专利名称：用于制造主要由含9-12%铬的马氏体钢组成的蒸汽发生器管壁的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造主要由含9-12%铬的马氏体钢组成的蒸汽 发生器管壁的方法。
背景技术：
管壁主要用于利用矿物燃料加热的发电设备的蒸汽发生器。这 里，管壁围绕在大多数情况下为矩形的燃烧室以及布置在其上的气道， 在该气道中布置有通常由盘管形成的加热表面。由焊接的管-板条-管 组合形成的管壁的各个管在其中运送利用矿物燃料的燃烧加热的工作 介质，并且将该工作介质传递至进一步的处理。在已知的焊接管壁的 情况下，通常使用材料16Mo3、 13CrMo4-5以及7CrMoVTiB10-10 (T24)和ASME (美国机械工程师协会)批准的材料T23。通常， 在管壁的焊接制造或处理之后，这些材料不需要热处理。
希望实现具有较高的尤其有助于减小大气中的co2排放的效率 的蒸汽生成，作为多个措施之一，这导致增加蒸汽发生器的蒸汽参数 提高。由于先前使用的材料不能满足更高的要求，为了获得或实现较 高的蒸汽参数、即蒸汽工作介质的较高压力和温度，需要使用例如材 料X10CrWMoVNb9-2( T92 )的含9-12%铬的马氏体钢作为管壁材料。 在每种情况下，这种新使用的钢在焊接加工之后总是需要热处理。在 管壁的制造期间，在车间以及在工地或在装配期间都需要大量的焊接 加工。具体来说，与车间和工地相关的这些加工包括
车间包括所有焊合部件的管壁面板的制造和完成，壁开口和弯 出部的制造以及用于在倾斜巻绕部内的管壁拐角的壁弯曲部和拐角弯 曲部的制造，从倾斜管到竖直管的过渡区的制造。装配片段和面板接缝、包括所有必需的填充和密封焊接的圆形 焊缝/周边焊缝(Riindnaht)处的压力部件装配接缝、开槽板条(装 配缝)处的接缝和在壁通口的区域内在套筒和套管上的密封焊接部的 焊接，壁上的焊合部件的完成。
发明内容
本发明的目的是，提出一种制造主要由含9-12%铬的马氏体钢组 成的蒸汽发生器管壁的方法，其中该制造以高效和实用的方式进行。 特别地，本发明的目的特别是提出一种在车间和施工现场制造主要由 含9-12%铬的马氏体钢组成的蒸汽发生器管壁的方法，该方法由以下 限制条件限定
-使施工现场处的焊接工作和热处理最少，
-在没有后续热处理的情况下，施工现场处的结构上必需的焊接 的设计规划，
-在使用优化的局部热处理策略的情况下，施工现场处的结构上
必需的焊接的设计规划。 上述目的由根据本申请的权利要求1的特征的方法实现。 从属权利要求中记载了本申请的有利实施例。 通过本发明的解决方案，实现了一种制造主要由含9-12%铬的马 氏体钢组成的蒸汽发生器管壁的方法，该方法具有以下优点
-能够高效地和实际可行地制造主要由含9-12%铬的马氏体钢
组成的管壁，
-通过实现较高的蒸汽参数提高蒸汽发生器的效率， -通过提高蒸汽发生器的效率减少了向大气中的C02排放。 在本发明的有利的实施例中，拐角弯曲部被实现为单弯弧或双弯 弧。这个措施使得在拐角弯曲部与两个相邻的相互成直角的管壁的管 壁面板的装配期间拐角弯曲部可进行简单的适配和连接。
本发明的一个有利的实施例还提出，附加于方法步骤a)，管壁 面板的板条中的至少一个在其长度范围的一个部分区域上具有从板条的一端或者从板条的两端开始在所述板条的纵向方向上细长地构成的 装配缝，该装配缝用于补偿尺寸误差，并且在所述装配缝的区域中，
9-12%铬的马氏体钢组成的板条。通过此措施， 一方面在施工现场可 以明显更容易地补偿在管壁面板处的管分布的结构不精确性，这是因 为具有装配缝的管壁面板的管分布可被非常容易地调整/匹配，即可能 没有相互对齐的相邻接管壁面板的管可以通过使用装配缝间隙进行调 整，从而在调整之后，管直接彼此相对并且相互对齐。另一方面，已 配合的管壁面板的已有装配缝然后可在装配地点被焊死(封闭)。通 过有利地利用由将不需要热处理的材料制成的并且具有槽的板条，不 必需在焊接之后进行回火热处理。但是，对于非常窄的板条有利的是， 可对装配缝与相邻管的填充焊接的区域进行回火热处理，这是因为不 需热处理的板条和应热处理的相邻管都收到焊接温度的作用。在另一 个有利的实施例中，设有装配缝的板条的长度等于所述装配缝的长度 加上10-100mm的余量(X)。由此确保了稍后的装配缝的焊接在由 不需热处理的材料制成的板条的区域中进行。
