產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，對于在火力、原子能發(fā)電廠以及化學(xué)工廠等中所使用的高溫構(gòu)件(例如，鍋爐、渦輪的高溫耐壓焊接部以及高溫管材、集流管、管座等母材等)，作為修復(fù)因蠕變損傷而劣化的部位的方法，開發(fā)了如下方法，即例如，利用夾具固定上述高溫構(gòu)件，在約束處于夾具之間的蠕變劣化部的、朝夾具固定部分的方向的熱膨脹的狀態(tài)下加熱蠕變劣化部，進(jìn)行修復(fù)熱處理的方法(日本特開2003-253337號公報)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明所要解決的課題
[0004]然而，如上所述的方法中，存在如下問題:無法約束在加熱蠕變劣化部時所產(chǎn)生的、處于蠕變劣化部的上述構(gòu)件向外周方向的熱膨脹。
[0005]本發(fā)明的目的在于，提供如下方法，即約束在對產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件進(jìn)行加熱時所產(chǎn)生的、該構(gòu)件向外周方向的熱膨脹，并能夠有效地進(jìn)行產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理的方法。
[0006]用于解決課題的方法
[0007]為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法具備后述構(gòu)成。更具體地，本發(fā)明為以下等方案，
[0008](I)—種產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法，包括:以與所述耐熱金屬材料構(gòu)件的外周接觸的方式，用耐熱被覆構(gòu)件包覆固定所述耐熱金屬材料構(gòu)件，將由所述耐熱被覆構(gòu)件包覆的所述耐熱金屬材料構(gòu)件加熱至1000°C以上的溫度；
[0009](2)上述(I)所述的方法，其特征在于，將由所述耐熱被覆構(gòu)件包覆的所述耐熱金屬材料構(gòu)件加熱至1000°C以上的溫度后，進(jìn)行冷卻，再次加熱至A1相變點以上的溫度。發(fā)明效果
[0010]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下方法，即約束在對產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件進(jìn)行加熱時所產(chǎn)生的、該構(gòu)件向外周方向的熱膨脹，并能夠有效地進(jìn)行產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理的方法。
【附圖說明】
[0011]圖1為表示作為本發(fā)明的一個實施方式而說明的產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法的概略的圖。
[0012]圖2為表示作為本發(fā)明的一個實施方式而說明的圖1的概略圖的剖面的圖。
【具體實施方式】
[0013]以下，針對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，參照附圖而詳細(xì)地說明。予以說明的是，通過本說明書的記載，本發(fā)明的目的、特征、優(yōu)點、以及其想法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明確的，并根據(jù)本說明書的記載，如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員就能夠容易地再現(xiàn)本發(fā)明。以下記載的發(fā)明的實施方式和附圖等顯示本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，其為了例示或說明而顯示，而并非將本發(fā)明限定于它們?；诒菊f明書的記載，可在本說明書中所公開的本發(fā)明的意圖以及范圍內(nèi)進(jìn)行各種修飾，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明確的。
[0014]圖1為表示作為本發(fā)明的一個實施方式而說明的產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法的概略的圖。圖2為表示作為本發(fā)明的一個實施方式而說明的圖1的概略圖的剖面的圖。予以說明的是，本實施方式中，作為耐熱金屬材料構(gòu)件10，例舉采用耐熱金屬材料而制造的、因使用而產(chǎn)生了蠕變損傷的高溫管材來進(jìn)行說明，但不限于此，耐熱金屬材料構(gòu)件10也可以是采用耐熱金屬材料而制造的、因使用而產(chǎn)生了蠕變損傷的渦輪等其他高溫用構(gòu)件等。
