[发明专利]一种高参数超超临界火电机组用不锈钢管及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢管及其制造工艺，具体的说是一种高参数超超临界火电机组用不锈钢管及其制造工艺。

背景技术

大容量、高参数的超超临界火力发电机组可以提高燃煤效率，降低环境污染，是当前国际上火电机组的发展方向。2011年最新规划表明，我国十二五期间超超临界机组的蒸汽参数将突破达650℃/650℃，至2020年将达700℃，2020年新增装机容量4亿千瓦。随着火电机组参数的提高，机组用管材的要求也相应提高。而且钢管产品形状复杂、尺寸精度和表面质量要求高，弯头壁厚控制严格，制造难度大。目前超超临界火电机组用新材料及其制造技术是动力装备制造业的瓶颈，得到了世界各国的高度重视，也成为研究开发的目标内容和技术秘密。

我国已成为钢管生产和消费大国，但装备水平和产品质量与先进发达国家有较大差距，尤其是电站装备用管的技术含量高，制造难度大，长期以来，一直由国外公司所垄断，主要有日本的住友、法国的V&M、德国的本特勒及美国的普利茅斯等，我国基本上依赖进口。昂贵的原材料和配套进口费用，将很大程度上制约我国电火电机组的竞争力，甚至影响整个行业的健康发展。

现有技术中，由于成分及工艺的不合理，从而导致火电机组用不锈钢管抗氧化性能差，抗拉强度和高屈服强度不高，表面粗糙度较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

如何保证火电机组用不锈钢管具有突出的抗氧化性能，形成致密的氧化膜；

如何使保证火电机组用不锈钢管具有高抗拉强度和高屈服强度；

如何保证火电机组用不锈钢管具有较小的表面粗糙度。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种高参数超超临界火电机组用不锈钢管，其组分的质量百分比为：C：0.05-0.10%，Si:0.85-1.0%，Mn:0.8-1.5%，Ni:29.0-32.0%，Cr:15.0-17.0%，Nb：0.35-0.45%，Cu:0.02-0.03%，N:0.01-0.03%，Mo:1.5-2.5%，Al:2.5-3.0%，镧系稀土：3-5%，余量为Fe。

高参数超超临界火电机组用不锈钢管的制造工艺，按以下步骤进行：

㈠将组分和含量符合要原料管通过冷轧设备冷轧至所需管外径和壁厚的中间坯管，管外径误差±0.50mm，壁厚误差±0.25mm；

㈡将步骤㈠所得中间坯管进行热处理，温度为1200-1250℃，时间为10-15min，之后冷却至室温；

㈢将步骤㈡热处理后的中间坯管通过冷轧设备精轧至所需管外径和壁厚的成品管，管外径误差±0.10mm，壁厚误差±0.10mm；

㈣采用浸泡丙酮的纤维布，并借助高压气枪的压力，压力≥4MP，推进纤维布穿过成品直管内部进行多频次擦拭，进行去油和清洁处理；

㈤采用纯氢保护气体对清洁处理后的成品管进行光亮热处理，热处理温度为1000±10℃，热处理时间为15-20min，之后冷却至室温进行矫直处理；

㈥对将经步骤㈤矫直处理后的成品直管无损检测，检测合格后包装入库。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的高参数超超临界火电机组用不锈钢管，镧系稀土的组分质量百分比为：镧（La）：15-20%，铈(Ce)：22-26%，镨(Pr)：20-25%，钕（Nd）：15-20%，镝(Dy)：10-15%，其余镧系元素：2-6%，以上各组分之和为100%。

本发明通过成分及工艺参数的限定，特别是添加适量的镧系稀土元素，以及纯氢保护气体的光亮热处理工序，可使本发明的火电机组用不锈钢管抗氧化性能非常突出，表面形成致密氧化膜，图1是现有的火电机组用不锈钢管的表面形貌图，图2是本发明的高参数超超临界火电机组用不锈钢管的表面形貌图，对比可以看出，本发明钢管表面形成致密氧化膜。同样，本发明通过成分及工艺参数的限定，不仅使钢管具有较好的抗氧化性能，同时本发明高参数超超临界火电机组用不锈钢管内外表面粗糙度、屈服强度及抗拉强度等都较高，均达到和高于国际标准水平，内外表面粗糙度≤3.0μm，常温下屈服强度≥190MPa，350℃高温屈服强度≥190MPa，抗拉强度≥520MPa，延伸率≥45%；具体性能指标可详细见表1：

表1  本发明与现有产品的性能指标对比

附图说明

图1是现有的火电机组用不锈钢管的表面形貌图。

图2是本发明的高参数超超临界火电机组用不锈钢管的表面形貌图。

具体实施方式