有利地，管壁面板的个别或全部管在其圆形焊缝面板接缝处形成 一由不必热处理的材料制成的管延伸部。通过该措施可以实现，在例 如板条中的紧邻管延伸部的装配缝的在装配地点处的焊接之后，不必 需在管延伸部上进行事后的回火热处理。管延伸部可以有利地直接与 管装配缝相邻设置，并且具有带有装配缝的板条的长度。
在本发明的一个有利的实施例中，用于容纳穿透管壁的管的容纳 元件被构造成填充板，并且所述填充板封闭两个管和/或板条和/或半 板条之间的开口，所述开口通过至少一个管的弯出部在具有管穿透部 的管壁区域中形成，其中填充板与该管和/或板条和/或半板条焊接。 本发明的另一个有利实施例提出，该容纳元件被构造成套管，并且设 置在板条内部或两个半板条内部或者填充板内部，并与其焊接。当在
板条中存在足够的用于安装和焊接套管的空间时，优选使用套管。因 此，尤其当在板条的区域中通过管壁的盘管的管的通口由于空间的原因而难以实现或者过窄时，使用填充板。通过此措施，从制造的角度 出发，可实现用于设置在蒸汽发生器管壁中的盘管的管的、穿过管壁 的易于形成的通口。
在本发明的另一个有利实施例中，附加于本发明的步骤d)，在 与焊缝和在两侧安装在管壁面板上的加热设备的区域相邻的区域中装 入附加的加热设备。借助于这些附加的加热设备生成辅助热，以用于 减小在回火热处理期间出现的温度梯度以及由于温度差导致的应力。
在本发明的另 一有用实施例中，当使用由含9-12%铬的马氏体钢 制成的、带有由不必热处理的材料制成的覆盖填料的半板条时，与该 半板条相邻接的管也由相同材料制成，因为这从焊接和热处理角度考 虑是合理的。
本发明的另一有用实施例提出在所述回火热处理期间，通过利用 液压或机械辅助结构实现的自重的力偏转来消除管壁面板的回火区域
的力。由此可实现最优的热处理。
有利的是，使板条和半板条在其与管相邻接的侧面上形成最大分 别为2mm的自然轧制边缘。这用作使用在减少焊接应力方面被优化 的焊接参数的基础。另外有利地，与板条和半板条管相邻接的侧面在 圆形焊缝面板接缝的区域中形成有用于双斜边坡口焊接的倒角。通过 此措施，在此区域可实现管-板条连接的完全连接，即在板条的整个壁 厚度上的焊接，从而减小应力集中效果。
本发明的另一个有利的实施例提出，回火热处理在740-780。C的 温度下进行，并且在本发明的还另一个有利的实施例中，回火热处理 在2分钟/mm壁厚的时间段上进行，但是至少进行60分钟。这样， 可确保对将被处理的组件进行无缺陷的回火热处理或回火。
本发明的另 一个有利的实施例提出，主要由含9-12%铬的马氏体 钢制成的附加的焊合部件(例如焊装侧板)的装配焊接连接位置在车 间中形成为具有由不必热处理的材料组成的镀层和/或由不必热处理 的材料组成的锻造或轧制半成品和/或由不必热处理的焊料组成的緩 冲件，然后，在车间中将该焊合部件焊接到管壁面板上，并且与管壁面板一起在加热设备中进行回火热处理。通过此措施实现了，在管壁 上存在具有焊合表面的焊合部件，在施工现场可将部件焊接在其上， 而不必对焊缝热处理。
下文，将借助于附图和描述来更详细地说明本发明的实施例。在
附图中
图l是蒸汽发生器管壁的平面管壁面板的示意图，该管壁面板已 在车间中制造出，
图2示出图1中的局部剖面A-A的剖视图，
图3类似于图l，但是示出在板条中具有装配缝的可选实现方案，
图4类似于图1，但是示出具有装入管壁面板的套管的可选实现 方案，和在填充板中具有开口以便布置在管壁中的盘管的管穿过的可 选择方案，
图5类似于图2，但是示出在半板条上具有緩沖件的可选择实现
方案，
图6类似于图1，在平面图中示意性地示出管壁面板的端部弯曲 成拐角，
图7在俯视图中示意性地示出平面管壁面板的连接部分的棱角，
图8类似于图1，但是在俯视图中示意性地示出从管壁的倾斜管 到竖直管的过渡件，
图9在俯视图中示意性地示出管壁面板的在其圆形焊缝-面板接 缝处的装配侧的连接，从而在该图的上部部分中，示出管壁面板的焊 接，并且在该图的下部部分中，示出利用局部使用的并且局部作用的 加热设备对焊缝进行的回火热处理，
