一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，该工艺替代了高成本的热挤压工艺，该穿孔工艺操作简便，实用、成本低，可以解决超超临界火电机组关键锅炉用钢管只能热挤压的局限性。

Piercing process of steel pipe for key boiler in ultra supercritical power unit

The invention discloses an ultra supercritical coal-fired unit boiler with key piercing process of steel tube, the process to replace the high cost of hot extrusion process, the piercing process is simple, practical, low cost, can solve the key ultra supercritical coal-fired unit boiler steel pipe heat can only squeeze limitations.

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺
本专利技术涉及一种穿孔技术，具体涉及一种先进超超临界火电机组关键锅炉用钢的穿孔工艺。
技术介绍
从目前我国一次能源结构来看，我国能源仍然以煤炭为主，且根据我国的实际情况，以煤炭为主体的能源结构在相当长的时间内不会改变，因此提高煤电转化效率、发展清洁煤发电技术，以及建设大容量、高参数超超临界机组是实现节能减排目标的关键，也是我国经济社会可持续发展的必然选择，我国已经成为世界上拥有超超临界机组最多的国家，为了保证我国超超临界机组建设和安全、稳定运行，以及未来超超临界机组的发展，开展超超临界机组用关键材料的研制是十分必要的，在Incoloy800H的基础上，以Al、Nb为合金化元素，开发了CHDG-B06，是“十二五”国家863重大项目课题之一，CHDG-B06钢因Al含量较高，常规的穿孔工艺无法实施，表面存在严重裂，长期以来，此类材料都采用成本较高的热挤压工艺进行制造；因此，研发一种能克服以上缺陷的穿孔工艺成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，该穿孔工艺操作简便，实用、成本低，可以解决超超临界火电机组关键锅炉用钢管只能热挤压的局限性。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是：一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，包括以下步骤：㈠将圆钢进行剥皮和切断；㈡将步骤㈠的圆钢中心钻孔径为35-40mm的通孔，得到钻孔管坯；㈢将步骤㈡所得的坯管进行热处理，热处理温度为1110-1140℃，加热时间为100-140min，保温时间为15-20min；㈣将步骤㈢热处理后的坯管采用穿孔顶头进行穿孔得到所需内径尺寸的钢管毛管，穿孔后将钢管毛管加热至920-960℃，再冷却至室温；㈤将步骤㈣所得的钢管毛管用酸液进行酸洗去除氧化皮，酸洗温度为50-70℃；㈥将步骤㈤所得的钢管进行表面合格检查。这样，对圆钢先进行钻孔，可以减降低由于穿孔过程中的变形抗力大引起的急剧温升，避免穿孔裂纹，另采用合理的加热时间及保温时间减轻穿孔过程中的变形抗力。本专利技术进一步限定的技术方案为：进一步的，前述超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺中，步骤㈣中，冷却采用水冷与空冷结合，具体为：先采用水冷以2-4℃/s的冷却速率将坯管冷至380-450℃，然后空冷至300-350℃，再采用水冷以1.8-2.5℃/s的冷却速率将坯管冷至130-180℃，最后空冷至室温；前述超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺中，酸液由质量分数浓度10-15%的硝酸和质量分数浓度5-8%的氢氟酸按重量比1：3-1：1混合。前述超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺中，酸洗后，钢管表面都贴有复合膜，复合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交联粘结胶，在PTFE膜的另一面喷涂有纳米材料溶液，复合膜通过交联粘结胶与钢管的表面贴合；交联粘结胶的质量百分比组分为：4-甲基环己基异氰酸酯：25-27%，氨基甲酸乙酯：5-7%，α-亚麻酸：6-8%，乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯：7-9%，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：2-3%，过氧化苯甲酰：3-5%，丙烯酸丁酯：4-6%，交联型丙烯酸酯乳液：2-3%，2-羟基-1,2-二苯基乙酮：1.7-1.9%，醋酸乙烯酯：余量；在热压的作用下将交联粘结胶与PTFE膜进行高温粘接复合，热压复合温度为185-187℃，时间为1-1.5min，线压力为1.5-1.7Kg/mm；纳米材料溶液的质量百分比组分为：锑掺杂氧化锡纳米晶：17-～19%，纳米二氧化钛：9-11%，纳米碳化硅：1-3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：15-17%，有机氟防水剂：余量；将PTFE膜表面的另一面喷涂纳米材料溶液，烘干后经机械热轧压处理，烘干温度为98-100℃，机械热轧压为辊筒轧压，线压力为2-2.2Kg/mm，轧压温度为160-180℃，时间为1-1.5min。本专利技术的有益效果是：本专利技术中的热处理改善金属性能和内部组织状态为穿孔和轧管做准备，合理的加热温度和保温时间提高了管坯塑性、降低变形抗力，改善金属的组织，避免加热不当带来增加金属表面被氧化，增加了金属的消耗，另外，加热温度过高，会使管坯产生过热、过烧状况，增加金属消耗，降低成材率，热处理与穿孔变形过程息息相关。冷却方式通过水冷与空冷结合的方法，先以较快的冷却速度水冷，然后进行空冷，最后再通过较慢的水冷冷却至室温，不仅可提高毛管的抗水蚀能力，而且可以使组织更为均匀稳定，极少出现气孔及沙眼，保证了毛管的抗腐蚀性能，起到了意想不到的技术效果。本专利技术采用圆钢钻孔，降低由于穿孔过程中的变形抗力大引起的急剧温升，避免穿孔裂纹，采用合理的加热时间及保温时间减轻穿孔过程中的变形抗力。本专利技术在钢管表面还贴有复合膜，该复合膜包括PTFE膜，该PTFE膜是采用聚四氟乙烯分散树脂经工艺成的薄膜，聚四氟乙烯塑料树脂的成孔特性，其表面具有的微孔孔径很小，水蒸气能通过而水滴不能通过，因此具有良好的防水透湿功能，另外该孔极度细小和纵向不规格的弯曲排列，使风不能透过，从而具有很好的防风和保暖防冰效果，同时其还具有一定的防腐功效；用于复合膜上的纳米材料溶液，它粒度分布均有具有良好的耐候性、耐化学腐蚀性，抗紫外性强，该交联粘结胶粘接性强，使得复合膜牢固的粘接在钢管的表面不易脱落。具体实施方式实施例1本实施例提供一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，包括以下步骤：㈠将圆钢进行剥皮和切断；㈡将步骤㈠的圆钢中心钻孔径为35mm的通孔，得到钻孔管坯；㈢将步骤㈡所得的坯管进行热处理，热处理温度为1110℃，加热时间为100min，保温时间为15min；㈣将步骤㈢热处理后的坯管采用穿孔顶头进行穿孔得到所需内径尺寸的钢管毛管，穿孔后将钢管毛管加热至925℃，再冷却至室温；冷却采用水冷与空冷结合，具体为：先采用水冷以2℃/s的冷却速率将坯管冷至380℃，然后空冷至300℃，再采用水冷以1.8℃/s的冷却速率将坯管冷至130℃，最后空冷至室温；㈤将步骤㈣所得的钢管毛管用酸液进行酸洗去除氧化皮，酸洗温度为50-70℃；酸液由质量分数浓度10%的硝酸和质量分数浓度5-8%的氢氟酸按重量比1：3混合；㈥将步骤㈤所得的钢管进行表面合格检查。实施例2本实施例提供一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，包括以下步骤：㈠将圆钢进行剥皮和切断；㈡将步骤㈠的圆钢中心钻孔径为40mm的通孔，得到钻孔管坯；㈢将步骤㈡所得的坯管进行热处理，热处理温度为1140℃，加热时间为120min，保温时间为18min；㈣将步骤㈢热处理后的坯管采用穿孔顶头进行穿孔得到所需内径尺寸的钢管毛管，穿孔后将钢管毛管加热至940℃，再冷却至室温；冷却采用水冷与空冷结合，具体为：先采用水冷以4℃/s的冷却速率将坯管冷至450℃，然后空冷至350℃，再采用水冷以2.5℃/s的冷却速率将坯管冷至180℃，最后空冷至室温；㈤将步骤㈣所得的钢管毛管用酸液进行酸洗去除氧化皮，酸洗温度为70℃；酸液由质量分数浓度15%的硝酸和质量分数浓度8%的氢氟酸按重量比1：1混合；㈥将步骤㈤所得的钢管进行表面合格检查。实施例3本实施例提供一种超超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，其特征在于，包括以下步骤：㈠将圆钢进行剥皮和切断；㈡将步骤㈠的圆钢中心钻孔径为35‑40mm的通孔，得到钻孔管坯；㈢将步骤㈡所得的坯管进行热处理，热处理温度为1110‑1140℃，加热时间为100‑140min，保温时间为15‑20min；㈣将步骤㈢热处理后的坯管采用穿孔顶头进行穿孔得到所需内径尺寸的钢管毛管，穿孔后将钢管毛管加热至920‑960℃，再冷却至室温；㈤将步骤㈣所得的钢管毛管用酸液进行酸洗去除氧化皮，酸洗温度为50‑70℃；㈥将步骤㈤所得的钢管进行表面合格检查。

