[发明专利]火电厂A335P92钢的中频弯管工艺

说明书

技术领域

本发明涉及火电厂发电机组管件的中频感应弯管工艺，尤其是涉及在超临界发电机组中，使用A335P92钢的弯管工艺技术，以便研制出满足P92钢材料使用性能和质量要求的电站用A335P92钢弯管。

背景技术

我国能源结构的特点决定了我国电力工业的发展主要依赖火电机组，而发展大型超超临界机组是火电机组发展的必然选择。开发和应用热强性、抗氧化性能更好的耐热合金钢是发展高效率超超临界火力发电机组的关键技术之一。新型耐热合金高温高压管道用钢的开发和应用在电站建设中始终发挥着重要作用。50多年来，含2.25％Cr-1％Mo的合金钢(如A335P22、10CrMo910、STBA24-STPA24等)已经在全球许多超高压和亚临界电厂中得到较好的应用。

随着机组容量的增加和参数的提高，促进了更高强度钢的开发。欧洲在上个世纪60年代初期，开发了两种蠕变断裂强度较高的钢材，他们分别是法国和比利时的EM12(含9％Cr-2％Mo，且加入少量的V和Nb)、德国的X20CrMoV12-1(12％Cr-1％Mo，且加入少量的V)。后者在我国江油电厂、达拉特电厂、台州电厂的主蒸汽管道系统中得到应用，但是焊接有一定的难度。紧接着是美国开发的改良9％Cr钢，后来发展到欧洲和日本。这种等级的钢材叫T/P91，这种材料从上个世纪90年代开始在世界范围内得到成功的应用。如今，EM12和X20CrMoV12-1在很多领域被T/P91所取代。在蒸汽参数更高，如温度超过600℃、压力超过25bar，要求主蒸汽和再热蒸汽管道具有更高的抗拉强度、抗高温蠕变和抗氧化等性能，T/P91材料的使用受到限制，T/P92材料应运而生。

P92钢是加入1.75％钨，钼含量降到0.5％，用钒、铌元素微合金化并控制硼和氮元素含量的铁素体钢(9％铬，1.75％钨，0.5％钼)钢。P92钢比其它铁素体合金钢具有更高的高温强度和蠕变性能，抗腐蚀性和抗氧化性能等同于其它含9％Cr的铁素体钢。由于它具有较高的蠕变断裂强度，所以它可以减轻锅炉和管道部件的重量，有利于减少厂房结构的承载，减小管道系统对设备的推力。它的抗热疲劳性能好于奥氏体不锈钢。在580～625℃温度范围具有良好的蠕变性能。因此，P92在超超临界机组中得到了较普遍的应用。

目前对采用P92钢的管道弯制、焊接、管件制造、热处理等关键性工程应用技术的研究还处于摸索起步阶段，尚不成熟。因此，要在超超临界机组管道中应用P92钢，就必须尽快掌握P92材料的焊接、弯管、热处理以及管件的设计计算、制造等关键技术，保证超超临界机组建设的顺利进行和长期安全运行。

由于P92钢比其它铁素体合金钢具有更高的高温强度和蠕变性能。目前国内超超临界机组普遍采用P92作为主蒸汽管道和再热热段用管道材料。在超超临界机组的管道设计中，采用3-5D大半径中频弯管取代热压弯头可有效减少蒸汽流动的局部阻力，有利于提高机组热效率。因此，研究电站用P92钢的弯管技术十分必要。

对于电站管道的弯制，我国从上世纪七十年代末期开始在弯管机床上采用中频感应加热弯管技术对各种规格的碳钢管、合金钢管、不锈钢管进行弯制，并做热处理。多年的实践证明，该技术成熟可靠。根据对P92材料本身的分析和研究，P92管道的弯制可以继续采用这种技术。关键的技术难点在于：采用的中频弯制和热处理工艺必须使弯管产品既要满足新材料原有各项性能要求，同时避免金相组织产生晶间裂纹、内弧起包、圆度超标和外壁过度减薄等问题。因此，如何制定出合理的弯制工艺参数和热处理参数，重点是加热温度、推进速度的最佳范围以及它们之间的配合关系，是研制当前满足P92钢材料使用性能和质量要求的中频感应弯管工艺技术的关键。

发明内容

本发明的目的是使用中频感应弯管工艺，研制出满足P92钢材料使用性能和质量要求的电站用P92钢弯管。本发明的目的是通过在P92钢中频感应弯管工艺过程中，提出优化的弯制工艺参数范围、冷却方式和热处理参数来实现的。本发明提出一种P92钢中频弯管工艺方法，该弯管工艺使用中频弯管机进行，弯管后热处理在程控燃油热处理炉内进行，所述的中频弯管工艺采用的弯管弯制参数如下：

外壁温度采取900℃-940℃，冷却方式采用强迫空冷，推进速度10-20mm/min；

所述的中频弯管工艺采用的弯管后热处理参数如下：

正火温度：1050℃～1070℃，保温时间：90分钟，冷却方式：空冷；