图IO示出图9的局部剖面B-B的横剖视图，
图11在俯视图中示意性地示出管壁面板与其的板条-板条-面板 接缝的装配地点连接，
图12示出图11的细部'E，的纵向剖-f见图，图13示出图11的局部剖面C-C的横剖^L图，图14示出图4的局部剖面D-D的横剖视图，图15示出图4的局部剖面I-I的横剖视图，
图16示意性地示出板条或半板条(用于管-板条连接)的侧视图，图17示出图16的剖面F-F的横剖视图，图18示出图4的剖面G-G的横剖视图，图19示出图4的剖面H-H的横剖视图。
具体实施例方式
根据本发明制造的管壁l主要用于利用矿物燃料加热的发电设备的未示出的蒸汽发生器中。这里，管壁1包围在大多数情况下为矩形或方形的燃烧室，以及布置在其上并且在内部通常设置有由盘管形成的加热表面的气道。这意味着通常作为管壁的四个侧壁包围蒸汽发生器的气道和/或燃烧室。由焊接的管-板条-管组合形成的管壁1的各管在其中引导利用矿物燃料的燃烧加热的工作介质，并且将该工作介质传送至另外的处理过程。根据蒸汽发生器的结构形式不同，管壁l可被垂直地或倾斜地布管，或者可由倾斜和垂直管道的组合形成，即，在管壁l中各管倾斜地或者说成一定角度地或者垂直地延伸。这又意味着根据蒸汽发生器或管壁1的结构形式不同，可以存在包括平面的管壁面板2、弯曲管壁面板2.1、过渡管壁面板2.2和拐角弯管28的管壁组成部件的不同组装。在仅倾斜布管的管壁l中，在从倾斜布管的管壁区域到垂直布管的管壁区域的过渡部处的过渡管壁面板2,2被省去，而在仅垂直布管的管壁1的情况下，在管壁l的拐角处的管弯曲部也,皮省去。
图1示出在车间中完成的平面的管壁面板2，其中需要多个这样的管壁面板2来制造未示出的蒸汽发生器的管壁1，因为在施工现场、即在装配期间，管壁面板2在它们的板条-板条和圆形焊缝-面板接缝6、7处焊接在一起，所述各接缝形成管壁面板2的四周边缘。平面的管壁面板2既可用于垂直布管的管壁1，也可以用于倾斜布管的管壁1，并且如图1所示，它可构造成矩形或根据需要构造成梯形或其它形状。
其由多个管3、 3.1和布置在管3、 3.1之间的板条4形成，以及在管壁面板2的板条-板条-面板接缝6 (即，沿管3、 3.1的纵向轴线或者平行于该纵向轴线延伸的面板接缝或外边缘)处分别构成为具有半板条5。中间的管3和板条4由含9-12%铬的马氏体钢组成，优选地由材料X10CrWMoVNb9-2 ( T92 )制成，平面的管壁面板2的两侧的分别最靠外侧的管3.1由含9-12%铬的马氏体钢制成，或者由不需热处理的材料制成。半板条5由不需热处理的材料制成或者由含9-12%铬的马氏体钢制成，其中对于后一种材料，将一由不需热处理的材料制成的緩沖件21施加到半板条5的纵向侧上(见图5)。因此，根据本发明，管壁面板2沿板条-板条-面板接缝6由不需热处理的材料构成。管壁面板2的所有管3、 3.1、板条4以及半板条5在车间中利用焊缝8连接成管壁面板2，其中焊缝8可构造成如图2所示的角焊部，或者也可以构造成其它的方式(双斜边坡口焊缝)。为了将车间焊缝8和以后在装配地点施加的焊缝9和12 (见图9和11)施加在板条-板条-和圆形焊缝-面板接缝6、 7处，在管3、 3.1、板条4和半板条5的端面上设置相应的倒角。对于例如利用涂覆焊接施加的緩冲件21，根据图5，倒角可在将緩冲件施加在半板条5的纵向侧上时一起形成。管壁1中的例如用于燃烧器口、检查门等可能是必需的壁开口或弯曲部在各管壁面板2的制造期间被加以考虑，但是未在图1中示出。
对于不需热处理的材料的利用或使用，所要求或所指的是在将其与待连接的构件焊接之后不需要回火热处理或后热处理的材料。
对于用于管壁面板2的管3.1和半板条5的材料的选择这样进行，即，当半板条5由含9-12%铬的马氏体钢制成时，相邻接的管3.1优选地由相同材料制成。当半板条5由不需热处理的材料制成时，如果半板条5足够长并且半板条5和管3.1之间的焊缝8的影响较为轻微，则相邻接的管3.1可优选地由含9-12%铬的马氏体钢制成。对于半板条5很短并且由此半板条5和管3.1之间的焊缝8的影响4艮大情况，相邻接的管3.1优选地也由不需热处理的材料构成。对于蒸汽发生器具有倾斜布管或具有倾斜和垂直布管的管壁1的
