DD141324A1 - Verfahren zur spannungsreduzierenden waermebehandlung eines zeitstandgeschaedigten bauteiles - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spannungsreduzierenden . Wärmebehandlung eines zeitstandgeschädigten Bauteiles aus einem Wärmekraftwerk zum Zwecke der Lebensdauerverlängerung mit dem Ziel, den Aufwand zu reduzieren und eine weitere Verlängerung der Lebensdauer zu erreichen, indem ortsveränderliche Wärmebehandlungseinheiten eingesetzt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß um das im eingebauten Zustand verbleibende Bauteil abschnittsweise ein oder mehrere Widerstandserwärmungs-Glühgürtel gelegt werden, bei festzulegenden Haltezeiten mit 1050 °C/Luft lösungsgeglüht und in zwei Stufen mit 920 °C/Luft und 700 oc/Luft vergütet wird, danach der oder die Widerstandserwärmungs-Glühgürtel um einen weiteren Abschnitt versetzt und die Endbereiche des behandelten Abschnittes einbezogen werden

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Spannungsreduzierenden Wärmebehandlung eines Zeitstandgeschädigten Bauteiles

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spannungsreduzierenden Wärmebehandlung eines zeitstan'dgeschädigten Bauteiles aus einem Wärmekraftwerk zum Zwecke der Lebensdauerverlängerung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Hoohtemperaturbeanspruchte Bauteile, wie z.B. Heißdampfleitungen in einem Wärmekraftwerk, werden nach der Zeitstandfestigkeit und der Zeitdehngrenze des verwendeten Werkstoffes auf der Grundlage von .100 000 Stunden ausgelegt. Wird vor Ablauf, zum Ablauf oder nach Ablauf der Lebensdauer festgestellt, daß diese Bauteile Schädigungen aufweisen, die durch Verringerung oder Unterschreitung der mechanischen Festigkeitswerte und/oder Verschlechterung des Gefügebildes begründet sind, ist eine Entscheidung über deren Weiterbetrieb zu 'treffen.

Falls entschieden wird, daß eine Lebensdauerverlängprung durch Regenerierung des Werkstoffes mit Hilfe der spannungsreduzierenden Wärmebehandlung gewährleistet ist, so ist eine weitere ökonomische Entscheidung über die danach vorhandene Restlebensdauer sowie die durch die spannungsreduzierende Wärmebehandlung entstehenden Aufwendungen zu treffen. Falls diese Entscheidung zugunsten der spannungsreduzierenden Wärmebehandlung fällt, so werden die geschädigten Teile

des Bauteiles demontiert und diese Wärmebehandlung an einem dafür besonders hergerichteten Platz innerhalb oder außerhalb des Kesselhauses vorgenommen.

Diese Spannungsreduzierende Wärmebehandlung umfaßt die Demontage-, Transport-, thermischen Behandlungs- und Montagearbeiten bei langen Stillstandszeiten und stellt einen außerordentlich hohen Kosten-, Maschinen- und Arbeitskräfteaufwand dar.

Die unmittelbare thermische Behandlung zur Regenerierung bzw. Spannungsreduzi^rung erfolgt dabei so, daß das demontierte Bauteil in einem Glühofen oder über eine Induktionserwärmung mit Haltezeiten von 60 Minuten bei <=>iner Temperatur von 1050 - 1100. ⁰C und 955 - 985 ⁰C lösungsgeglüht und von 710 - 740 ⁰C vergütet wird. Diese spannungsreduzierende Wärmebehandlung gewährleistet ausreichende · mechanische Festigkeiten und befriedigende Gefügebilder.

Eine Anwendung des Verfahrens für Leitungen im eingebauten Zustand ist aufgrund der nicht vorhandenen Baufreiheit und der damit verbundenen Unsicherheiten in der Temperaturbeherrschung nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, bei der Spannungsreduzierenden Wärmebehandlung den Aufwand wesentlich zu reduzieren und eine gesicherte Verlängerung der Lebensdauer zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die spannungsreduzierende Wärmebehandlung durch ortsveränderliche Wärmebehandlungseinheiten durcfc^f uhren.

Dies wird dadurch erreicht, daß um das im eingebauten Zustand verbleibende Bauteil, abschnittsweise ein oder mehrere Widerstandserwärmungs-Glühgürtel gelegt werden,bei festzulegenden Haltezeiten mit 1050 °C/Luft lösungsgeglUht und in zwei Stufen mit 920 °C/Luft und 700 °C/Luft vergütet wird, danach der oder die Widerstandserwärmungs-Glühgürtel um einen.

weiteren Abschnitt versetzt und die Endbereiche des behandelten Abschnittes einbezogen werden, wobei der oder die Y/iderstandserwärmungs-Glühgürtel auf dem Bauteil abschnittsweise versetzt werden.

Dies wird so erreicht, daß ein Glühgürtel schrittweise versetzt wird, daß zwei Widerstands^rwärmungs-Glühgürtel nach der Pilgerschrittweise versetzt werden, daß zwei Widerstandserwärmungs-Glühgürtel schrittweise von den Enden des Bauteiles zur Mitte versetzt werden oder daß mehrere Widerstandserwärmungs-Glühgürtel gleichzeitig betrieben und versetzt werden.

