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1、1000MW机组P92钢感应加热和柔性陶瓷电阻加热热处理试验对比分析 本章以1000MW机组的SA335-P92/P91的管道为基础，介绍1000MW超超临界机组建设中采用感应加热和柔性陶瓷电阻加热热处理试验对比，从效率和经济上来对比分析热处理的问题，1 前言SA335-P91、SA335-P92这两种钢的出现对电厂的设计和运行带来很大的益处，但同时对相应部件的制造和安装带来了技术上的挑战。与常规的碳钢和低合金耐热钢不同，这两种马氏体耐热钢的优异性能来自于组织的精确控制，如果在制造和安装中没能严格执行正确工艺，没有获得合适的组织，会导致高温强度的显著下降从而使部件早期失效。由于以上两种管材的合
2、金元素较高，焊接淬硬倾向大，焊后必须进行热处理，以得到回火充分的马氏体组织，因为管道壁厚较大，热处理恒温阶段内外壁会存在温差，而温差大小会对材料性能产生很大影响，相关试验表明当SA335-P92/P91管道恒温过程中内壁温差大于740时，焊缝金相组织可清晰看到板条马氏体组织，根部冲击功大于41J，能满足EN1597-1标准要求。下图为不同回火温度下的进行组织图2 P91钢 740回火 焊缝(100) 图1P91钢700回火 焊缝(100) 图3 P92钢740回火 焊缝(100) 图4 P92钢780回火 焊缝(100)2柔性陶瓷电阻加热和感应加热试验结果2.1试验材料和热处理设备试验材料：规
3、格53894.5，材质SA335-P92管子。热处理设备：XDJW-D-360KW热处理控制柜和Proheat 35型电感应加热设备。2.2试验结果采用感应加热+柔性陶瓷电阻加热设备，能保证内壁温度达到740以上。内外壁温差最小23 ；最大26 。热处理后的金相组织、硬度值、力学性能数据和冲击功完全满足SA335-P92钢的性能要求。采用柔性陶瓷电阻加热设备，在加热宽度等于和保温宽度等于条件下（式中：ID为管道内径；t为管道名义厚度），能保证内壁温度达到745。内外壁温差最小13 ；最大21 。热处理后的金相组织、硬度值、力学性能数据和冲击功完全满足SA335-P92钢的性能要求。3两种不同加
4、热方法的对比分析 由于两种热处理加热方法，都能保证焊后热处理质量，但工作效率和工程费用存在很大差别，所以，需要对几个方面进行分析比较。31工作效率分析 由于感应加热和柔性陶瓷电阻加热所采用的焊接和热处理工艺是相同的，所以两种加热方法所用焊接和热处理时间是一致的，主要区别在于，感应加热每台设备一次只能对一道焊缝进行加热热处理，而柔性陶瓷电阻加热（12路设备）每次可以同时对4道焊缝进行加热热处理，所以说，感应加热每台设备是柔性陶瓷电阻加热设备效率的1/4。32工程费用分析321用电分析 1000MW机组按50道P91/P92焊缝，平均规格50890计算，柔性陶瓷电阻加热用电量每道焊缝为337.9度
5、，感应设备为每道焊缝270.02度+辅助加热（20Kw功率8小时）160度=430.02度。柔性陶瓷电阻加热用电费用为：337.9度1元/度50道焊缝=16895元。感应设备加热用电费用为：430.02度1元/度50道焊缝=21501元。322材料费用分析 柔性陶瓷电阻加热加热片用量为10套，每套1.448M2， 加热片费用为：1.448M2101860元/ M2=26925元。 50米感应线圈75700元/根，按2个工程损耗，每个工程为37850元。323设备折旧 柔性陶瓷电阻加热设备每台为108000元/台，按5年折旧，每年折旧费用21600元。 感应设备每台510000元/台，按5年折旧
6、，每年折旧费用102000元。324保温材料 柔性陶瓷电阻加热保温材料每道焊缝2.66 M2，按一次摊销（预热和热处理）为133.05 M2，柔性陶瓷电阻加热保温材料费用为：56元/ M2133.05 M2=7450.8元。感应加热保温材料每套8857元，预热保温材料为133.05 M2=7450.8元感应加热温材料费用为：8857元+7450.8元=16307.8元。325人工工日计算 柔性陶瓷电阻加热每道焊缝需要4.08天完成，每台设备同时完成4道计算，需要51天完成。人工工日为：51天24（小时/天）3人/8（小时/工日）=459工日。柔性陶瓷电阻加热人工费用为：459工日120元/工日
7、=55080元。感应加热每道焊缝需要4.08天完成，每台设备每次完成1道计算，需要204天完成。人工工日为：204天24（小时/天）3人/8（小时/工日）=1836工日。 感应加热人工费用为：1836工日120元/工日=220320元。325各项费用统计 柔性陶瓷电阻加热总费用为：热用电费16895元+加热片费用26925元+设备折旧21600元+保温材料费用7450.8元+人工费用55080元=127950.8元。感应加热总费用为：热用电费21501元+感应线圈费用37850元+设备折旧102000元+保温材料费用16307.8元+人工费用220320元=397978.8元。感应加热比柔性陶瓷电阻加热增加费用为：397978.8元127950.8元=270028元。4结论：通过以上分析可看出，虽然两种加热方法都能满足1000mw机组P91/P92钢热处理的质量要求，但他们还存在很大的不同。其结果是柔性陶瓷电阻加热经济性远远好于感应设备加热热处理。1感应加热设备的热处理效率远远低于柔性陶瓷电阻加热设备，以1000mw机组为例，完成热处理焊缝的时间相差大约153天。如果有工期要求的工程，感应设备很难满足要求。2感应设备的经济性比柔性陶瓷电阻加热设备差，两者比较，感应设备需要比柔性陶瓷电阻加热设多增加投入270028元。