[发明专利]在役电站用联邦德国EBVst45.8/III锅炉钢管的延寿措施

说明书

本发明方法涉及钢的热处理方法，特别涉及在役联邦德国EBVst45.8/Ⅲ锅炉钢管延寿的热处理方法。

st45.8/Ⅲ锅炉钢管是联邦德国Eschwellet    Bergwerks-Verein冶金厂（简称EBV）的产品，根据合同，我国从1979～1983年进口总量达1000余吨，分别在我国十一个电站中使用，这批进口管材已造成四个电厂发生爆破、泄漏和裂纹等事故，特别是1988年10月唐山发电总厂5号炉的供水分配管的弯头在运行中发生了爆炸事故，造成很大损失，因此，这批进口管材的使用严重威胁着我国十一个电厂的十四台大型锅炉的安全。由于以前没有出现过这种情况，因此，未发现对正在股役的锅炉钢管所采取的延寿措施报导。

本发明目的在于：提供一种不需割管，对在役联邦德国EBVst45.8/Ⅲ锅炉钢管采取的简便延寿措施，以解除由于该项进口管材质量和工艺问题引起的对电厂安全所致的威胁。

本发明目的是这样达到的：按照金属学和金属强度原理，以硬度作为检验及监测手段，以退火热处理消除钢管弯头脆化现象，从而使该批锅炉钢管延长使用寿命。

以下结合附图对本发明进行详细说明。

其中，附图1是不同状态下室温强度变化曲线;附图2是不同状态下350℃强度变化曲线;附图3是不同状态下延伸率δ值的变化曲线;附图4是不同状态下面积收缩率ψ值的变化曲线;附图5是不同状态下室温横向、纵向冲击韧性变化曲线;附图6是不同状态下350℃横向、纵向冲击韧性变化曲线;附图7是不同状态下室温硬度变化曲线。对爆管和热处理后的管材全部进行了金相分析和电子显微镜观察。

在唐山发电总厂的5号炉上共装配120余吨的EBVst45.8/Ⅲ钢管，该炉供水分配管共有44个弯头。该厂供水分配管材EBVst45.8/Ⅲ钢的化学成分和机械性能检验结果如下：

唐山发电总厂5号炉的供水分配管的主爆口是在弯头部位，其断口是脆性平断口，内表面有拉伤直道，外表面有重皮和发纹等，缺陷严重。由于制造质量不好，引起裂纹发生，在启停炉时又促使裂纹扩展，这是引起爆破的原因之一;管材冶金质量差，N、O元素含量超标，含酸溶Al量极低，非金属夹杂物大量存在，因此，强度和硬度高，冲击韧性塑性很低，呈脆化状态（见表1和表2），这些都是发生脆化断裂的基本条件;按照GB2106-80标准的要求，采用夏比V型试样系列冲击试验法，在钢管弯头部位取样测得脆性转折温度（FATT）为125℃，金相组织中晶粒度不均匀，达到5～8级，有组织偏析和魏氏组织，因此，能导致低应力爆破。

从以上实验结果可知，爆管弯头部位的脆性转折温度（FATT）高达125℃，魏氏组织存在，冲击值aK值下降显著。从资料（金属学编写组编的《金属学》，上海人民出版社，第21页，1977年3月出版）介绍：“过热的低碳钢在较高冷速下容易产生魏氏组织，它的出现是由于终轧温度在Ar3点以上，从而造成冷速加快所致，而随后又不进行正火处理”，实验也证实，将爆管加热到900℃，正火一小时，其晶粒度细化，魏氏组织消除，珠光体恢复片状形态。可见，由于脆性转折温度高，魏氏组织存在，显微组织中的铁素体和珠光体沿加工变形方向成层状平行交底的条带组织，它们都加大了管材的脆化趋势，使其塑性与韧性大大降低，硬度也不均匀，因此，可导致低应力爆破。由以上分析，可以推测西德EBVst45.8/Ⅲ钢管的终轧温度在950℃以上。又从资料（周惠久、黄明志主编的《金属材料强度学》，科学出版社出版，第221页，1989年3月出版）可见，用降低终轧温度的方法来降低钢材的脆性转折温度。因此，爆破弯头的脆性转折温度高，就是由于终轧温度高，又未进行正火所致。

此外，还有应变时效脆化问题，EBVst45.8/Ⅲ钢属于低碳钢，由于其冶金历史缘故，含N、O量高，含酸溶Al极低，从而足以使N、C原子向变形后的位错堆上聚集，使其位错钉扎力加强，可动位错大大减少。如资料（李俊林等编著《锅炉用钢及焊接》黑龙江出版社，156页，1988年11月出版）指出：“冷弯变形程度增大，时效愈加明显，当大于10%变形量时时效虽不再增加，但可使aK值降低到原始状态的10～15%，使钢完全变脆”。唐山发电总厂所用EBVst45.8/Ⅲ钢管是由哈尔滨锅炉厂进行冷弯加工的，其变形量达14%以上，因此，足以引起应变时效。实验证明，EBVst45.8/Ⅲ钢存在应变时效是明显的，由于应变时效脆化的存在，使得这些钢中容许裂纹尺寸减小，易于发生脆性破裂。