Способ восстановительной термической обработки металлов полых элементов энергооборудования

 

Изобретение относится к термической обработке энергооборудования для восстановления механических свойств металла, ухудшившихся е результате длительной эксплуатации . Цель изобретения - повышение качества восстановления и расширение технологических возможностей способа. Способ предусматривает нормализацию полых элементов энергооборудования, проводимую нагретым в соседнем котле воздухом с последующим отпуском. При этом воздух подают во внутренние полости элементов, начиная с металла, который требует более высокой температуры. Для уменьшения тепловых потерь воздух из последнего по ходу обработки элемента подают в горелки котла . Для повышения твердости и коррозионной стойкости после отпуска проводят дополнительное азотирование. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

CO/03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s С 21 D 9/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я (Щ

1О

jM (21) 4695692/02 (22) 29.05.89 (46) 23.09.91. Бюл. ¹ 35 (71) Южный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Дзержинского (72) А.А.Мадоян, В.Г.Канцедалов, Г.М.Янукян. Ю.Н.Наумов и Г.П.Берлявский (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №128889, кл. С 21 D 9/08. 1960. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ

ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

tlOJlblX ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ (57) Изобретение относится к термической обработке энергооборудования для восстаИзобретение относится к термической обработке энергоборудования для восстановления механических свойств металла, ухудшившихся в результате длительной эксплуатации.

Целью изобретения является повышение качества восстановления и расширение технологических возможностей способа.

Использование в качестве греющего агента воздуха. нагретого в котле соседнего энергоблока, позволяет получить температуру, необходимую для нормализации и отпуска жаропрочных сталей, используемых в тепломеханическом оборудовании энергоблоков. Температура воздуха в топочной камере котла может достигать 1100-1200 С.

Нагрев до указанных температур в известном способе приводит к наводороживанию, под действием топочных газов— механические свойства снижаются на продольных образцах до vв = 38 кгс/мм, на

„„5Q 1678862 А1 новления механических свойств металла, ухудшившихся в результате длительной эксплуатации. Цель изобретения — повышение качества восстановления и расширение технологических возможностей способа. Способ предусматривает нормализацию полых элементов энергооборудования, проводимую нагретым в соседнем котле воздухом с последующим отпуском. При этом воздух подают во внутренние полости элементов, начиная с металла, который требует более высокой температуры. Для уменьшения тепловых потерь воздух из последнего по ходу обработки элемента подают s горелки котла. Для повышения твердости и коррозионной стойкости после отпуска проводят дополнительное азотирование. 2 з,п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. поперечных до 26 кгс/мм; разрушения были хрупкими, без образования шейки и значительной деформации.

Последовательная подача горячего воздуха, начиная с элемента, металл которого требует более высокую температуру, к элементам с низкой температурой термовосстановительной обработки позволяет рационально использовать тепло горячего воздуха и сократить расходы последнего.

Отвод горячего воздуха с последнего по ходу обработки элемента к горелкам котла позволяет получить дополнительный эффект в экономии топлива эксплуатируемого соседнего котла за счет более полного сгорания топлива.

Использование горячего состояния элемента энергооборудования после термообработки с подачей подогретого до нужной температуры азота в полость элемента позволяет одновременно получить большую

I678862

30

50

55 твердость и коррозионную стойкость обрабатываемого элемента оборудования и сократить затраты на проведение подготовительных и монтажных работ.

На чертеже показана принципиальная схема системы, поясняющая способ.

Система термовосстановительной обработки металла полых элементов энергоблока включает в себя действующий соседний котел 1 находящийся рядом с котлом компрессор 2 сжатого воздуха, воздухозаборное устройство 3, расположенное в наиболее горячей зоне топочной камеры 4 котла 1, трубопровод 5, соединяющий компресс 2 с воздухозаборным устройством 3, отводящий трубопровод 6, снабженный трехходовым вентилем 7 и расходомерной шайбой 8, приемное стабилизирующее устройство 9, расположенное за .пределами котла, стыковочные узлы 10 с вентилем 11 для подвода и отвода горячего воздуха к элементу, первый полый элемент 12 оборудования энергоблока, подвергаемый восстановительной термообработке, второй полый элемент 13, подвергаемый восстановительной термообработке, замыкающие трубопроводы 14 и 15, датчики 16 температуры, прибор 17 регистрации температуры, емкость 18 с диссоциированным аммиаком, трубопровод-змеевик 19 для подвода диссоциированного аммиака к термообрабатываемому полому элементу оборудования энергоблока, снабженный расходомерной шайбой 8, трубопровода 20 для дополнительной подпитки с расходомерной шайбой

8 и трубопровода 21 с вентилем 11 и расходомерной шайбой 8 для сброса излишков массы горячего воздуха.

Способ реализуется следующим образом.