情况，倾斜布管的管壁1需要其端部根据图6弯曲并由此形成管壁1的拐角的管壁面板2.1。为了制造管壁面板2.1，使用已如上所述地制造的平面的管壁面板2，并且该平面的管壁面板在其端部利用相应的弯曲工具弯曲，从而管壁面板2.1的端部成形为拐角。这里优选这样来进行，即，使管3、 3.1以及板条4和半板条5在管壁面板2.1的弯曲侧的端部具有至少一个短的直区域、即一确定的侧边长度Zi，因此管和板条端部没有终止于该管弯曲部。管出口处的直区域简化了在施工现场在以后圆形焊缝-面板接缝7的连接。侧边长度Z，可以从0.3米到数米。另外，对于弯曲的管壁面板2.1，除了由不需热处理的材料制成的半板条5之外，还使用贴靠在其上的优选也由不需热处理的材料制成的管3.1。这样简化了在装配地点处的板条-板条-面板接缝6上的焊接处理。
作为使用在其端部弯曲的管壁面板2.1以形成管壁1的可替代方案，可使用平面的管壁面板2，在施工现场装配管壁1时该平面管壁面板2在管壁1的拐角处与拐角弯曲部28连接。为此，与管壁面板2在时间上并行地，根据图7的拐角弯曲部28在车间中优选地单独地制造或者作为双拐角弯曲部制造，其中每个(双)拐角弯曲部28都具有连接板条29，以便以后在装配地点与相邻接的(双)拐角弯曲部28连接(对应于管3和板条4的连接)，其中连接板条29通过焊缝30与该(双)拐角弯曲部28连接。单或双拐角弯曲部28和焊接到其上以形成管-板条-管连接的连接板条29由不需热处理的材料制成。这使得可利用烊接在装配地点处实现管壁面板2与拐角弯曲部28以及连接板条29的连接，而无需事后对拐角弯曲部28和连接板条29进行回火热处理。是弯曲的管壁面板2还是平面的管壁面板2与拐角弯曲部28相结合地使用的决定必须或者可从商业和构造的角度考虑。尽管使用弯曲的管壁面板2.1已证明是较为经济的，但是平面的管壁面板2结合拐角弯曲部28的使用在管壁1的拐角区域的尺寸不精确性的补偿方面是有利的。对于弯曲的管壁面板2.1,拐角弯曲部28在其端部具有
15至少一个短的直区域，即一确定的侧边长度Z2，其中侧边长度Z2至
少应为拐角弯管的直径(通常在30-50mm之间)的一倍。
另外，对于具有倾斜和垂直布管的蒸汽发生器，需要根据图8的过渡管壁面板2.2，其实现了不同地布管的管壁1之间的所述过渡部32。为此，将两个根据尺寸要求制造的或裁切的平面的管壁面板2这样组装起来，即，将两个管壁面板2的管3、 3.1、板条4和半板条5的端部在过渡区域32中利用成形件24和焊缝25相连接，其中成形件24也相互焊接。如从图8中可见，管壁面板2、 2.1、 2.2的几何形式并不局限于矩形的构型(如图1、 3和4所示)，而是可与管壁l的结构要求相匹配。另外，与垂直布管的管壁1相比，倾斜布管的管壁1的管间距(Rohrteihmg)可不同，从而例如，在管壁1的垂直布管的部分中的两个管3、 3.1在倾斜布管的部分中布置一个管3、 3.1。
为了在装配地点处在以后组装或焊接的管壁面板2、 2.1、 2.2的圆形焊缝-面板接缝7时能够补偿在管壁面板2、 2.1、 2.2处的间距差方面的尺寸不精确性，以及为了能够补偿在施工现场的局部热处理中出现的热膨胀，在管壁面板2、 2.1、 2.2的板条4中的至少一个上，可在其纵向范围的部分区域上并且从板条4的一个端部或者板条4的两个端部出发设置一具有确定的长度(例如0.3-10m)和确定的缝宽度(例如，3-6mm)的、沿板条4的纵向形成的细长装配缝18。图3示出仅从板条4的一个端部、即从两个圆形焊缝-面板接缝7之一出发的装配缝18。这里，由含9-12%铬的马氏体钢制成的板条4在装配缝18的区域中被由不需热处理的材料制成的板条4.1替换，其中，板条4.1的长度可对应于装配缝18的长度加上10-100mm的余量X。通过使用由不需热处理的材料制成的板条4.1，可在进行调整和在装配地点焊接管壁面板2、 2.1、 2.2之后利用焊缝23封闭或填充装配缝18，而不必事后对此焊缝23进行热处理。图11示出多个焊接在一起的管壁面板2、 2.1、 2.2，它们形成有多个这样的装配缝18。例如，每三个、两个或每个板条4可构造为具有一装配缝19并从而具有一板条4.1。另外图11作为示例示出这样的管壁面板2、 2.1、 2.2，所述管壁表面
