CN108220572A - 奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法及其装置，液压手动平车将不锈钢管片弯头送入电加热炉内进行加热、均热、保温，在保温后再通过液压手动平车快速将不锈钢管片远离电加热炉，经过冷却风扇吹风达到快速冷却，本发明通过变形温度、变形量的控制，使得奥氏体不锈钢均匀再结晶，消除了不锈钢管冷加工中产生的残余应力，防止因应力腐蚀和晶间腐蚀产生弯头断裂，控制简单、工序步骤短，能大幅度提高晶粒细化的效率，在一根管片上连续弯头，且对管片上弯头同时固溶处理，避免将弯头单独固溶再与管片焊接而造成工作量大、探伤成本高、焊接变形难控制。

Description

奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及固溶处理方法及其装置，更具体一点说，涉及奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法及其装置。

背景技术

锅炉行业中的管片、管屏两端同时存在大量的U型弯头，U型弯头的质量关乎整个锅炉的正常运行，目前对U型弯头的处理方式主要采用固溶处理，固溶处理又具体划分为炉式加热处理、高频感应处理、电加热处理，就目前而言对U型弯头的处理方式基本采用炉式加热处理，该方法单独对若干个U型弯头在热处理炉中固溶处理好，再与直管对接焊接组成管片，这一方法优点是可有效的避免敏化温度区，但制造过程复杂，管片制作需采用手工制造，焊接工作量大，探伤成本高，且管片焊接变形较难控制，对于高频感应处理，其装置投资成本大，固溶处理时装夹精度要求高，高频加热处理易存在击穿管子的风险，对于电加热处理，其是利用不锈钢管具有较高的电阻率特点进行设计的，但电加热目前市场上并无专门的电源，操作上还没有稳定成形的配套装置。

奥氏体不锈钢具有很高的热强性、抗氧化性、抗腐蚀性，还具有很好的焊接性能，所以用它制作、再热器管片可提高锅炉的蒸汽温度和金属表面温度，但奥氏体不锈钢在冷加工成型后，晶体内部结构发生变化，在设计温度和成型应变量超过限制范围时，对于晶间腐蚀和应力腐蚀均具有敏感性，当工件处在一定的腐蚀介质中承受应力时，弯头处应力腐蚀敏感性大为增加，极易产生应力腐蚀裂纹，给锅炉运行造成严重影响，为避免这种情况，国内大多数锅炉生产厂家，用奥氏体不锈钢生产的不锈钢管，经冷弯成形后，均进行1050℃～1100℃的固溶处理，以达到修复晶体内部结构的目的，消除冷加工后过程中产生的残余应力，防止因应力腐蚀和晶间腐蚀产生弯头断裂，但是其容易引起过热，造成组织粗大，出现铁素体组织。

发明内容

为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有生产效率高、成本低、质量稳定、制作简单等技术特点的奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法。

本发明的另一目的在于提供上述奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法，该制备方法包括如下制备步骤：

步骤1：将不锈钢管片弯曲制成多个连续的弯头；

步骤2：将不锈钢管片上弯头定位固定，并同时对多个连续的弯头进行一级加热、二级加热、均热，所述一级加热、二级加热、均热连续进行，且在均热后进行保温；所述一级加热是将管片快速加热至425℃，所述二级加热是以3-4℃ /min的速率加热到1095-1150℃，保温≥15min；

步骤3：将保温后的不锈钢管片以25-35℃/min的速率快速冷却至室温，获得固溶处理后的奥氏体不锈钢管片，所述冷却采用风冷，所述风冷的吹风方向自下而上，且布风均匀。

本发明奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，包括加热部、送风部、移动部，所述移动部上设置有若干个固定卡块以承载并固定带有多个连续弯头的不锈钢管片，所述送风部设置在移动部下方，所述加热部上开设有可开合的送料口以使不锈钢管片上弯头进入加热部内加热处理，所述加热部包括依次电连接的温度感应模块、时间计时模块、控制模块，所述温度感应模块、时间计时模块将信息反馈给控制模块，所述控制模块控制加热部进行加热或停止加热。

作为一种改进，所述加热部为电加热炉，所述送风部包括至少两台以上风向、风速可调整的冷却风扇，所述移动部为液压手动平车，所述液压手动平车由电机驱动，所述控制模块与电机无线连接以控制液压手动平车快速启动、停止。

