欢迎光临
我们一直在努力

【中佑热能】国内外电站锅炉蛇形管制造工艺

自80年代引进美国CE公司技术以来,按照ASME法规的要求,在蛇形管制造工艺方面,国内积累了相当的经验,已成功地应用于300及600MW电站锅炉的生产制造,取得了满意的效果。近几年,国内积极参与国内外市场竞争,同其它国家也不断地进行技术交流与合作。需要不断了解、掌握国外一些锅炉制造厂家蛇形管受热面制造工艺的要求和动态。本文简要介绍国外几家公司的蛇形管制造工艺。

1.1 弯管方法

1.1.1冷弯

(1)标准冷弯;

(2)带有芯子的冷弯;

(3)带有轴向推力的冷弯。

1.1.2热弯

(1)普通热弯;

(2)热剂压弯管;

(3)热镦粗热挤压弯管。

冷弯后的热处理与弯管方法无关,只与材料种类和相对弯曲半径R/D有关。

1.2.1碳钢、碳钼钢和铬钼低合金刚管子材料应符合ASME法规第Ⅸ篇P1、P3、P4、P5或相当的材料。

冷弯后进行消除应力热处理的条件如下:如果R/D≥1.75,不需要做消除应力热处理;如果R/D<1.75,按表1进行消除应力热处理。

在制造过程中,假若随后还有消除应力的要求(例如环缝焊后),只要热处理温度相同,可以进行一次最终热处理。

1.2.2铬钼合金钢及奥氏体不锈钢对于X20CrMoV121及DIN17175铬钼合金钢,以及ASME法规第Ⅸ篇P8材料或相当材料,在任何R/D情况下,冷弯后均应按表1进行热处理。

由于弯管尺寸的限制,如薄壁管和小弯曲半径,无法采用冷弯方法的,可以利用热弯来完成。对于各种弯管工艺,以及不同的管子材料,其加热温度和随后的热处理有如下要求:

(1)对于热弯或热镦粗,局部加热应沿着管子圆周方向环向均匀加热。对于热挤压,不允许只加热管子的一个侧面;

(2)温度应在不同的点上进行测量,测量仪器可以采用热电偶、光学测温仪或电子测温仪。

1.3.1普通热弯

(1)加热。不同材料的加热温度见表2。

(2)弯头成形。

(3)热处理。对于不同材料,如果硬度值超过表2中规定的最大值,应进行热处理。

1.3.2热挤压弯管这种加工方法适用于180°弯头,其工序过程如下:

(1)先进行冷弯(180°弯头),冷弯的弯曲半径大于图样最终尺寸,具体参数按制造工艺规程。

(2)加热。不同材料的加热温度见表2

(3)热挤压。

(4)采用热压模最终精整。

(5)热处理。对于不同材料,如果硬度值超过表2规定的最大值,应进行热处理。

3.3热镦粗、弯管并热挤压

这种方法适用于薄壁小弯曲半径的180°弯头,采用先镦粗直管需要弯曲的部分,以局部增加管子壁厚,然后进行弯管。具体工序过程如下:

(1)加热。不同管子材料镦粗温度见表3。

(2)镦粗。加热长度、镦粗长度、模具尺寸等镦粗工艺参数按制造工艺规程。

(3)镦粗区域的硬度检查。正火热处理应符合表3。

(4)冷弯180°弯头。冷弯弯曲半径应大于图样尺寸,工艺参数见相关制造文件。

(5)加热。不同材料加热温度见表2。

(6)热挤压到图样尺寸。

(7)利用热压模最终精整。

(8)热处理。不同材料热处理温度见表2。

1.4 弯管公差

1.4.1圆度圆度按下式计算,

圆度检查适用于冷弯及热弯弯头,热挤压弯头或热镦粗并热挤压弯头除外。测量位置应位于弯头中心以及距离弯头中心两侧15°的位置上。弯头圆度应小于等于10%,或管子实际最大外径小于等于管子名义外径加上2.5mm。

1.4.2畸畸变尺寸用以代替热挤压或热镦粗并热挤压180°弯头的圆度。畸变按下式计算,其值应小于等于15%。

1.4.3内径通球直径的变化可以检测出弯曲区域管子颈部内径尺寸的可接受性,且与弯管方法有关,可按下式确立并圆整到最接近的较小的0.5mm。

(1)冷弯管

D=[O.D-2(t+W)-S×O.D],mm;

(2)热挤压180°弯管

D=[O.D-2(t+W)-S*×O.D-1.6],mm;

(3)热镦粗并热挤压弯管

D=[O.D-2(t+W)-S*×O.D-6.3],mm。

式中D——通球直径;

O.D——管子外径;

t——管子名义壁厚;

W——管子壁厚公差;

S——最大允许圆度;

S*——最大允许畸变。

1.4.4管子壁厚弯头外侧最小壁厚和内侧允许的壁厚按下式计算。

R——弯管半径;

r——直管名义内径,

r=(O.D-2t)/2;