Ausführungsbeispie1

Nach den komplexen Werkstoffuntersuchungen an Proben aus der Hochdruck-Dampfsammelleitung eines Wärmekraftwerkes ist nach einer Betriebszeit von durchschnittlich· 150.000 Stunden festgestellt worden, daß erhebliche Schädigungen eingetreten sind.

Nach Untersuchungen auf Risse mit positivem Ausgang konnte entschieden werden, daß eine spannungsreduzierende Wärmebehandlung zur Lebensdauerverlängprung führt. Die Hochdruckdampfsammellpitung wurde freigelegt, die Halter und Auflagen demontiert und von beiden Seiten oder von einer Seite zwei Widerstandserwärmungs-Glühgürtel als Baueinheit um die leitung gelegt.

Die Glühgürtel bestehen aus in Isolierkörper gelegte Widerstandsdrähten und sind gegenüber der Umgebungsluft wärmeisoliert. Als Spannungsquelle werden Schweißmaschinen verwendet, die im Zusammenhang mit den Glühgürteln eine günstige und einfache Temperatursteuerung .gewährleisten. Die unmittelbare spannungsreduzierende Wärmpbehandlung wird mit einem Lösungsglühen bei einer Temperatur von 1050 ⁰C/ Luft begonnen und danach eine zweimalige Vergütung bei einer Temperatur von 920 °C/Luft und 700 °C/Luft durchgeführt. Die Haltezeiten richten sich nach dem Material und den Abmessungen und werden im Bereich von 30 bis 60 Minuten festgelegt. Nach Abschluß der Wärmebehandlung· in den je-

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weiligen durch die Glühgürtel festgelegten Abschnitte werden die Baueinheiten entsprechend der gewählten Versetzungsmethode weitergerückt. Dabei sind die neuen Abschnitte so zu wählen, daß diese sich mit den bereits behandelten Abschnitten überlappen.

Danach erfolgt die erneute Wärmebehandlung nach den Temperaturstufen und Haltezeiten.

Für Formstücke und Rohrbogen sind die Widerstandserwärmungs-Glühgürtel entsprechend anzupassen und nach der gleichen Technologie zu behandeln. Sollten bei einer Wärmebehandlung örtliche Behinderungen durch 'Konstruktionsteile, Anlagenteile oder Wände bestehen, ohne daß deren Demontage möglich ist, so sind die Leitungsteile vollständig zu demontieren und auf einen geeigneten Behandlungsplatz zu transportieren. Die Wärmebehandlung erfolgt dort na Ch_- der beschriebenen Technologie. Nach der Behandlung wird dieser Leitungsteil wieder montiert.

Nach der Spannungsreduzierenden Wärmebehandlung der gesamten Leitung werden Proben entnommen und einer komplexen Werkstoffuntersuchung unterzogen.

Als Indikator für eine ordnungsgemäße Wärmebehandlung, d. h. für eine Verlängerung der Lebensdauer, ist die Verringerung bzw. das Verschwinden von M₀-Karbld anzusehen. Nach erfolgreicher Wärmebehandlung wurden für die Hochdruck-Dampf Sammelleitung folgende Zeitstandwerte erreicht:

betriebsbeansprucht nach lösungsgeglüht

durchschnittlich

150.000 Std.

500 ⁰C 550 ⁰C 600 ⁰C 500 ⁰C 550 ⁰C 600 ⁰C

Zeitdehngrenze

£ .j/10000 h 90 50 20 190 75 40

Zeitstandfestigkeit

I _B/10000 h 120 75 45 >200 100 45

Diese Werte gewährleisten für diese Leitung pine solche verlängerte Lebensdauer, daß der Aufwand für die Behandlung und die erreichte Verlängerung ein günstiges ökonomisches Aufwands-Nutzen-Yerhältnis erreicht. Die Anzahl der zu verwendenden Glühgürtel und die Versetzungstechnologie richten sich nach den vorhandenen Arbeitskräften und dem durchzuführenden Arbeitsurnfang für die Behandlung auf einem gesonderten Platz. Die.Erfindung ist ebenfalls für dickwandige Kesseltrommeln im eingebauten Zustand anwendbar.

Claims (5)

1. Erfindungsanspruch

   1. Verfahren zur Spannungsreduzierenden Wärmebehandlung eines zeitstandgeschädigtpn Bauteiles aus einem Wärme-

   kraftwerk zum Zwecke der Lebensdauerverlängerung,gekennzeichnet dadurch, daß um das im eingebauten Zustand verbleibende Bauteil abschnittsweise„ein oder mfhrere Widerstandserwärmungs-Glühgürtel gelegt werden, bei festzulegenden Haltezeiten mit 1050 °C/Luft lösungsgeglüht und in zwei Stufen mit 920 °C/Luft und 700 °C/Luft vergütet wird, danach der oder die Widerstandserwärmungs-Glühgürtel um einen weiteren Abschnitt versetzt und die Endbereiche des behandelten Abschnittes einbpzogen werden.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der oder die ..Widerstandserwärmungs-Glühgürtel auf dem Bauteil abschnittsweise versetzt werden.
3. 5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Glühgürtel schrittweise versetzt wird.

   4-. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Widerstandserwärmungs-Glühgürtel nach der Pilgerschrittweise versetzt werden..
4. 5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Widerstandserwärmungs-Glühgürtel schrittweise von den Enden des Bauteiles zur Mitte versetzt werden.
5. 6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Widerstandserwärmungs-Glühgürtel gleichzeitig betrieben und versetzt werden.