作为一种改进，所述固定卡块设置在液压手动平车上表面，且固定卡块之间等间距设置。

作为一种改进，所述电加热炉由上下两部分组成，上部分设有电动葫芦提升以使不锈钢管片在高温下快速平稳拖出。

有益效果：通过变形温度、变形量的控制，使得奥氏体不锈钢均匀再结晶，消除了不锈钢管冷加工中产生的残余应力，防止因应力腐蚀和晶间腐蚀产生弯头断裂；避免引起过热而造成组织粗大以及铁素体组织出现；控制简单、工序步骤短，能大幅度提高晶粒细化的效率；可以避免奥氏体不锈钢碳化物固溶处理后再析出；装置结构简单，易控制操作，可以及时使管片脱离电加热炉；液压手动平车自动启停，解放员工双手，提高工作效率；在一根管片上连续弯头，且对管片上弯头同时固溶处理，避免将弯头单独固溶再与管片焊接而造成工作量大、探伤成本高、焊接变形难控制。

附图说明

图1是本发明装置侧视图。

图2是本发明装置俯视图。

图中：1-加热部；2-送风部；3-移动部；4-冷却风扇；5-送料口。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

对于奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法，具体实施方式如下：

实施例1

本发明奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法，该制备方法包括如下制备步骤：

步骤1：将不锈钢管片弯曲制成多个连续的弯头；

步骤2：将不锈钢管片上弯头定位固定以避免加热弯头变形，然后同时对多个连续的弯头进行一级加热、二级加热、均热，一级加热、二级加热、均热连续进行，且在均热后进行保温，一级加热是将管片快速加热至425℃，二级加热是以3℃/min的速率加热到1095℃，保温≥15min；

步骤3：将保温后的不锈钢管片以25℃/min的速率快速冷却至室温，获得固溶处理后的奥氏体不锈钢管片，所述冷却采用风冷，所述风冷的吹风方向自下而上，且布风均匀。

实施例2

本发明奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法，该制备方法包括如下制备步骤：

步骤1：将不锈钢管片弯曲制成多个连续的弯头；

步骤2：将不锈钢管片上弯头定位固定以避免加热弯头变形，然后同时对多个连续的弯头进行一级加热、二级加热、均热，一级加热、二级加热、均热连续进行，且在均热后进行保温；所述一级加热是将管片快速加热至425℃，所述二级加热是以3.5℃/min的速率加热到1122℃，保温≥15min；

步骤3：将保温后的不锈钢管片以30℃/min的速率快速冷却至室温，获得固溶处理后的奥氏体不锈钢管片，所述冷却采用风冷，所述风冷的吹风方向自下而上，且布风均匀。

实施例3

本发明奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法，该制备方法包括如下制备步骤：

步骤1：将不锈钢管片弯曲制成多个连续的弯头；

步骤2：将不锈钢管片上弯头定位固定以避免加热弯头变形，然后同时对多个连续的弯头进行一级加热、二级加热、均热，一级加热、二级加热、均热连续进行，且在均热后进行保温；所述一级加热是将管片快速加热至425℃，所述二级加热是以4℃/min的速率加热到1150℃，保温≥15min；

步骤3：将保温后的不锈钢管片以35℃/min的速率快速冷却至室温，获得固溶处理后的奥氏体不锈钢管片，冷却采用风冷，风冷的吹风方向自下而上，且布风均匀。

对于奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，具体实施方式如下：

如图1-2所示为奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置的具体实施例，该实施例奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，包括加热部1、送风部2、移动部3，所述移动部3上设置有若干个固定卡块以承载并固定带有多个连续弯头的不锈钢管片，所述送风部2设置在移动部3下方，所述加热部1上开设有可开合的送料口5以使不锈钢管片上弯头进入加热部1内加热处理，所述加热部 1包括依次电连接的温度感应模块、时间计时模块、控制模块，所述温度感应模块、时间计时模块将信息反馈给控制模块，所述控制模块控制加热部1进行加热或停止加热；

本发明奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，包括加热部1、送风部2、移动部3，在移动部1上焊接有若干个固定卡块以承载并固定带有多个连续弯头的不锈钢管片，通过固定卡件控制不锈钢管片弯头变形，送风部2设置在移动部3下方用于吹出冷却风，在加热部1上开设有可开合的送料口5，通过送料口 5将不锈钢管片弯头全部伸入加热部1内进行加热处理加热部1包括依次电连接的温度感应模块、时间计时模块、控制模块，固溶处理时，温度感应模块感应各个级别的温度变化，时间计时模块用于记录保温以及加热时间，最终，温度感应模块、时间计时模将信息反馈给控制模块，控制模块处理分析信息并控制加热部1进行加热或停止加热。

