電站鍋爐連接管冷彎彎管工藝評(píng)定

三門峽市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所 （河南 472000） 朱萬(wàn)欽

東方電氣河南電站輔機(jī)制造有限公司 （靈寶 472501） 尉亞鋒

某壓力管道元件制造單位主要進(jìn)行1000MW及以下等級(jí)電站鍋爐連接管的管道預(yù)制與配管生產(chǎn)。管道常用鋼種有20g、SA106C、12Cr1MoVG、P12、WB36、P22、P91、P92等，其中前4種材料經(jīng)常用冷彎方法加工。

監(jiān)督檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，冷彎工藝評(píng)定方法、合格指標(biāo)在各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有詳細(xì)規(guī)定。在生產(chǎn)實(shí)踐中，冷彎一般是按照制造技術(shù)條件的要求進(jìn)行彎制，對(duì)于彎完后不進(jìn)行回復(fù)力學(xué)性能熱處理的彎管，制造技術(shù)條件中沒(méi)有對(duì)力學(xué)性能等合格指標(biāo)作出規(guī)定。本文通過(guò)搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，確定了彎后不進(jìn)行熱處理的冷彎彎管的力學(xué)性能合格指標(biāo)，確定了評(píng)定的項(xiàng)目和內(nèi)容，順利地對(duì)擬定的彎管工藝進(jìn)行了評(píng)定。

1.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定

彎管一般有兩種方法，加熱溫度T≥TC條件下彎制的彎管，稱為熱彎彎管；加熱溫度T＜TC條件下彎制的彎管，稱為冷彎彎管。 TC為鋼管材料下臨界溫度。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)冷彎彎管的要求如表1所示。

表1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定

2.冷彎后材料力學(xué)性能的變化

冷彎加工過(guò)程中，冷作硬化隨之產(chǎn)生，帶來(lái)組織性能的變化。圖1所示為低碳鋼在常溫下塑性的變化程度，與其力學(xué)性能是按照一定規(guī)律變化的。隨著變形程度的增加，塑性和沖擊韌度隨之下降。且在變形程度為0～20%的時(shí)候，力學(xué)性能數(shù)值變化最為激烈。

圖1 常溫下塑性變形對(duì)低碳鋼力學(xué)性能的影響

3.冷彎彎管評(píng)定內(nèi)容的確定

（1）材料的確定 DL/T515－2004《電站彎管》附錄D 中規(guī)定，在常用材料中，SA106C的評(píng)定結(jié)果可以覆蓋20g，12Cr1MoVG的評(píng)定結(jié)果可以覆蓋P12。結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)，選定SA106C、12Cr1MoVG這兩種材料。

（2）管徑及彎曲半徑 產(chǎn)品制造技術(shù)條件中規(guī)定：合金鋼材料的管道，當(dāng)外徑＞108mm，且壁厚≥20mm或彎曲半徑/鋼管外徑＜3.5時(shí)，彎管后應(yīng)進(jìn)行熱處理。結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)，選用φ159mm×16mm鋼管，彎曲半徑650mm，彎曲角度45°，彎后不進(jìn)行熱處理。彎管工藝參數(shù)如表2所示。

表2 彎管工藝參數(shù)

（3）合格指標(biāo) 由于冷彎彎管工藝評(píng)定的方法、檢測(cè)項(xiàng)目、合格標(biāo)準(zhǔn)等沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可循，經(jīng)過(guò)比較幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，確定冷彎工藝評(píng)定的檢測(cè)項(xiàng)目、合格指標(biāo)如表3所示。

表3 彎管工藝評(píng)定的檢測(cè)項(xiàng)目、合格指標(biāo)

4.評(píng)定試樣檢測(cè)結(jié)果

（1）彎管后外觀檢測(cè) 按上述工藝彎制后，對(duì)彎管進(jìn)行了檢測(cè)。沿彎管受拉側(cè)中心線上取5點(diǎn)測(cè)量，彎制前后厚度對(duì)比如表4、表5所示。表中，壁厚減薄率=（彎制前厚度－彎制后厚度）/彎制前厚度×100%。

表4 SA－106C冷彎前后厚度對(duì)比

表5 12Cr1MoVG冷彎前后厚度對(duì)比

彎管后測(cè)量彎曲半徑、彎曲角度、圓度、波浪度、平面度及中間段偏移等項(xiàng)目，測(cè)量數(shù)值在要求范圍之內(nèi)，結(jié)果令人滿意。

（2）磁粉檢測(cè)結(jié)果 對(duì)試樣管的受拉側(cè)中心線±45°范圍內(nèi)進(jìn)行100%磁粉檢測(cè)，均未發(fā)現(xiàn)近表面缺陷，磁粉檢測(cè)合格。

（3）硬度及力學(xué)性能檢測(cè) 試樣位置見(jiàn)圖2。

圖2 試樣位置示意

冷彎彎管后的硬度及力學(xué)性能如表5、表6所示。材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值中的硬度值來(lái)自DL/T438-2009中的附錄C。

表5 SA－106C硬度及力學(xué)性能

表6 12Cr1MoVG硬度及力學(xué)性能

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，該工藝能夠通過(guò)工藝評(píng)定，可以用于產(chǎn)品制造過(guò)程中。