[0015]如圖1和圖2所示，本發(fā)明所涉及的產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件10的修復(fù)熱處理方法如下:首先，以與采用耐熱金屬材料而制造的、因使用而產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件(包含其焊接部20，以下相同)10的外周接觸的方式，用耐熱被覆構(gòu)件30包覆耐熱金屬材料構(gòu)件10，并固定耐熱被覆構(gòu)件30。接著，通過加熱器40將由耐熱被覆構(gòu)件30包覆的耐熱金屬材料構(gòu)件10在1000°C以上的溫度加熱預(yù)定時間。
[0016]如上所述，通過將產(chǎn)生了婦變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件10用耐熱被覆構(gòu)件30包覆固定，加熱至1000°C以上的溫度，從而對于向外周的方向熱膨脹的耐熱金屬材料構(gòu)件10產(chǎn)生壓縮力，抑制耐熱金屬材料構(gòu)件10向外周方向的熱膨脹，同時能夠有效地進(jìn)行產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理。更具體地，能夠利用耐熱金屬材料構(gòu)件10向外周方向的熱膨脹力來有效地修補(bǔ)蠕變空洞、龜裂，進(jìn)而，使耐熱金屬材料構(gòu)件10的組織恢復(fù)到新材料的狀態(tài)(例如，奧氏體組織)，延長耐熱金屬材料構(gòu)件10的壽命。
[0017]本發(fā)明所涉及的產(chǎn)生了婦變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法中，也可在用耐熱被覆構(gòu)件30包覆、固定耐熱金屬材料構(gòu)件10之前，對耐熱被覆構(gòu)件30所要包覆的部分進(jìn)行蝕刻處理，或施加噴丸而進(jìn)行蝕刻處理。通過這些處理，能夠利用塑性變形對耐熱金屬材料構(gòu)件10的表層進(jìn)行加工硬化，或?qū)δ蜔峤饘俨牧蠘?gòu)件10的表面賦予壓縮殘余應(yīng)力，或去除耐熱金屬材料構(gòu)件10的表面的氧化膜。
[0018]此外，本發(fā)明所涉及的產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法中，也可通過加熱器40將由耐熱被覆構(gòu)件30包覆的耐熱金屬材料構(gòu)件10加熱至1000°C以上的溫度后，進(jìn)行應(yīng)力消除、拉伸退火等處理以除去(減少)殘余應(yīng)力。更具體地，也可在通過加熱器40將由耐熱被覆構(gòu)件30包覆的耐熱金屬材料構(gòu)件10加熱至1000°C以上的溫度后，先冷卻至常溫，再次在^相變點以上的溫度(優(yōu)選為1000°C+10?100°C)加熱預(yù)定時間(例如，幾小時?24小時左右)。
[0019]進(jìn)而，本發(fā)明所涉及的產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法中，也可為了約束在用耐熱被覆構(gòu)件30包覆耐熱金屬材料構(gòu)件10的蠕變劣化部并通過加熱器40加熱時所產(chǎn)生的、耐熱金屬材料構(gòu)件10在長度方向上向外(耐熱金屬材料構(gòu)件10的端部方向)的熱膨脹，例如通過兩個夾具等以夾著通過加熱器40加熱的部分的方式來固定未通過加熱器40加熱的部分的耐熱金屬材料構(gòu)件10。由此，能夠更加有效地修補(bǔ)蠕變空洞、龜gu坐
ο
[0020]予以說明的是，在通過加熱器40加熱的部分相對于耐熱金屬材料構(gòu)件10的整體小的情況下，由于通過加熱器40加熱的部分中耐熱金屬材料構(gòu)件10在長度方向上向外的熱膨脹被未通過加熱器40加熱的部分約束，因此無需利用夾具等來固定未通過加熱器40加熱的部分的耐熱金屬材料構(gòu)件10。
[0021 ] 作為構(gòu)件10的耐熱金屬材料，可舉出例如0.3Mo鋼、0.5Mo鋼、0.5Cr_0.5Mo鋼、ICr-0.2Mo鋼、ICr-0.5Mo鋼、I.25Cr-0.5Mo鋼、2.25Cr_lMo鋼、5Cr_0.5Mo鋼、7Cr_0.5Mo鋼、9Cr_IMo鋼、0.3Cr-Mo-V鋼、0.5Cr-Mo_V鋼、9Cr-Mo_V鋼、12Cr-Mo_V鋼、ICr-1.25Mo-0.25V鋼、9Cr-lMo-W鋼、SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L、SUS316T1、SUS317、SUS321、SUS347H、SUS31 OS、Super304、SUS904L、NCF600、NCF601、NCF800、NCF800H 等，但不限于這些，可應(yīng)用在火力、原子能發(fā)電設(shè)備、其他高溫工廠中所采用的構(gòu)件的公知材料。