【技术特征摘要】
1.一种超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，其特征在于，包括以下步骤：㈠将圆钢进行剥皮和切断；㈡将步骤㈠的圆钢中心钻孔径为35-40mm的通孔，得到钻孔管坯；㈢将步骤㈡所得的坯管进行热处理，热处理温度为1110-1140℃，加热时间为100-140min，保温时间为15-20min；㈣将步骤㈢热处理后的坯管采用穿孔顶头进行穿孔得到所需内径尺寸的钢管毛管，穿孔后将钢管毛管加热至920-960℃，再冷却至室温；㈤将步骤㈣所得的钢管毛管用酸液进行酸洗去除氧化皮，酸洗温度为50-70℃；㈥将步骤㈤所得的钢管进行表面合格检查。2.根据权利要求1所述的超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，其特征在于，所述步骤㈣中，冷却采用水冷与空冷结合，具体为：先采用水冷以2-4℃/s的冷却速率将坯管冷至380-450℃，然后空冷至300-350℃，再采用水冷以1.8-2.5℃/s的冷却速率将坯管冷至130-180℃，最后空冷至室温。3.根据权利要求1或2所述的超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，其特征在于，所述酸液由质量分数浓度10-15%的硝酸和质量分数浓度5-8%的氢氟酸按重量比1：3-1：1混合。4.根据权利要求1或2所述的超超临界火电机组关键锅炉用钢管的穿孔工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王植栋，陶亚平，吴志敏，
申请(专利权)人：江苏银环精密钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32