T——管子直段部分最小设计壁厚(管子名义壁厚减去制造公差)。弯头外侧最小实际壁厚不得小于上式数值,否则,弯头便被视为不合格品。

2.1弯管方法

(1)当相对弯曲半径R/D>2.7时,采用冷弯。

(2)当相对弯曲半径1.6<R/D≤2.7时,采用热弯或带有轴向推力的冷弯。

(3)当相对弯曲半径1<R/D≤1.6时,采用热弯加挤压或带有轴向推力的冷弯。

(4)当相对弯曲半径R/D≤1时,采用热弯加挤压。

2.2弯后热处理要求

2.2.1冷弯弯头的热处理

(1)对于P1材料,如果R/D<1.6,应进行热处理。

(2)对于P4、P5材料,如果R/D≤3或管子壁厚大于等于12.5mm,应进行热处理。

2.2.2热弯弯头的热处理对于P4、P5材料,热弯后均应进行热处理。

2.2.3挤压弯头的热处理

(1)当挤压弯头的中心距≥D+10mm,P4、P5材料的挤压弯头应进行热处理。

(2)当挤压弯头的中心距<D+10mm,P1材料的挤压弯头应进行正火热处理,P4、P5材料的挤压弯头应进行正火加回火热处理。

2.2.4消除应力的热处理如果在管子制造过程中,随后的工序中还有消除应力的要求,可以进行一次最终热处理,但热处理温度必须是相同的。

2.3弯头检查

(1)肉眼检查。要求弯头无缺陷、裂纹及划痕等。

(2)壁厚减薄检查。对于开始生产的1000个弯头,抽查2%,其余弯头抽查0.5%。

(3)着色检查。弯管后,应对弯头表面进行着色检查。

(1)冷弯或热弯弯头。其圆度应符合

(2)挤压弯头。其圆度按

100%计算,且应符合表4中数值。

2. 5 减薄率

弯头的减薄率应满足下式的要求 ,

2.6 水压试验

对于省煤器、过热器和再热器,每个部件应进行15min水压试验,压力为最高允许工作压力的1.5倍。

(1)焊接方法主要采用手工电弧焊、钨极气体保护焊、压力焊和闪光焊。

(2)对于P4及P5材料,不允许采用压力焊和闪光焊。

(3)压力焊和闪光焊焊口应做2%~5%的破坏性检查。

(4)对接焊口应进行射线检查。

3.1 弯管加工

(1)管子弯曲应符合ASME法规第Ⅰ卷的要求。

(2)弯管工艺应通过弯管试验验证,并能满足每个弯头的生产要求,弯管工艺主要包括材料种类,管子尺寸系列,最小的弯曲半径等内容。

(3)外径≤102mm的锅炉管弯管后,当管子的相对弯曲半径满足表5需求时,应进行热处理。

T91钢管焊接工作完成后,当R/D≥3时,只需做消除应力热处理。外径≤102mm锅炉管管子压力加工(镦粗、缩口、挤压和精整)后的热处理应符合表6的规定。

3.2 切断和坡口准备

(1)所有材料可以通过机加、磨削或热切割的方法切断成型和焊接坡口准备。但对于不锈钢和9Cr钢材料,只能采用等离子气割或机加方法来切断和加工坡口。

(2)焊接坡口的形状和尺寸应进行检查,并符合相关的制造图样。

(1)所有的焊接工作均应符合焊接工艺规程(WPS)。

(2)焊工应符合ASME法规第Ⅸ篇的要求。

(3)制造厂有应有一个良好的焊材控制系统,该系统应包括贮存、干燥、发放和焊材鉴定等内容。

(4)受压部件焊后热处理应符合ASME法规第Ⅰ卷的要求。当组件包括SA213T91材料,焊接后应进行整体热处理。所有的三叉管均应进行焊后热处理。

3.4 水压试验

水压试验压力为设计压力的1.5倍,最低保压时间为30min。

四、国内外蛇形管制造工艺比较

哈尔滨锅炉有限责任公司目前一般R/D>2时采用冷弯,而国外公司采用有芯冷弯或带有轴向顶镦的冷弯,冷弯可达到R/D>1。

4.2 冷弯后的热处理

对于碳钢管冷弯后热处理,国外几家公司的技术要求比较松,而哈尔滨锅炉有限责任公司冷弯后的热处理要求相对较严。

4.3 薄壁小半径弯头

对薄壁小半径弯头的生产,意大利公司采用先将弯头区域局部镦粗,以增加管子壁厚,再挤压精整的新工艺,值得在今后的工作中学习、借鉴。

4.4 热弯后的热处理

多数公司按R/D的要求,也有个别的公司按热弯后弯头表面硬度值做为是否热处理的衡量标准。

4.5 水压试验的保压时间

国外公司一般要求的时间比较长,大部分在15~30min左右,国内水压保压时间一般仅为10~20s。

4.6 弯头的检查

圆度、减薄率、通球内径的计算公式,国外几家公司有自己不同的方法,要注意分析、区别。

编辑: 春 昱  文章来源《中国知网》

赞(64)
分享到: 更多

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址