[發(fā)明專利]高壓加熱器水室防不銹鋼敏化的熱處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310217105.8
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103361473A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李汝英;廖丹揚(yáng);沈海峰;石繼光
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: C21D1/30
• 分類號: C21D1/30;C21D9/50
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高壓加熱器水室防不銹鋼敏化的熱處理方法。

背景技術(shù)

高壓加熱器是利用已在汽輪機(jī)高、中壓缸中做過功的蒸汽來加熱鍋爐給水，是提高電廠效率的重要電站輔機(jī)設(shè)備。高壓加熱器為一種表面式換熱器，其最大特點(diǎn)是水側(cè)壓力高，制造要求高。它一般為焊接結(jié)構(gòu)，主要是由水室、外殼、厚管板及U型管等組成，特點(diǎn)是管板厚，優(yōu)點(diǎn)是傳熱強(qiáng)度高，管束水阻力小，金屬耗材相對較小。根據(jù)高壓加熱器規(guī)范要求，環(huán)縫焊后熱處理溫度均處于不銹鋼的敏化溫度范圍。如果不采取措施，那么在該保溫溫度下會使不銹鋼晶間貧鉻，即硌的碳化物主要在晶間析出，這樣勢必引起臨近區(qū)域的聚集擴(kuò)散，從而造成貧硌，由于貧硌不能抵抗某些介質(zhì)的腐蝕就形成了晶間腐蝕。

現(xiàn)有技術(shù)中對不銹鋼焊后熱處理采用了一定的方法，如專利公開號為CN102051456A提供了一種空調(diào)機(jī)不銹鋼殼體焊接后熱處理工藝，通過在空調(diào)機(jī)殼體底板上對設(shè)定好的加熱點(diǎn)進(jìn)行熱處理，它通過將空調(diào)殼體底板面按照其所屬空調(diào)機(jī)腔室劃分為若干區(qū)域，在劃分好的各個(gè)區(qū)域上確定加熱點(diǎn)，加熱點(diǎn)分布在各個(gè)區(qū)域的中心位置，包括若干行和若干列，且相鄰的兩個(gè)加熱點(diǎn)之間的距離為60～80cm；然后使用氧乙炔火焰對確定的加熱點(diǎn)進(jìn)行加熱，加熱溫度700～800℃，目測觀察顏色變?yōu)闄鸭t色，加熱后形成的加熱黑點(diǎn)直徑為12～14mm；每處理一個(gè)點(diǎn)后立即用水沖洗冷卻。這種用水沖洗冷卻的方法無法應(yīng)用于高壓加熱器不銹鋼焊接的熱處理中。另外如專利公開號為CN102560065A公開的改善雙相不銹鋼焊接組織的熱處理方法，是在對雙相不銹鋼焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行熱處理工藝加熱時(shí)，在低于并接近雙相不銹鋼相變溫度附近進(jìn)行電爐加熱，同時(shí)采用電脈沖加熱；這種方法只能對雙相不銹鋼中，控制鐵素體的體積分?jǐn)?shù)及存在形式，可避免在鐵素體/奧氏體、鐵素體/鐵素體晶界析出脆性相，但無法避開敏化溫度范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決高壓加熱器水室環(huán)縫焊后熱處理中，防止不銹鋼管子敏化、以及因管子管板材質(zhì)不同線膨脹系數(shù)差距大所致的脹接質(zhì)量的問題，提供一種工藝設(shè)計(jì)合理，確保管子管板脹接區(qū)域質(zhì)量的高壓加熱器水室防不銹鋼敏化的熱處理方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種高壓加熱器水室防不銹鋼敏化的熱處理方法，其特征是在高壓加熱器水室的外殼、厚管板、U型管上進(jìn)行，在環(huán)縫焊后熱處理過程中，采用局部熱處理對水室焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行退火，在厚管板和U型管側(cè)設(shè)置保溫毯，阻隔熱量直接輻射到不銹鋼部件處，避免不銹鋼部件溫度升高至敏化溫度。高壓加熱器的結(jié)構(gòu)形式和裝配工序決定了高壓加熱器水室環(huán)縫焊接只能排列在最后一道工序，該環(huán)縫焊后熱處理是否有效直接影響整個(gè)水室的應(yīng)力水平，而熱處理時(shí)不銹鋼U型管處溫度升高會影響其性能，增加運(yùn)行時(shí)爆管的風(fēng)險(xiǎn)。由于環(huán)縫焊后熱處理溫度為560～600℃，450～800℃溫區(qū)稱為不銹鋼的敏化溫區(qū)，即使含鈦或鈮的穩(wěn)定型不銹鋼，如果在敏化溫區(qū)長期停留，仍然有可能發(fā)生晶間腐蝕。選擇性的局部熱處理可以避免沒有焊接的不銹鋼部件受熱損傷，保溫毯的設(shè)置完全避免了不銹鋼部件進(jìn)入敏化溫區(qū)，從而確保了管子的各物理化學(xué)性能。

作為優(yōu)選，所述的環(huán)縫焊后熱處理溫度為560～600℃。必須保證環(huán)縫焊接處的熱處理溫度，才能消除焊接硬化、提高材料的力學(xué)性能。

作為優(yōu)選，所述的熱處理前，先在U型管孔區(qū)域用多層保溫毯對不銹鋼焊縫區(qū)域進(jìn)行保溫區(qū)設(shè)置。進(jìn)入熱處理爐加熱前進(jìn)行保溫毯布置，保溫毯以設(shè)置在焊縫外表面為主。

作為優(yōu)選，所述的保溫毯采用質(zhì)軟、隔熱、阻燃、保溫材料制成。可以按產(chǎn)品形狀或焊接環(huán)縫形狀對保溫毯進(jìn)行剪裁，以方便鋪設(shè)和拆卸。保溫毯可選用如普通型硅酸鋁陶瓷纖維毯，集耐火、隔熱、保溫于一體，具有低導(dǎo)熱率,低熱容量，不含任何結(jié)合劑，且在中性、氧化氣氛下長期使用時(shí)仍能保持良好的抗拉強(qiáng)度、韌性和纖維結(jié)構(gòu)，這種保溫毯耐溫達(dá)950～1400℃，適合在熱處理爐中的環(huán)縫焊后熱處理溫度下使用。

作為優(yōu)選，所述的水室環(huán)縫熱處理裝爐時(shí)，在焊接環(huán)縫中心設(shè)置熱電偶裝置。為了及時(shí)掌握退火溫度，設(shè)置熱電偶，焊接環(huán)縫中心是主要監(jiān)測對象。

作為優(yōu)選，所述的水室環(huán)縫熱處理裝爐時(shí)，在管子內(nèi)孔中設(shè)有熱電偶裝置，熱電偶裝置伸入管內(nèi)長度大于等于40mm。熱電偶裝置位于管子管板脹接區(qū)域，用于檢測該區(qū)溫度，即檢測不銹鋼U型管的溫度。

作為優(yōu)選，所述的環(huán)縫焊后熱處理在熱處理爐中進(jìn)行。各檢測點(diǎn)的熱電偶通過爐門上的導(dǎo)出孔輸?shù)娇刂剖一虿僮髋_。