高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，属于锅炉设备技术领域，高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法针对T23材料膜式壁焊缝容易发生再热裂纹的特征，提供了在高效超超临界锅炉T23材料膜式壁的制造过程中，优化工艺和设计，控制焊接质量，改善焊缝热影响区粗晶组织，减小焊接拘束应力，减小T23再热裂纹敏感温度的影响，防止多个因素的叠加效应，从而防止发生再热裂纹的高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法。

【技术实现步骤摘要】
高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法
本专利技术涉及一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，属于锅炉设备

技术介绍
为了适应高效超超临界锅炉的发展，T23材料低合金高强度耐热钢，由于具有良好的抗高温蠕变强度性能以及合适的性价比，被广泛应用于高效超超临界锅炉锅炉膜式壁中。生产实践证明T23材料珠光体耐热钢焊后进行热处理是必不可少的重要工序，由于T23材料存在再热裂纹倾向，容易在热处理过程中产生再热裂纹，各个制造厂在T23材料高效超超临界锅炉膜式壁制造过程中产生大量的再热裂纹，这些再热裂纹发生在T23材料热影响区晶界中，采用普通无损检测方法无法发现，往往在锅炉安装工地上以及锅炉运行后发生再热裂纹的扩展，导致高效超超临界锅炉失效事故，由于目前各个锅炉厂还没有找到有效的解决方案，已考虑放弃T23材料制造高效超超临界锅炉膜式壁，改为选择成本更高的T91材料制造高效超超临界锅炉膜式壁。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能防止发生再热裂纹的高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，其特征在于：包括一种采用了T23材料制造膜式壁的高效超超临界锅炉，该锅炉的炉膛由T23材料螺旋膜式壁加12Cr1MoV材料螺旋膜式壁组成，在T23材料螺旋膜式壁与T23垂直膜式壁转换部位，由T23材料垂直膜式壁与大量T23材料多通锻件以及T23材料螺旋膜式壁拼接而成，垂直膜式壁由T23材料膜式壁分别与T23材料Y通锻件以及T23材料T通锻件组成，超长的螺旋膜式壁分别由两段T23材料螺旋膜式壁拼接而成，或者由一段T23材料螺旋膜式壁与一段12Cr1MoV材料螺旋膜式壁拼接而成，在所有T23材料膜式壁与T23材料多通锻件对接焊口的两侧，以及T23材料膜式壁与12Cr1MoV材料膜式壁对接焊口的两侧，需要安装大量的镶块结构密封板，在T23膜式壁上还需要开孔并装焊孔管以及焊接大量附件，面对高效超超临界锅炉T23材料膜式壁复杂的结构，以及T23材料焊缝存在再热裂纹倾向等技术难题，武汉锅炉股份有限公司对于T23材料膜式壁制造过程中产生再热裂纹的原因进行了大量的试验和分析，发现了T23焊缝再热裂纹发生的部位集中在T23材料焊缝热影响区中的粗晶区，热影响区粗晶区晶粒的周围包裹着较厚的碳化物，这些碳化物在550度-730度敏感温度下呈现极低的朔性，在高应力作用下容易形成再热裂纹，T23材料焊缝的热影响区不仅分布在焊缝于母材的交界处，对于多层多道焊缝，还会发生在最后一道盖面焊缝与之前焊缝的交界处，这些部位是T23再热裂纹的发源地；在T23膜式壁在进行730度热处理时，升温过程中必须经过再热裂纹敏感温度，当T23焊缝存在较大的应力(例如焊接产生的拘束应力，加热产生的热膨胀受阻应力，强制装配产生的外加应力)时，当T23焊缝温度升到再热裂纹敏感温度区时，多个因素(热影响区，高应力，敏感温度)的叠加，在焊缝热影响区极易产生RT，MT不可探测的晶间裂纹，随着晶间裂纹的扩展，会形成RT，MT可探测的裂纹；针对先进超超临界锅炉膜式壁制造过程中存在大量的镶块结构，尤其在膜式壁与膜式壁拼接成超长膜式壁时，膜式壁过渡段管屏与大量锻件多通装配焊接时都有大量的镶块焊接，生产实践和大量试验表明，位于管子对接焊缝以及管子与锻件多通对接焊口两侧的镶块结构的焊缝，存在很高的拘束应力，通过对不同宽度的镶块进行焊接试验以及应力测试试验表明，镶块越窄焊接拘束应力越大，镶块两侧开坡口焊接产生的拘束应力比镶块两侧不开坡口产生的拘束应力要大得多，因为拘束应力远高于一般应力，它是造成再热裂纹的重要因素，采用减小拘束应力的一糸列方法都能有效防止再热裂纹的发生，在高效超超临界锅炉T23材料膜式壁的制造过程中，控制焊态组织，减小焊缝热影响区，减小焊接拘束应力，避免多个因素的叠加，是防止发生再热裂纹，完成高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造的技术关键，采用适当提高焊前预热温度，焊后及时覆盖保温毯缓冷措施，有助于降低焊缝硬度以及减小裂纹发生概率。