16在相应的管壁表面2、 2.1、 2.2的板条4的两端、即在两个圆形焊缝-面板接缝7处具有装配缝18,从而具有板条4.1。
尤其对于窄板条4.1，以后在装配地点处利用焊缝23对装配缝18进行的封闭导致，接下来必须对与板条4.1相邻接并由含9-12%铬的马氏体钢制成的管3、 3.1进行热处理。在装配缝18或板条4.1的区域中分别相邻接的管3、 3.1根据图12用不需热处理的材料加长，由此这种可能需要的热处理可以避免。这意味着在装配缝18或板条14的区域中，由含9-12%铬的马氏体钢制成的管3、 3.1的端部用由不需热处理的材料制成的管延伸部19代替。这里，管延伸部19的长度优选与板条4.1的长度相匹配。
在蒸汽发生器管壁1的区域26上，根据图4、 14和15设置在管壁1内部的并且未示出的盘管或者加热面的管14通过或穿过管壁1，在管面板2、 2.1、 2.2内部设置有容纳元件以容纳和引导管14通过，容纳元件分别具有适合于管14穿过的通口 20并且由不需热处理的材料制成。填充板22或套管13可用作容纳元件。通常，当管3、 3.1之间的板条4或两个半板条5的宽度足以容纳套管13并且能够利用焊缝15将其焊接到板条4或半板条5中时，使用套管13(见图14)。在板条4过窄的情况下，例如一管3、 3.1从面板的平面中弯曲出来，并且所形成的自由空间由填充板22填充且利用焊缝15与相邻接的管3、3.1和/或板条4和/或半板条5焊接在一起(见图4和15 )。根据管壁l上的、管14包括其套管17通过管壁1的区域26的几何布置，管壁面板2、 2.1、 2.2可不具有、具有一个或多个带有管通口的区域26。通常，通过管壁1的管14之间的距离对应于管壁1中的管间距的数倍，即管通口在结构上是相同的。另外，还可将用于容纳管14的套管13附加地装入设置成容纳元件的填充板22，并且利用焊缝15将它们相互连接。这里，见图14，套管13不再设置在板条4中，而是布置在填充板12中(见括号中的22)。
在车间中(车间侧)制造或完成管壁面板2、 2.1、 2.2之后，在下一个方法步骤中，同样在车间中，在一未示出的笫一加热设备中对全部管壁面板2、 2.1、 2.2的焊缝8、 15、 21和25进行回火热处理。 通常使用由于管壁面板2、 2.1、 2.2的尺寸而与此匹配的炉作为第一加 热设备，在该炉中管壁面板2、 2.1、 2.2被单独或多个同时热处理。因 此根据本发明确保，施加到管壁面板上的焊缝的很大部分在车间中就 已经被回火热处理，因而在这一点上，在装配侧在施工现场不再需要 额外的花费。上文列举了对于热处理的所有可能的管壁面板和所有可 能的焊缝。如上所述，根据蒸汽发生器以及由此还有管壁1的构型不 同，可以只使用一种形式的管壁面板及其焊缝。在第一加热设备中对 焊缝8、 15、 21和25的回火热处理有利地在740-780。C的温度下执 行，并且更为有利地在2分钟/mm壁厚的时间间隔上执行，但至少执 行60分钟。
在该方法步骤完成之后，将管壁面板2、 2.1、 2.2运送至用于竖 立待建造的未示出的蒸汽发生器的管壁1的施工现场。为此，在下一 个方法步骤中，在施工现场、即在装配侧利用焊缝9将管壁面板2、 2.1、 2.2连接在其圆形焊缝-面板接缝7上(图9、 10和12示出两个 管壁面板2、 2.1、 2.2的连接)。为了施加圆形焊缝9，根据图12,板 条4、 4.1和半板条5在车间被构造成稍短于管3、 3.1，从而在管3、 3.1上形成制成圆形焊缝9的自由空间。在施加圆形焊缝9之后，将填 充板27装入该自由空间，并且利用焊缝9.1使其与管3、 3.1和板条4、 4.1以及半板条5连接。如果代替弯曲管壁面板2.1，在倾斜布管的管 壁1中使用拐角弯曲部28，以形成拐角，则现在拐角弯曲部28包括 其连接板条29通过焊缝9、 9.1与平面的管壁面板2.1连接。
接着该方法步骤之后，下一个方法步骤在施工现场进行，其中利 用第二加热设备10对焊缝9、 9.1进行回火热处理，该第二加热设备 位于焊缝9、 9.1的区域内、即在局部，并且在两侧设置在管壁面板2、 2.1、 2.2上，为此见图9和10的下部区域。根据需要预先确定回火或 退火区域的大小以及各单个回火参数，即精确地限定热量输入区域以 及加热和冷却梯度。取决于结构和几何条件，可在与第二加热设备IO 相邻的区域中装入附加的第三加热设备ll，以产生辅助热，以便减小温度梯度以及由温度差导致的应力。第二以及第三加热设备10、 11
