[发明专利]高压加热器水室防不锈钢敏化的热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，尤其是一种高压加热器水室防不锈钢敏化的热处理方法。

背景技术

高压加热器是利用已在汽轮机高、中压缸中做过功的蒸汽来加热锅炉给水，是提高电厂效率的重要电站辅机设备。高压加热器为一种表面式换热器，其最大特点是水侧压力高，制造要求高。它一般为焊接结构，主要是由水室、外壳、厚管板及U型管等组成，特点是管板厚，优点是传热强度高，管束水阻力小，金属耗材相对较小。根据高压加热器规范要求，环缝焊后热处理温度均处于不锈钢的敏化温度范围。如果不采取措施，那么在该保温温度下会使不锈钢晶间贫铬，即硌的碳化物主要在晶间析出，这样势必引起临近区域的聚集扩散，从而造成贫硌，由于贫硌不能抵抗某些介质的腐蚀就形成了晶间腐蚀。

现有技术中对不锈钢焊后热处理采用了一定的方法，如专利公开号为CN102051456A提供了一种空调机不锈钢壳体焊接后热处理工艺，通过在空调机壳体底板上对设定好的加热点进行热处理，它通过将空调壳体底板面按照其所属空调机腔室划分为若干区域，在划分好的各个区域上确定加热点，加热点分布在各个区域的中心位置，包括若干行和若干列，且相邻的两个加热点之间的距离为60～80cm；然后使用氧乙炔火焰对确定的加热点进行加热，加热温度700～800℃，目测观察颜色变为樱红色，加热后形成的加热黑点直径为12～14mm；每处理一个点后立即用水冲洗冷却。这种用水冲洗冷却的方法无法应用于高压加热器不锈钢焊接的热处理中。另外如专利公开号为CN102560065A公开的改善双相不锈钢焊接组织的热处理方法，是在对双相不锈钢焊缝及热影响区进行热处理工艺加热时，在低于并接近双相不锈钢相变温度附近进行电炉加热，同时采用电脉冲加热；这种方法只能对双相不锈钢中，控制铁素体的体积分数及存在形式，可避免在铁素体/奥氏体、铁素体/铁素体晶界析出脆性相，但无法避开敏化温度范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决高压加热器水室环缝焊后热处理中，防止不锈钢管子敏化、以及因管子管板材质不同线膨胀系数差距大所致的胀接质量的问题，提供一种工艺设计合理，确保管子管板胀接区域质量的高压加热器水室防不锈钢敏化的热处理方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高压加热器水室防不锈钢敏化的热处理方法，其特征是在高压加热器水室的外壳、厚管板、U型管上进行，在环缝焊后热处理过程中，采用局部热处理对水室焊缝及热影响区进行退火，在厚管板和U型管侧设置保温毯，阻隔热量直接辐射到不锈钢部件处，避免不锈钢部件温度升高至敏化温度。高压加热器的结构形式和装配工序决定了高压加热器水室环缝焊接只能排列在最后一道工序，该环缝焊后热处理是否有效直接影响整个水室的应力水平，而热处理时不锈钢U型管处温度升高会影响其性能，增加运行时爆管的风险。由于环缝焊后热处理温度为560～600℃，450～800℃温区称为不锈钢的敏化温区，即使含钛或铌的稳定型不锈钢，如果在敏化温区长期停留，仍然有可能发生晶间腐蚀。选择性的局部热处理可以避免没有焊接的不锈钢部件受热损伤，保温毯的设置完全避免了不锈钢部件进入敏化温区，从而确保了管子的各物理化学性能。

作为优选，所述的环缝焊后热处理温度为560～600℃。必须保证环缝焊接处的热处理温度，才能消除焊接硬化、提高材料的力学性能。

作为优选，所述的热处理前，先在U型管孔区域用多层保温毯对不锈钢焊缝区域进行保温区设置。进入热处理炉加热前进行保温毯布置，保温毯以设置在焊缝外表面为主。

作为优选，所述的保温毯采用质软、隔热、阻燃、保温材料制成。可以按产品形状或焊接环缝形状对保温毯进行剪裁，以方便铺设和拆卸。保温毯可选用如普通型硅酸铝陶瓷纤维毯，集耐火、隔热、保温于一体，具有低导热率,低热容量，不含任何结合剂，且在中性、氧化气氛下长期使用时仍能保持良好的抗拉强度、韧性和纤维结构，这种保温毯耐温达950～1400℃，适合在热处理炉中的环缝焊后热处理温度下使用。

作为优选，所述的水室环缝热处理装炉时，在焊接环缝中心设置热电偶装置。为了及时掌握退火温度，设置热电偶，焊接环缝中心是主要监测对象。

作为优选，所述的水室环缝热处理装炉时，在管子内孔中设有热电偶装置，热电偶装置伸入管内长度大于等于40mm。热电偶装置位于管子管板胀接区域，用于检测该区温度，即检测不锈钢U型管的温度。

作为优选，所述的环缝焊后热处理在热处理炉中进行。各检测点的热电偶通过炉门上的导出孔输到控制室或操作台。