本专利技术高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法为：包括以下方法和步骤：方法和步骤1：通过优化T23材料膜式壁制造工艺方法，对于分别由两段T23材料膜式壁拼接而成超长螺旋状膜式壁，或者由一段T23材料膜式壁与一段12Cr1MoV材料拼接而成的超长螺旋状膜式壁，改变常规的工艺方法，采用先将光管用自动焊方式接长为超长管子，采用自动热丝TIG焊方法焊接对接焊口，焊材类型ER90S-G(23)，规格焊接电流150-240A，焊接电压9-14V，预热温度150度，层间温度小于300度；然后对自动焊完成的对接焊口进行局部热处理，采用电加热箱式局部退火炉方法退火，电加热箱式局部退火炉可同时处理多根超长管的对接焊口，可安排在焊接场地附近实施退火，由于对接焊口应力水平比拘束应力低，可直接升温到730度保温一小时，消除应力和改善热影响区组织，使热影响区粗晶区内晶粒周围较厚的碳化物得到充分扩散之后，再采用光管加扁钢方式上膜式壁生产线焊接成超长膜式壁，优化工艺方法可减少70％镶块结构，从而大幅度减少产生再热裂纹的风险，又大幅度提高了生产效率。方法和步骤2：对于埋弧焊焊剂提前进行300～350度烘干2小时之后进行保温，保温温度≥150度，每次施焊前，将埋弧焊焊机焊剂桶中的焊剂清理干净，从烘干机中取出温度≥150度的热焊剂倒入埋弧焊焊机焊剂桶中，然后打开埋弧焊焊机焊剂桶中的电加热器，维持焊剂温度在130度以上，每次开始焊接前，排空焊剂输送管中的冷焊剂，确保出口处的焊剂温度≥100度才能开始焊接。方法和步骤3：采用箱式天然气加热炉对T23材料管子和扁钢以及T23材料膜式壁进行焊前预热，箱式天然气加热炉两端有便于工件穿过的开口，箱式天然气加热炉下方有数排火焰加热器，T23材料管子和扁钢以及T23材料膜式壁从箱式天然气加热炉中通过实现连续加热，预热温度≥120度，采用连续红外测温装置监测管屏表面温度，采用数字仪表实时显示温度，操作者可以通过调整加热器的阀门控制预热温度120-200度，较高的预热温度有利于彻底去除T23材料管子以及扁钢表面的露水，提高整个膜式壁的基础温度为实现焊后缓冷创造条件，采用多头膜式壁埋弧焊机时，管T23/板SA-387MGr12，焊材类型EB2+SJ501，规格焊接电流340-440A，焊接电压26-30V，预热温度120度，针对管屏正面焊接时容易出现磁干扰现象，管屏的正面焊接采用交流模式，管屏的反面焊接采用直流模式，焊接完正面之后应及时在生产线上翻面，继续进行预热和焊接反面，无论是正面焊接还是反面焊接都需要边焊接边用保温被覆盖缓冷。方法和步骤4：在龙门式埋弧焊机进行T23材料膜式壁拼宽焊接时，由于T23材料膜式壁小管屏存在一定刚性以及旁弯现象，在拼宽焊接过程中会产生较大的强制装配应力以及焊接过程中容易产生收缩受阻应力，在龙门式埋弧焊机进行T23材料膜式壁拼宽焊接时容易产生裂纹，因此焊前需要对小管屏旁弯度进行检查，必要时先进行旁弯校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，其特征在于：一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，包括一种采用了T23材料制造膜式壁的高效超超临界锅炉，该锅炉的炉膛由T23材料螺旋膜式壁加12Cr1MoV材料螺旋膜式壁组成，在T23材料螺旋膜式壁与T23垂直膜式壁转换部位，由T23材料垂直膜式壁与大量T23材料多通锻件以及T23材料螺旋膜式壁拼接而成，垂直膜式壁由T23材料膜式壁分别与T23材料Y通锻件以及T23材料T通锻件组成，超长的螺旋膜式壁分别由两段T23材料螺旋膜式壁拼接而成，或者由一段T23材料螺旋膜式壁与一段12Cr1MoV材料螺旋膜式壁拼接而成，在所有T23材料膜式壁与T23材料多通锻件对接焊口的两侧，以及T23材料膜式壁与12Cr1MoV材料膜式壁对接焊口的两侧，安装有大量的镶块结构密封板，在T23膜式壁上安装和焊接有大量孔管以及焊接大量附件，面对高效超超临界锅炉T23材料膜式壁复杂的结构，以及T23材料焊缝存在再热裂纹倾向等技术难题，本专利技术提供了一种能防止T23材料发生再热裂纹的优化的超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，所述的超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法包括以下方法和步骤：/n方法和步骤1：采用先将光管用自动焊方式接长为超长管子，采用自动热丝TIG焊机焊接，焊材类型ER90S-G(23)，规格...