可以是在几何结构上匹配的电阻加热退火盒，其在必要时还可以在封
闭装配缝18之后覆盖焊缝23的区域并由此对其进行热处理。用于热 处理的退火区域可在管壁面板的整个宽度上或者在面板宽度的确定区 域上或者在各单个圓形焊缝区域或各单个装配缝区域上延伸。如在车 间中对焊缝8、 15、 21和25中的回火热处理一样，这里，回火热处理 也有利地在740° - 780°C的温度下执行，并且另外有利地在2分钟/mm 壁厚的时间间隔上执行，但至少执行60分钟。
在对焊缝9、 9.1以及必要时还有23进行施工现场的回火热处理 之后，在下一个方法步骤中，管壁面板2、 2.1、 2.2 (图11和13示出 多个管壁面板2、 2.1、 2.2的连接)利用焊缝12在其板条-板条-面板 接缝6处连接成完成的管壁1。由于管壁面板2、 2.1、 2.2的各组成部 件的根据本发明的结构，不需要焊缝12的回火热处理。
在装配地点对管壁1进行装配之后，将设置在管壁1内部的并且 未示出的盘管的管14可穿过设置在管壁1中的容纳元件，如套管13 或填充板22,并根据图14或15利用焊接与所述容纳元件连接。为此， 将所制备的管14导入套管13或填充板22，从而套管13或填充板22 与套管17形成一连接部位，该管14由不需热处理的材料制成，并且 具有或在管壁1的通口区域中具有与管14焊接的套管17或由此被制 备。随后，这两个套管13和17或填充板22和套管17在装配地点处 利用焊缝16连接。由于连接部位的根据本发明的构型，不需要对焊缝 16进行事后的回火热处理。
为了在施工现场获得这样的可能性，即将相应必需的构件焊接到 蒸汽发生器的管壁1上而不必接着进行回火热处理，可采取相应的措 施。为此，由主要由含9-12%铬的马氏体钢制成的未示出的焊装部件、 例如焊装侧板的装配焊接连接部位，即在施工现场焊装其它构件的连 接位置，在车间构造成具有由不需热处理的材料制成的镀层和/或由不 需热处理的材料制成的锻造或轧制的半成品和/或由不需热处理的焊 接材料制成的覆盖填料(Aiiffiitterung)，焊装部件接着在车间中焊接到管壁面板2、 2.1、 2.2上，并接着在第一加热设备中被回火热处理。 根据图16和18，板条4、 4.1和半板条5的与管相邻接的侧面31 形成有分别最大为2mm的自然轧制边缘(见图18)。这用于限制管 3、 3.1与板条4、 4.1或半板条5之间的焊接残留间隙，并且作为应用 在减小焊接应力方面得到优化的焊接参数的基础。另外，根据图16、 17和19，与管相邻接的板条4、 4.1和半板条5的侧面31在圆形焊缝 -面板接缝7的局部热处理的区域中构造成具有用于双斜边坡口焊接 的倒角，从而在车间中，管-板条连接可作为完整连接实现。用于双斜 边坡口焊接的倒角的区域Y可在20 - 200mm之间。
对于由含9-12%铬的马氏体钢制成的管3、 3.1、板条4、半板条 5、成形件24和填充板27优选使用材料X10CrWMoVNb9-2 ( T92 )。 可选地，使用材料VM12画SHC ( Vallourec画Mannesmann公司的内部 标号)。合金617 ( NiCr23Col2Mo )和合金617 mod. ( MCr23Col2Mo mod.)优选地用于管壁面板2、 2.1、 2.2的由不需热处理的材料制成 的构件。可选地，也可将相应的耐热的奥氏体材料用于容纳元件13、 22。
在装配侧的圆形焊缝-面板接缝7的区域中的填充焊接部(焊缝 9.1)和在装配缝18的区域中的填充焊接部(焊缝23)优选地通过 WIG方法实现。
为了减小应力和变形(Verwerfung)，可对机械地并在车间中完 成的管3、 3.1与板条4、 4.1和半板条5的UP焊接连接部进行预热。
为了避免在车间中制造和处理管壁面板2、 2.1、 2.2时出现裂紋， 在管壁面板2、2.1、2.2接下来的最终热处理完成之前可进行中间退火。
为了在回火热处理期间从管壁面板2、 2.1、 2.2的退火区域卸去 力，可分别针对应用场合利用液压或机械辅助结构进行其自重的力偏 转。
