[發(fā)明專利]在役電站用聯(lián)邦德國EBVst45.8/III鍋爐鋼管的延壽措施

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 90107754.2
• 申請日: 1990-09-19
• 公開（公告）號: CN1020117C
• 公開（公告）日: 1993-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 孫忠孝;梁鋒
• 申請（專利權）人: 能源部西安熱工研究所
• 主分類號: C21D9/14
• 分類號: C21D9/14
• 代理公司: 三友專利事務所
• 代理人: 楊佩璋

本發(fā)明方法涉及鋼的熱處理方法，特別涉及在役聯(lián)邦德國EBVst45.8/Ⅲ鍋爐鋼管延壽的熱處理方法。

st45.8/Ⅲ鍋爐鋼管是聯(lián)邦德國Eschwellet????Bergwerks-Verein冶金廠（簡稱EBV）的產品，根據合同，我國從1979～1983年進口總量達1000余噸，分別在我國十一個電站中使用，這批進口管材已造成四個電廠發(fā)生爆破、泄漏和裂紋等事故，特別是1988年10月唐山發(fā)電總廠5號爐的供水分配管的彎頭在運行中發(fā)生了爆炸事故，造成很大損失，因此，這批進口管材的使用嚴重威脅著我國十一個電廠的十四臺大型鍋爐的安全。由于以前沒有出現過這種情況，因此，未發(fā)現對正在股役的鍋爐鋼管所采取的延壽措施報導。

本發(fā)明目的在于：提供一種不需割管，對在役聯(lián)邦德國EBVst45.8/Ⅲ鍋爐鋼管采取的簡便延壽措施，以解除由于該項進口管材質量和工藝問題引起的對電廠安全所致的威脅。

本發(fā)明目的是這樣達到的：按照金屬學和金屬強度原理，以硬度作為檢驗及監(jiān)測手段，以退火熱處理消除鋼管彎頭脆化現象，從而使該批鍋爐鋼管延長使用壽命。

以下結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

其中，附圖1是不同狀態(tài)下室溫強度變化曲線;附圖2是不同狀態(tài)下350℃強度變化曲線;附圖3是不同狀態(tài)下延伸率δ值的變化曲線;附圖4是不同狀態(tài)下面積收縮率ψ值的變化曲線;附圖5是不同狀態(tài)下室溫橫向、縱向沖擊韌性變化曲線;附圖6是不同狀態(tài)下350℃橫向、縱向沖擊韌性變化曲線;附圖7是不同狀態(tài)下室溫硬度變化曲線。對爆管和熱處理后的管材全部進行了金相分析和電子顯微鏡觀察。

在唐山發(fā)電總廠的5號爐上共裝配120余噸的EBVst45.8/Ⅲ鋼管，該爐供水分配管共有44個彎頭。該廠供水分配管材EBVst45.8/Ⅲ鋼的化學成分和機械性能檢驗結果如下：

唐山發(fā)電總廠5號爐的供水分配管的主爆口是在彎頭部位，其斷口是脆性平斷口，內表面有拉傷直道，外表面有重皮和發(fā)紋等，缺陷嚴重。由于制造質量不好，引起裂紋發(fā)生，在啟停爐時又促使裂紋擴展，這是引起爆破的原因之一;管材冶金質量差，N、O元素含量超標，含酸溶Al量極低，非金屬夾雜物大量存在，因此，強度和硬度高，沖擊韌性塑性很低，呈脆化狀態(tài)（見表1和表2），這些都是發(fā)生脆化斷裂的基本條件;按照GB2106-80標準的要求，采用夏比V型試樣系列沖擊試驗法，在鋼管彎頭部位取樣測得脆性轉折溫度（FATT）為125℃，金相組織中晶粒度不均勻，達到5～8級，有組織偏析和魏氏組織，因此，能導致低應力爆破。

從以上實驗結果可知，爆管彎頭部位的脆性轉折溫度（FATT）高達125℃，魏氏組織存在，沖擊值aK值下降顯著。從資料（金屬學編寫組編的《金屬學》，上海人民出版社，第21頁，1977年3月出版）介紹：“過熱的低碳鋼在較高冷速下容易產生魏氏組織，它的出現是由于終軋溫度在Ar3點以上，從而造成冷速加快所致，而隨后又不進行正火處理”，實驗也證實，將爆管加熱到900℃，正火一小時，其晶粒度細化，魏氏組織消除，珠光體恢復片狀形態(tài)。可見，由于脆性轉折溫度高，魏氏組織存在，顯微組織中的鐵素體和珠光體沿加工變形方向成層狀平行交底的條帶組織，它們都加大了管材的脆化趨勢，使其塑性與韌性大大降低，硬度也不均勻，因此，可導致低應力爆破。由以上分析，可以推測西德EBVst45.8/Ⅲ鋼管的終軋溫度在950℃以上。又從資料（周惠久、黃明志主編的《金屬材料強度學》，科學出版社出版，第221頁，1989年3月出版）可見，用降低終軋溫度的方法來降低鋼材的脆性轉折溫度。因此，爆破彎頭的脆性轉折溫度高，就是由于終軋溫度高，又未進行正火所致。

此外，還有應變時效脆化問題，EBVst45.8/Ⅲ鋼屬于低碳鋼，由于其冶金歷史緣故，含N、O量高，含酸溶Al極低，從而足以使N、C原子向變形后的位錯堆上聚集，使其位錯釘扎力加強，可動位錯大大減少。如資料（李俊林等編著《鍋爐用鋼及焊接》黑龍江出版社，156頁，1988年11月出版）指出：“冷彎變形程度增大，時效愈加明顯，當大于10%變形量時時效雖不再增加，但可使aK值降低到原始狀態(tài)的10～15%，使鋼完全變脆”。唐山發(fā)電總廠所用EBVst45.8/Ⅲ鋼管是由哈爾濱鍋爐廠進行冷彎加工的，其變形量達14%以上，因此，足以引起應變時效。實驗證明，EBVst45.8/Ⅲ鋼存在應變時效是明顯的，由于應變時效脆化的存在，使得這些鋼中容許裂紋尺寸減小，易于發(fā)生脆性破裂。