Перед проведением восстановительной термической обработки (BTO) полых элементов энергоблока, последний должен быть остановлен, расхоложен и подготовлен к проведению ВТО, Далее сжатый воздух от компресса 2 через трубопровод 5 поступает в воздухозаборное устройство 3, представляющее собой емкость. В воздухозаборном устройстве воздух нагревается до максимально возможных значений температур (1100-1200 C) Из воздухозаборного устройства 3 горячий водух через отводящий трубопровод 6, снабженный трехходовым вентилем 7 и расходомерной шайбой 8, поступает в приемное стабилизирующее устройство 9, которое расположено за пределами котла. В стабилизирующем устройстве

9 производится выравнивание температуры воздуха до нужного значения для проведения нормализации или отпуска металла обрабатываемого полого элемента оборудования. После чего воздух с заданной температурой подается в полости обрабатываемых элементов. При этом учитывается последовательность подачи горячего воздуха в полости обрабатываемых элементов (в порядке нисходящих значений температур).

Из последнего полого элемента оборудования, по ходу обработки, горячий воздух трубопроводом 14 подается в горелки котла, а после завершения процесса восстановительной термообработки всех элементов оборудования горячий воздух напрямую из воздухозаборного устройства подается в горелки котла при помощи трехходового вентиля 7 и трубопровода 15.

При неравенстве объемов полостей предыдущего и последующего обрабатываемых элементов для согласования используются трубопроводы 21 или 20, снабженные расходомерными шайбами 9. При этом, трубопровод 21 служит для сброса излишков массы горячего воздуха, а трубопровод 20— для дополнительной подпитки при нехватке воздуха.

Число стабилизирующих устройств равно числу одновременно обрабатываемых полых элементов из-за различных температурных режимов термоабработки для каждой марки стали, из которых выполнены искомые элементы оборудования. Ставятся они перед каждым обрабатываемым элементом, 35 При наличии в полости обрабатываемоro элемента более двух отверстий (как, например, в барабане) все остальные заглушаются. Выбор оставляемых отверстий определяется только технологическими соображениями (удобства монтажа).

Для обеспечения соединения стабилизирующих устройств 9 с полостями обрабатываемых элементов служат стыковочные узлы 10 для подвода и отвода горячего воздуха, Температуры воздуха в стабилизирующем устройстве 9 и металла обрабатывемых элементов контролируются регистрирующим прибором 17 с помощью датчиков 16.

Расход горячего воздуха регулируется расходомерной шайбой 8, После завершения процесса отпуска в полости обрабатываемых элементов энергоблока подается из емкости 18 диссоциированный аммиак, подогретый частично за сет прохождения через трубопровод-змеевик 19. Азотирование производится при

500 — 600 С. Такую температуру металла имеют после отпуска элемента энергоблока с самой низкой температурой обработки в технологической цепочке комплексного вос1678862

„ ) т, у,- И

I литании, С а ьа! у!арли стали

60-;80

60- 180

60-!80

720-750

740-760

720-750

1030-1060

1020 1050

980-1020

15Х1Н1рЛ

I5XIHIC> !

2Х1ЧР

Корпуса турбин

Паропроволы

30-40

30-40

Трубы пааераностеА нагрева, паропроволы

670-690 ЬО-!80

30-40

950-980

930-950

920-930

12НХ, 15ХН

Паропровопы

Барабаны аотлоа

Барабаны иотлов

600

830-680

650-700

100

22К

600

100

16 BIH становления ряда элементов энергооборудования. Время азотирования 60 — 180 мин.

Режимы термообработки (нормализации и отпуска) для восстановления свойств сталей, используемых для изготовления тепломеханического оборудования тепловых электростанций, приведены в таблице.

В известном способе проводится только нормализация металла пароперегревательных труб, в то время как проведение термообработки по циклу нормализация и отпуск гарантирует высокое качество и стабильность восстановленных свойств за счет достижения при отпуск оптимального сочетания прочностных, пластических и вязких свойств металла, а также снятия внутренних напряжений.

Предлагаемым способом можно обрабатывать широкий класс полых элементов, имеющих большие габариты, например барабаны, в то время как известным способом — трубы пароперегревателей, вследствие чего расширяются технологические возможности способа, Формула изобретения

1, Способ восстановительной термообработки металлов полых элементов энергооборудования, преимущественно содержащего несколько нагревательных котлов, включающий нагрев газа до температуры нормализации в котле, подачу газа на по5 верхность полых элементов. выдержку при температуре нормализации и охлаждение, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества восстановления и расширения технологических возможностей, 10 нагрев газа проводят в соседнем котле, в качестве газа используют воздух, подачу которого осуществляют на внутренние поверхности, начиная с элемента, металл которого требует более высокой температу15 ры термообработки, а после охлаждения, проводят отпуск.

2. Способ по п1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сжигания топлива и сокращения затрат на

20 эксплуатацию соседних энергоблоков, воздух из последнего по ходу обработки элемента подают в горелки котла.

3. Способпоп1,отл ича ющийся тем, что, с целью повышения твердости и

25 коррозионной стойкости, после отпуска проводят дополнительное азотирование, 16788б2

Составитель Е, Носырева

Техред M.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор Н, Гулько

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгоро, .Г жгород, ул. агарина, 101

Заказ 3184 Тираж379 Подписное

ВНИИПИ Го

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5