[0022]耐熱被覆構(gòu)件30只要是由能夠以與產(chǎn)生了婦變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件10的外周接觸的方式包覆耐熱金屬材料構(gòu)件10、抑制在加熱至上述加熱溫度時所產(chǎn)生的向耐熱金屬材料構(gòu)件10外周方向的熱膨脹且能夠幾乎保持耐熱金屬材料構(gòu)件10的形狀的耐熱材料構(gòu)成，就沒有特別限制，但優(yōu)選由在上述加熱溫度以上的溫度下熱膨脹率比耐熱金屬材料構(gòu)件10低的材料構(gòu)成。予以說明的是，在耐熱被覆構(gòu)件30由與耐熱金屬構(gòu)件10相比熱膨脹率為相同程度且是不同于耐熱金屬材料構(gòu)件10的耐熱材料構(gòu)成，或由熱膨脹率比耐熱金屬材料構(gòu)件10高的耐熱材料構(gòu)成的情況下，為了抑制加熱至上述加熱溫度時所產(chǎn)生的耐熱被覆構(gòu)件30的熱膨脹，也可利用在上述加熱溫度以上的溫度下的熱膨脹率比耐熱金屬材料構(gòu)件10低的耐熱材料構(gòu)件來固定耐熱被覆構(gòu)件30的外周，保持耐熱被覆構(gòu)件30的形狀。
[0023]作為耐熱被覆構(gòu)件30的耐熱材料，可舉出例如氧化鋁、氧化鋯、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、堇青石、塞隆、鋯英石、莫來石等陶瓷、Alloy903、Alloy909、HRA929等合金等。
[0024]耐熱被覆構(gòu)件30呈例如繩、板、夾具等形狀，關(guān)于它們的固定，例如，可通過將繩狀、板狀的耐熱被覆構(gòu)件30對產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件10的外周纏繞來進(jìn)行，也可通過將夾具狀的耐熱被覆構(gòu)件30安裝于產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件10的外周來進(jìn)行，還可通過利用夾具、螺栓等固定具將呈板等形狀的耐熱被覆構(gòu)件30安裝于產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的外周來進(jìn)行。予以說明的是，本實施方式中，耐熱被覆構(gòu)件30由具有兩個略半圓弧剖面形狀的金屬配件構(gòu)成，通過安裝于這些金屬配件的凸緣的螺栓構(gòu)件35，以使所述金屬配件的內(nèi)面與產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件10的外周接觸的方式將耐熱被覆構(gòu)件30固定于耐熱金屬材料構(gòu)件10的表面。所述螺栓構(gòu)件35由例如與耐熱被覆構(gòu)件30相同的材料制造。
[0025]關(guān)于用耐熱被覆構(gòu)件30包覆的耐熱金屬材料構(gòu)件10的加熱溫度，只要是1000°C以上的溫度就沒有特別限制，但優(yōu)選在構(gòu)件10的耐熱金屬材料中A3相變點最高的成分的A3相變點以上的溫度(優(yōu)選為1000°C+10?100°C)加熱預(yù)定時間(例如，幾小時?24小時左右)。予以說明的是，本實施方式中，作為加熱裝置，使用能夠從由耐熱被覆構(gòu)件30包覆的耐熱金屬材料構(gòu)件10的外周進(jìn)行加熱的高頻加熱加熱器40，但只要是能夠加熱由耐熱被覆構(gòu)件30包覆的部分的耐熱金屬材料構(gòu)件1，就沒有特別限制。
[0026]符號說明
[0027]10耐熱金屬材料構(gòu)件
[0028]20焊接部
[0029]30耐熱被覆構(gòu)件
[0030]35螺栓構(gòu)件
[0031 ]40高頻加熱加熱器
【主權(quán)項】
1.一種方法，是產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理方法，包括: 以與所述耐熱金屬材料構(gòu)件的外周接觸的方式用耐熱被覆構(gòu)件包覆、固定所述耐熱金屬材料構(gòu)件， 將用所述耐熱被覆構(gòu)件包覆后的所述耐熱金屬材料構(gòu)件加熱至1000°c以上的溫度。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將由所述耐熱被覆構(gòu)件包覆的所述耐熱金屬材料構(gòu)件加熱至1000°c以上的溫度后，進(jìn)行冷卻，再次加熱至A1相變點以上的溫度。
【專利摘要】以與產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的外周接觸的方式用耐熱被覆構(gòu)件包覆、固定所述耐熱金屬材料構(gòu)件，通過將由所述耐熱被覆構(gòu)件包覆的所述耐熱金屬材料構(gòu)件加熱至1000℃以上的溫度，從而對向外周方向熱膨脹的耐熱金屬材料構(gòu)件產(chǎn)生壓縮力，抑制耐熱金屬材料構(gòu)件向外周方向的熱膨脹，并能夠有效地進(jìn)行產(chǎn)生了蠕變損傷的耐熱金屬材料構(gòu)件的修復(fù)熱處理。
【IPC分類】C21D9/08, C21D1/34, C21D9/50
【公開號】CN105555977
【申請?zhí)枴緾N201380079667
【發(fā)明人】西田秀高
【申請人】中國電力株式會社
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2013年9月25日
【公告號】CA2924623A1, WO2015045036A1