专利名称：超超临界火电机组焊接sa335-p91/p92钢的热处理方法
技术领域：
本发明涉及ー种热处理方法，尤其是ー种超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法。属于金属热处理技术领域。
背景技术：
随着电カエ业的发展和全球对环境问题的日益关注，节约一次能源，加强环境保护，减少有害废气排放，降低地球温室效应，已引起国内外的高度重视。提高火电机组的热效率，采用超临界、超超临界机组是防止环境污染的有效途径之一。资源节约型、环境友好型机组是火力发电设备的新趋势。现有技术中，大型火力发电厂锅炉机组參数的提高主要依赖新型钢材。上世纪60年代时，国外有过提高机组參数的尝试，但因钢材结构问题没有成功，最后只好将參数退回到540°C左右这一典型參数。直到90年代，随着P91/P92新型耐热钢的出现，机组參数的提高才成为可能。但这些新型耐热钢的出现，为焊接工作提出了新的焊接课题。目前，SA335-P91/P92钢的热处理方法，通常焊缝整体焊接完毕后是立即进行热处理，这样会对焊缝的冲击韧性值构成影响，难以达到标准要求，而且所使用的远红外线加热器，其加热宽度和保温长度，不适合焊接接头长时间加热以及保温。
发明内容
本发明的目的，是为了解决上述现有技术的问题，提供一种能增加冲击韧性值的超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法。本发明的目的可以通过以下技术方案达到超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法，其特征在于I)热处理准备对热处理设备进行使用前检验，包括对设备热电偶进行校验、校准，使热电偶在不同的温度范围均符合标准要求，然后对热处理设备进行功能性测试，使エ件实际温度与温控仪显示的温差值符合标准要求；2)热处理过程首先，在超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢焊缝整体焊接完毕后，将焊接接头冷却至80 100°C，恒温I 2小时；然后，采用远红外线加热器⑴对焊接接头加热，恒温温度为760±10°C，恒温时间至少4小时，加热宽度为每侧管壁厚度的5倍，保温长度为每侧管壁厚度的8倍；升温过程中，当温度彡500°C时，升温速度彡1500C /h,当温度> 500°C时，升温速度彡120°C /h ;焊接接头在保温后再降低，降温至300°C以下在静止空气中缓冷至室温，降温速度< 150°C /h0本发明的目的还可以通过以下技术方案达到本发明的ー种技术改进方案是步骤2)中涉及的远红外线加热器(I)为管子结构加热装置。
本发明的一种技术改进方案是步骤2)中涉及的远红外线加热器(I)，其外壁上部、外壁下部和内壁各设有热电偶布置点(2)，其后部设有保温棉(3)。本发明的ー种技术改进方案是步骤I)中涉及的热电偶具有储能结构，该热电偶通过焊接方式固定在远红外线加热器(I)外壁上部、外壁下部和内壁。本发明具有如下突出的有益效果I、本发明在超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢之后，先冷却再恒温I 2小时，后加热再恒温至少4小吋，因此延长了焊接接头热处理的时间，从而使得冲击韧性得到显著增加，并且改进了热处理温度输入 技术，提高了热处理温度的准确性。2、本发明由于将热处理的关键数据热处理恒温温度确定为760±10°C，焊缝热处理后硬度为180-250HB，因此可保证冲击功达到41J的最低要求。
图I为本发明具体实施例I焊接接头的示意图；图2为本发明具体实施例I远红外线加热器的结构示意图；图3为本发明具体实施例I焊接接头的热处理曲线图。
具体实施例方式具体实施例I :图I-图3构成本发明的具体实施例I。參照图I、图2和图3，本实施例采用的焊接接头为双V型坡ロ设计，在焊缝整体焊接完毕后，按照以下步骤进行热处理I)热处理准备对热处理设备进行使用前检验，包括对设备热电偶进行校验、校准，使热电偶在不同的温度范围均符合标准要求，然后对热处理设备进行功能性测试，使エ件实际温度与温控仪显示的温差值符合标准要求；2)热处理过程首先，在超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢焊缝整体焊接完毕后，将焊接接头冷却至80 100°C，恒温I 2小时；然后，采用远红外线加热器I对焊接接头加热，恒温温度为760±10°C，恒温时间至少4小时，加热宽度为每侧管壁厚度的5倍，保温长度为每侧管壁厚度的8倍；升温过程中，当温度彡500°C时，升温速度彡150°C/h，当温度> 500°C时，升温速度彡120°C /h ;焊接接头在保温后再降低，降温至300°C以下在静止空气中缓冷至室温，降温速度< 150°C /h。本实施例中，步骤2)中所述的远红外线加热器I采用12CrlMoV(j5 630X66X2000mm的管子加热，该管子的管壁厚度为80mm，即加热宽度为200mm，保温长度为640mm。在步骤2)中所述的远红外线加热器I外壁上部、下部和内壁分别设有热电偶布置点2，后部设置有保温棉3。步骤I)中涉及的热电偶采用储能焊接方式固定在远红外线加热器I外壁上部、下部和内壁。