作为一种改进的实施例，所述加热部1为电加热炉，所述送风部2包括至少两台以上风向、风速可调整的冷却风扇6，所述移动部3为液压手动平车，所述液压手动平车由电机驱动，所述控制模块与电机无线连接以控制液压手动平车快速启动、停止；如图1-2所示，加热部1为电加热炉，送风部2包括少两台以上风向、风速可调整的冷却风扇6，冷却速率可控，满足固溶处理后的性能要求，冷却风扇6具有大功率风扇、抗高温特点，移动部3为液压手动平车，液压手动平车由电机驱动，控制模块与电机无线连接以控制液压手动平车启动、停止，固溶处理前，先将不锈钢管片放置在液压手动平车上，不锈钢管片放置可以采用机械手或人工放置，通过液压手动平车的液压装置调节好管片与送料口5的水平高度，然后控制模块控制电机启动，电机带动液压手动平车往电加热炉进料口运动，当放置在液压手动平车上的管片端部从进料口进入电加热炉后，控制模块控制电机停止，当管片端部在电加热炉中加热处理完毕后，控制器控制电机反向转动，电机带动液压手动平车快速远离电加热炉，冷却风扇6 启动，吹风自下而上对热处理后的不锈钢管片弯头快速吹风使之冷却，冷却风扇6数量可以根据需求进行增减，冷却风扇6设置位置可以根据需求改变，本发明优选将冷却风扇6设置在液压手动平车下方，也可以液压手动平车关闭电机，采用人工移动，确保平车快速平稳启动、停止，操作过程中不锈钢管片平整出炉、快速吹风冷却完成固溶处理，冷却方式采用自下而上，均匀、高效。

作为一种改进的实施例，所述固定卡块设置在液压手动平车上表面，且固定卡块之间等间距设置；固定卡块设置在液压手动平车上表面，且固定卡块之间等间距设置，通过固定卡块设置使得管片放置在液压手动平车均匀，便于后期管片受热均匀，避免弯头变形。

作为一种改进的实施例，所述电加热炉由上下两部分组成，上部分设有电动葫芦提升以使不锈钢管片在高温下快速平稳拖出；电加热炉由上下两部分组成，下部分为加热区域，上部分设有电动葫芦提升以使不锈钢管片在高温下快速平稳拖出，结构简单、操作方便，可以避免不锈钢弯头变形。

最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理方法，其特征在于，该制备方法包括如下制备步骤：

步骤1)：将不锈钢管片弯曲制成多个连续的弯头；

步骤2)：将不锈钢管片上弯头定位固定，并同时对多个连续的弯头进行一级加热、二级加热、均热，所述一级加热、二级加热、均热连续进行，且在均热后进行保温；所述一级加热是将管片快速加热至425℃，所述二级加热是以3-4℃/min的速率加热到1095-1150℃，保温≥15min；

步骤3)：将保温后的不锈钢管片以25-35℃/min的速率快速冷却至室温，获得固溶处理后的奥氏体不锈钢管片，所述冷却采用风冷，所述风冷的吹风方向自下而上，且布风均匀。

2.奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，其特征在于，包括加热部(1)、送风部(2)、移动部(3)，所述移动部(3)上设置有若干个固定卡块以承载并固定带有多个连续弯头的不锈钢管片，所述送风部(2)设置在移动部(3)下方，所述加热部(1)上开设有可开合的送料口(5)以使不锈钢管片上弯头进入加热部(1)内加热处理，所述加热部(1)包括依次电连接的温度感应模块、时间计时模块、控制模块，所述温度感应模块、时间计时模块将信息反馈给控制模块，所述控制模块控制加热部(1)进行加热或停止加热。

3.根据权利要求2所述的奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，其特征在于，所述加热部(1)为电加热炉，所述送风部(2)包括至少两台以上风向、风速可调整的冷却风扇(4)，所述移动部(3)为液压手动平车，所述液压手动平车由电机驱动，所述控制模块与电机无线连接以控制液压手动平车快速启动、停止。

4.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，其特征在于，所述固定卡块设置在液压手动平车上表面，且固定卡块之间等间距设置。

5.根据权利要求3所述的奥氏体不锈钢管片弯头局部固溶处理装置，其特征在于，所述电加热炉由上下两部分组成，上部分设有电动葫芦提升以使不锈钢管片在高温下快速平稳拖出。