[发明专利]一种恢复电站用SA335-P91钢硬度性能的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热处理方法，特别涉及一种可使出现硬度偏低问题的SA335-P91钢的硬度性能恢复的处理方法。

背景技术

20世纪70年代末，美国橡树岭国家实验室在9Cr-1Mo（P9）钢的基础上，加入少量V、Nb，并控制N和微合金化，发展成SA335-P91钢。该钢不仅具有高的抗氧化性能和抗高温蒸汽腐蚀性能，而且还具有良好的冲击韧性和持久塑性及热强性能。该钢还具有优良的导热系数和较小的线膨胀系数。该钢的高温强度优异，在550℃以上，其设计许用应力为T9和2.25Cr-1Mo钢的两倍。与1Cr19Ni9钢相比，其等强(持久强度)温度为625℃，抗氧化和抗蒸汽腐蚀性能与9Cr-1Mo钢相当。在使用温度低于620℃时，该钢的许用应力高于奥氏体不锈钢。随着高参数机组在我国火电机组的迅猛发展，SA335-P91钢被广泛应用于主蒸汽管道、再热蒸汽管道及其旁路、高温联箱。

对于目前在役的亚临界、超临界及超超临界机组，SA335-P91钢的蒸汽管道、联箱等高温设备硬度偏低问题越来越常见。例如国内某火电机组的ASTM A335-P91钢主汽弯头在使用过程中出现硬度下降且低于标准下限的质量问题。经检验硬度大多分布在130HB～160HB之间，不满足DL/T438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》规定的硬度标准范围180HB～250HB；经现场金相复膜检验，其组织均为铁素体和碳化物，仅个别区域存在细小的马氏体，而正常热处理金相组织应为位相明显的回火板条马氏体，因此该组织为非正常的SA335-P91钢组织。该材料继续劣化后，将导致主汽弯头在使用过程中硬度继续下降，继而对机组P91管道的安全运行带来隐患。

目前电站出现SA335-P91钢的蒸汽管道、联箱等高温设备硬度偏低问题后，只能采用制造新的SA335-P91钢设备进行更换，但是这种方式周期长，费用高，低硬度SA335-P91钢高温高压设备的长期使用将给电站安全运行带来重大隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种恢复电站用SA335-P91钢硬度性能的处理方法，采取该方法能够将出现低硬度问题的SA335-P91钢的力学性能和金相组织恢复到标准规定的要求范围以内，延长SA335-P91钢设备的使用寿命，提高电站设备安全运行的经济性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种恢复电站用SA335-P91钢硬度性能的处理方法，其能够将硬度在179HB以下的SA335-P91钢的硬度恢复至180～250HB，所述处理方法包括如下步骤：

（1）、控温正火、强制风冷：将SA335-P91钢随炉以≤250℃/h的升温速度加热至1055℃～1075℃之间，保温70～150分钟后，出炉强制风冷至≤100℃；

（2）、控温回火、自然空冷：将经过步骤（1）的SA335-P91钢随炉以≤200℃/h的升温速度加热至760℃～770℃，保温4～5后，随炉冷却到400℃时，出炉自然空冷。

考虑到降温到100℃以下时马氏体组织才开始转变，而马氏体组织转变需要一段时间。因此，步骤（1）实施完毕后，最好不立刻实施步骤（2），更具体地，步骤（1）实施完毕后，至少间隔2小时，再实施步骤（2）。优选地，步骤（1）实施完毕后，间隔24～36小时后，再实施步骤（2）。

根据本发明，步骤（1）中，升温速度只要不超过250℃/h即可，但从经济上考虑，升温速度不宜过慢。根据本发明一个方面，升温速度优选为50～250℃/h。

根据本发明，步骤（2）中，升温速度只要不超过200℃/h即可，从经济上考虑，升温速度不宜过慢。根据本发明一个方面，升温速度优选为50～200℃/h。

根据本发明，所述SA335-P91钢的厚度可以在45mm～75mm之间。

根据本发明的方法能够将硬度在135～179HB的SA335-P91钢的硬度恢复至180～250HB。经处理方法处理后的SA335-P91钢的金相组织为回火马氏体或回火索氏体。

本发明所述的电站用SA335-P91钢包括SA335-P91钢材本身或由SA335-P91钢制成的钢元件或设备，例如管、三通、弯头、集箱等。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有如下优势：