【技术特征摘要】
1.一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，其特征在于：一种高效超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，包括一种采用了T23材料制造膜式壁的高效超超临界锅炉，该锅炉的炉膛由T23材料螺旋膜式壁加12Cr1MoV材料螺旋膜式壁组成，在T23材料螺旋膜式壁与T23垂直膜式壁转换部位，由T23材料垂直膜式壁与大量T23材料多通锻件以及T23材料螺旋膜式壁拼接而成，垂直膜式壁由T23材料膜式壁分别与T23材料Y通锻件以及T23材料T通锻件组成，超长的螺旋膜式壁分别由两段T23材料螺旋膜式壁拼接而成，或者由一段T23材料螺旋膜式壁与一段12Cr1MoV材料螺旋膜式壁拼接而成，在所有T23材料膜式壁与T23材料多通锻件对接焊口的两侧，以及T23材料膜式壁与12Cr1MoV材料膜式壁对接焊口的两侧，安装有大量的镶块结构密封板，在T23膜式壁上安装和焊接有大量孔管以及焊接大量附件，面对高效超超临界锅炉T23材料膜式壁复杂的结构，以及T23材料焊缝存在再热裂纹倾向等技术难题，本发明提供了一种能防止T23材料发生再热裂纹的优化的超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法，所述的超超临界锅炉T23材料膜式壁制造方法包括以下方法和步骤：
方法和步骤1：采用先将光管用自动焊方式接长为超长管子，采用自动热丝TIG焊机焊接，焊材类型ER90S-G(23)，规格焊接电流150-240A，焊接电压9-14V，预热温度≥150度，层间温度小于300度；然后对自动焊完成的对接焊口进行局部热处理，采用电加热箱式退火炉方法退火，可直接升温到730度保温一小时消除应力和改善热影响区组织，使热影响区粗晶区内晶粒周围较厚的碳化物得到充分扩散之后，再采用光管加扁钢方式上膜式壁生产线焊接成超长膜式壁，优化工艺方法可减少70％镶块结构，从而大幅度减少产生再热裂纹的风险，又大幅度提高了生产效率；
方法和步骤2：采用多头膜式壁埋弧焊机时，焊材类型EB2+SJ501，规格焊接电流340-440A，焊接电压26-30V，采用箱式天然气加热炉对T23材料管子和扁钢以及T23材料膜式壁进行焊前预热，预热温度≥120度，针对管屏正面焊接时容易出现磁干扰现象，管屏的正面焊接采用交流模式，管屏的反面焊接采用直流模式，焊接完正面之后应及时在生产线上翻面，继续进行预热和焊接反面，无论是正面焊接还是反面焊接都需要边焊接边用保温被覆盖缓冷；
方法和步骤3：在龙门式埋弧焊机进行T23材料膜式壁拼宽焊接时，焊前需要对小管屏旁弯度进行检查，必要时先进行旁弯校正，手工打磨抛光拼宽焊接部位见金属光泽，将龙门式埋弧焊焊机焊剂桶中的焊剂清理干净，从烘干机中取出温度130度左右的热焊剂倒入埋弧焊焊机焊剂桶中，然后打开埋弧焊焊机焊剂桶中的电加热器，维持焊剂温度在130度以上，每次开始焊接前，排空焊剂输送管中的冷焊剂，确保出口处的焊剂温度≥100度；采用安装在龙门式埋弧焊机上的天然气火焰加热器对管屏进行预热，天然气火焰加热器为多个可调节火焰强度的加热器组成，保证预热温度≥120度，焊材类型EB2+SJ501，规格焊接电流340-440A，焊接电压26-30V，预热温度≥120度，边焊接边用保温被覆盖缓冷；
方法和步骤4：T23材料管子与T23材料管子对接焊接，T23材料膜式壁管子与T23材料锻件多通焊接，T23材料膜式壁管子与T23材料Y通锻件焊接，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓军，江国春，胡玉涛，李青亭，石启雨，
申请(专利权)人：武汉锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42