本发明对焊后热处理工艺试验如下I、热处理对冲击韧性的影响热处理温度、恒温时间对焊缝金属的韧性都有很大的影响，如下表所示，不同时间、不同温度下所获得的焊缝冲击值，可以看出在临界温度范围内，随着热处理温度的提高、回火时间的延长，焊缝的冲击值也相应获得改善。2、热处理温度的确定曼内斯曼钢管公司提供的P92手册显示，P92钢焊缝最佳的焊后热处理温度为750°C 780°C，由于Thyssen焊接材料中提高了 Ni和Mn的含量，扩大了奥氏体相区范围，因此热处理温度应 比上述上限值有所降低。Thyssen焊接材料产品说明书中指出焊后热处理温度应控制在765°C以下，针对此西安热エ院及国电电カ研究所对Thyssen焊接材料进行了 ACl測定，測定值为786°C。通过检测焊接材料的实际ACl值，我们最终确定了热处理温度为750°C 770V，热处理温度设定值为760V。由于热处理时间对焊缝韧性有很大的影响，延长热处理时间能显著增加焊缝的冲击韧性，根据试验用钢管壁厚为40mm，并參考了焊接材料说明书提供的时间參数，确定エ艺评定热处理恒温时间定为4小吋。升降温速度确定当温度彡500°C时，升温速度不大于150°C。为了尽量减少温度剃度，当温度> 500°C吋，规定升温速度不大于120°C。降温速度不大于150°C，降温至300°C以下在静止空气中缓冷至室温。3、焊接线能量按照单根焊条焊接的焊道长度、焊条熔化所需时间以及测得的电流、电压值，根据焊接线能量公式E = 60UI/V计算，P92钢的焊接线能量应控制在20KJ/CM以下，方能达到所需的焊道厚度及宽度。4、对P92钢焊接エ艺试验情况总结根据申请人在浙江玉环电厂进行了 P92首次焊接エ艺评定试验，焊接使用了Φ2.5、Φ3.2、Φ4. O规格的焊条。焊接过程使用了焊接參数记录仪，准确地记录了当时的每一道焊道的线能量。从记录仪显示的数热处理工艺的试验方案三个焊接试样，焊完后直接进行焊后热处理，另三个试样，焊后冷却至100°C，恒温I小时后再进行焊后热处理。通过机械性能的对比，确定热处理的方式。表I :SA335_P91/P92整个焊接エ艺及热处理方法參数
权利要求
1.超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法，其特征在于1)热处理准备对热处理设备进行使用前检验，包括对设备热电偶进行校验、校准，使热电偶在不同的温度范围均符合标准要求，然后对热处理设备进行功能性测试，使工件实际温度与温控仪显示的温差值符合标准要求；2)热处理过程首先，在超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢焊缝整体焊接完毕后，将焊接接头冷却至80 100。。，恒温I 2小时；然后，采用远红外线加热器(I)对焊接接头加热，恒温温度为760±10°C，恒温时间至少4小时，加热宽度为每侧管壁厚度的5倍，保温长度为每侧管壁厚度的8倍；升温过程中， 当温度彡500°C时，升温速度彡1500C /h，当温度> 500°C时，升温速度彡120°C /h ;焊接接头在保温后再降低，降温至300°C以下在静止空气中缓冷至室温，降温速度< 150°C /h。
2.根据权利要求I所述的超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法，其特征在于步骤2)中涉及的远红外线加热器(I)为管子结构加热装置。
3.根据权利要求I所述的超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法，其特征在于步骤2)中涉及的远红外线加热器(I)，其外壁上部、外壁下部和内壁各设有热电偶布置点(2)，其后部设有保温棉(3)。
4.根据权利要求4所述的超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法，其特征在于步骤I)中涉及的热电偶具有储能结构，该热电偶通过焊接方式固定在远红外线加热器(I)外壁上部、外壁下部和内壁。
全文摘要
本发明公涉及超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢的热处理方法，其特征在于1)对热处理设备进行使用前检验，包括对设备热电偶进行校验、校准，使热电偶在不同的温度范围均符合标准要求，然后对热处理设备进行功能性测试，使工件实际温度与温控仪显示的温差值符合标准要求；2)在超超临界火电机组焊接SA335-P91/P92钢焊缝整体焊接完毕后，将焊接接头冷却至80～100℃，恒温1～2小时；采用远红外线加热器(1)对焊接接头加热，恒温温度为760±10℃，恒温时间至少4小时，加热宽度为每侧管壁厚度的5倍，保温长度为每侧管壁厚度的8倍。本发明使得冲击韧性得到显著增加，并且改进了热处理温度输入技术，提高了热处理温度的准确性。
文档编号C21D1/34GK102618713SQ20121006218
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月10日 优先权日2012年3月10日
发明者方江涛 申请人:广东省韶关粤江发电有限责任公司