率。因此，研究电站用P92钢的弯管技术十分必要。 对于电站管道的弯制，我国从上世纪七十年代末期开始在弯管机床上采用中频感应加热弯管技术对各种规格的碳钢管、合金钢管、不锈钢管进行弯制，并做热处理。多年的实践证明，该技术成熟可靠。根据对P92材料本身的分析和研究，P92管道的弯制可以继续采用这种技术。关键的技术难点在于采用的中频弯制和热处理工艺必须使弯管产品既要满足新材料原有各项性能要求，同时避免金相组织产生晶间裂纹、内弧起包、圆度超标和外壁过度减薄等问题。因此，如何制定出合理的弯制工艺参数和热处理参数，重点是加热温度、推进速度的最佳范围以及它们之间的配合关系，是研制当前满足P92钢材料使用性能和质量要求的中频感应弯管工艺技术的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是使用中频感应弯管工艺，研制出满足P92钢材料使用性能和质量要求的电站用P92钢弯管。本专利技术的目的是通过在P92钢中频感应弯管工艺过程中，提出优化的弯制工艺参数范围、冷却方式和热处理参数来实现的。本专利技术提出一种P92钢中频弯管工艺方法，该弯管工艺使用中频弯管机进行，弯管后热处理在程控燃油热处理炉内进行，所述的中频弯管工艺采用的弯管弯制参数如下 外壁温度采取900℃-940℃，冷却方式采用强迫空冷，推进速度10-20mm/min； 所述的中频弯管工艺采用的弯管后热处理参数如下 正火温度1050℃～1070℃，保温时间90分钟，冷却方式空冷； 正火冷却到100℃以下保持2h，使马氏体充分转变后进行回火处理回火温度750℃～770℃，保温时间150分钟，冷却方式空冷。 在所述的弯管工艺参数中，外壁温度采取900℃，冷却方式强迫空冷，推进速度10-15mm/min。 还可以在所述的弯管工艺参数中，外壁温度采用940℃，冷却方式强迫空冷，推进速度为15-20mm/min。 本专利技术的P92钢中频弯管工艺方法所获得两种弯管具有以下明显优点 (1)在本专利技术实施的弯曲温度下，P92铜管的高温塑性良好，即使在较大的变形量下也能得到满意的弯管成型，其受拉侧无拉伸形变而产生的裂纹缺陷。测试结果证明，P92钢管有着较宽的感应弯管温度范围，本专利技术实施的两种温度的弯管工艺均可达到满意的效果。 (2)根据测定结果，弯曲温度取900～940℃范围内，弯后进行正火加回火处理，可保证其机械性能完全符合标准的要求。 具体实施例方式 下面通过实施利1和实施例2对本专利技术的P92钢弯管工艺进行详细说明。 两个实施例所使用的材料均为ID248×53P92钢(美国WYMAN-GORDAN公司)。试验用管材各项性能见表1和表2。 表1使用的P92钢管材料化学成分 表2使用的P92铜管机械性能 两个实施例中弯管参数为 两个实施例中频弯管工艺试验均在郑州华电金源管道有限公司ZW813型中频弯管机上进行，感应圈型号为ID400×30×75。试弯管的弯曲半径为R＝1100mm(R/D＝3.0)，弯曲角度45°。 实施例1(实施例1称之为P92WGO1方案) 采用的弯管工艺参数如下 外壁温度采取900℃，冷却方式强迫空冷，推进速度10-15mm/min。 弯后外观检测弯管工艺试验证明本试验中，即使在形变率较大(R/D＝3.0)的情况下，两件弯管的表面及几何尺寸良好，试弯管实测结果表明P92WGO1试弯管的外弧最大减薄率为10.72％，内弧最大增厚率为19.44％，该数据与普通材质的同规格弯管减薄增厚规律基本一致。 弯后热处理在郑州华电金源管道有限公司的16m×3.5m×3.5m的程控燃油热处理炉内进行，弯后热处理参数如下 正火温度1050℃～1070℃，保温时间90分钟，冷却方式空冷。 正火冷却到100℃以下保持2h，使马氏体充分转变后进行回火处理回火温度750℃～770℃，保温时间150分钟，冷却方式空冷。 实施例2(实施例2称之为P92WGO2方案) 采用的弯管工艺参数如下 外壁温度940℃，冷却方式强迫空冷，推进速度15-20mm/min。 弯后外观检测弯管工艺试验证明本试验中，即使在形变率较大(R/D＝3.0)的情况下，弯管的表面及几何尺寸良好，试弯管实测结果表明P92WG02试弯管的外弧最大减薄率为10.87％，内弧最大增厚率为21.97％，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种火电厂Ａ３３５Ｐ９２钢的中频弯管工艺，该弯管工艺使用中频弯管机进行，弯管后热处理在程控燃油热处理炉内进行，其特征在于： 所述的中频弯管工艺采用的弯管弯制参数如下： 外壁温度采取９００℃－９４０℃，冷却方式采用强迫空冷，推进速度１０－２０ｍｍ／ｍｉｎ； 所述的中频弯管工艺采用的弯管后热处理参数如下： 正火温度：１０５０℃～１０７０℃，保温时间：９０分钟，冷却方式：空冷； 正火冷却到１００℃以下保持２ｈ，使马氏体充分转变后进行回火处理：回火温度７５０℃～７７０℃，保温时间：１５０分钟，冷却方式：空冷。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕继祖，闫平，卞小军，牛文献，董益成，马骏彪，刘学，
申请(专利权)人：华电管道工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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