对于由含9-12%铬的马氏体钢制成的管3、 3.1、板条4、半板条 5、成形件24和填充板27的彼此之间的焊接，优选使用相同类型的焊 接添加(i真充)材料(SchweiBzusatzwerkstoff)。对于由不需热处理的材料制成的管3.1、板条4.1、半板条5、套 管13、填充板22、拐角弯曲部28、拐角弯曲部28上的连接板条29 以及緩冲部21的彼此之间的焊接，优选使用相同类型的焊接填充材 料。
对于由含9-12%铬的马氏体钢制成的管3、 3.1、板条4、半板条 5、成形件24和填充板27与由不需要热处理的材料制成的管3.1和/ 或板条4.1和/或半板条5和/或套管13和/或填充板22和/或拐角弯曲 部28和/或拐角弯曲部28上的连接板条29和/或緩冲部21的焊接优 选使用由不需热处理的材料制成的焊接填充材料。附图标记列表 1管壁
2 管壁面板
2.1 管壁面板
2.2 管壁面板 3管
3.1管 4板条 4.1板条 5半板条
6板条-板条-面板接缝
7 圆形焊缝-面板接缝
8 焊缝，车间中
9 焊缝，装配地点 9.1焊缝，装配地点
10 第二加热设备
11 第三加热设备
12 焊缝，在装配地点 13套管
14 盘管的管
15 焊缝，车间中
16 焊缝，装配地点 17套管
18 装配缝
19 管延伸部
20 通口
21 緩沖部
22 在管通口处的填充板
23焊缝，装配地点(封闭装配缝)24 成形件
25 焊缝，车间中
26 具有管通口的管壁区域
27 圆形焊缝-面板接缝处的填充板
28 拐角弯曲部
29拐角弯曲部处的连接板条
30 焊缝，车间中
31 板条和半板条的与管相邻接的侧面
32 管壁的倾斜和垂直分别的管之间的过渡部
权利要求
1.一种用于制造主要由含9-12％铬的马氏体钢组成的蒸汽发生器管壁的方法，其中管壁(1)由管-板条-管组合形成并且由平面的管壁面板(2)、弯曲的管壁面板(2.1)、过渡管壁面板(2.2)和拐角弯曲部(28)中的至少一种的多个管壁组成部件组装而成，并设计成在管壁区域(26)上具有分别构成为通口(20)的容纳元件(13、22)，在所述管壁区域上管(14)穿过管壁(1)，并且管壁面板(2、2.1、2.2)在其周边上在纵向侧具有板条-板条-面板接缝(6)以及在横向侧具有圆形焊缝-面板接缝(7)，该方法包括以下步骤，a)在车间中，通过利用焊缝(8)将管(3，3.1)、板条(4)和半板条(5)以及利用焊缝(15)将容纳元件(13，22)连接成管壁面板(2，2.1，2.2)，并且通过利用焊缝(30)将拐角弯曲部(28)与连接板条(29)连接，制造所述平面的管壁面板(2)和/或弯曲的管壁面板(2.1)和/或过渡管壁面板(2.2)和/或拐角弯曲部(28)，其中过渡管壁面板(2.2)构造成具有成形件(24)，所述成形件在过渡部(32)处通过焊缝(25)与倾斜和垂直布置的管(3、3.1)的端部相连接，而且中间的管(3)和板条(4)由含9-12％铬的马氏体钢组成，并且在管壁面板(2，2.1，2.2)的两侧分别最靠外的管(3.1)由含9-12％铬的马氏体钢或者不需热处理的材料组成，设置在板条-板条-面板接缝(6)处的半板条(5)由不需热处理的材料或含9-12％铬的马氏体钢组成，沿两个板条-板条-面板接缝(6)在所述半板条上施加一由不需要回火热处理的材料组成的缓冲部(21)，所述容纳元件(13，22)由不需热处理的材料组成，具有连接板条(29)的拐角弯曲部(28)由不需热处理的材料组成，其中，所述成形件(24)由含9-12％铬的马氏体钢或者由不需热处理的材料组成，b)在车间中利用第一加热设备对所制造的管壁面板(2，2.1，2.2)的焊缝(8，15，21，25)进行回火热处理，c)在装配地点，利用焊缝(9，9.1)在使用填充板(27)的情况下使所述平面的管壁面板(2)和/或弯曲的管壁面板(2.1)和/或过渡管壁面板(2.2)和/或拐角弯曲部(28)在其圆形焊缝-面板接缝(7)处连接，所述填充板(27)由含9-12％铬的马氏体钢组成，d)在装配地点，利用设置在焊缝(9，9.1)的区域中以及在两侧设置在管壁面板(2，2.1，2.2)上的第二加热设备(10)对管壁面板(2，2.1，2.2)和/或拐角弯曲部(28)的圆形焊缝-面板接缝(7)处的焊缝(9，9.1)进行回火热处理，e)在装配地点，利用焊缝(12)将所述平面的管壁面板(2)和/或弯曲的管壁面板(2.1)和/或过渡管壁面板(2.2)和/或拐角弯曲部(28)在它们的板条-板条-面板接缝(6)处连接，而不对这些焊缝(12)进行后续的回火热处理，f)将带有套装的套管(17)制备的管(14)引导穿过管壁(1)的相应的容纳元件(13，22)，其中，由不需热处理的材料制备的套管(17)分别设置在管壁(1)的通口区域中并与管(14)连接，并且在装配地点利用焊缝(16)使套管(17)与容纳元件(13，22)连接，而不对这些焊缝(16)进行后续的回火热处理。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，拐角弯曲部(28)被 构造成单弯曲部或双弯曲部。
3. 根据权利要求l的方法，其特征在于，附加于步骤a)， 一管 壁面板(2， 2.1， 2.2)的板条(4)中的至少一个在其长度范围的一个 部分区域上并且从板条(4)的一个端部或者从板条(4)的两个端部 出发具有在所述板条(4)的纵向上形成的装配缝(18)，所述装配缝 用于补偿尺寸不精确性，并且在所述装配缝(18)的区域中，用由不 需进行后热处理的材料组成的板条(4.1)替代由含9-12%铬的马氏体 钢组成的板条(4)。
4. 根据权利要求3的方法，其特征在于，附加于权利要求1的步骤c)，在管壁面板(2， 2.1， 2.2)处的尺寸不精确性的补偿之后， 在装配地点利用焊缝(23)封闭装配缝(18)。
5. 根据权利要求4的方法，其特征在于，附加于权利要求1的 步骤d)，对在管壁面板(2， 2.1， 2.2)的装配缝(18)处的焊缝(23) 的回火热处理在装配地点利用第二加热设备(10)进行，所述第二加 热设备设置在所述焊缝(23)的区域内并在两侧设置在所述管壁面板(2， 2.1， 2.2)上。
6. 根据权利要求3的方法，其特征在于，所述板条(4.1)的长 度等于所述装配缝(18)的长度加上10-100mm的余量(X)。
7. 根据权利要求1的方法，其特征在于， 一管壁面板(2， 2.1， 2.2)的个别或全部管(3， 3.1)在它们的圆形焊缝-面板接缝(7)处 构造有由不必热处理的材料组成的管延伸部(19)。
8. 根据权利要求7的方法，其特征在于，与装配缝(18)直接 相邻的管(3, 3.1)构造成具有管延伸部(19)，并且所述管延伸部(19)的长度等于板条(4.1)的长度。
9. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述容纳元件构造成 填充板(22)，并且所述填充板封闭在具有管通口的管壁区域(26) 中通过至少一个管(3, 3.1)的向外弯曲形成的开口，其中，填充板(22)利用焊缝(15)与包围露出的开口的管(3， 3.1)和/或板条(4， 4.1)和/或半板条(5)连接。
10. 根据权利要求1或9的方法，其特征在于，所述容纳元件被 构造成套管(13),并且所述套管设置在板条(4)之内或两个半板条(5)之内或者在填充板(22)之内并与其焊接。
11. 根据权利要求l的方法，其特征在于，附加于步骤d)，在 与第二加热设备(10)相邻的区域中装入附加的第三加热设备(11) 以生成辅助热，所述第二加热设备(10)设置在焊缝(9， 9.1)的区 域内并且在两侧设置在管壁面板(2, 2.1， 2.2)上。
12. 根据权利要求1的方法，其特征在于，当使用由含9-12%铬 的马氏体钢组成的半板条(5)时，相邻接的管(3.1)也由含9-12%铬的马氏体钢组成。
13. 根据权利要求1或5或11的方法，其特征在于，在所述回 火热处理期间，通过利用液压或机械辅助结构实现的自重的力转向来 消除管壁面板(2， 2.1， 2.2)的退火区域的力。
14. 根据权利要求1或3的方法，其特征在于，所述板条(4， 4.1)和半板条(5)在它们的与管相邻接的侧面(3)上构成有分别最 高为2mm的自然轧制边缘。
15. 根据权利要求1或3的方法，其特征在于，板条(4， 4.1) 和半板条(5)的与管相邻接的侧面(31)在圆形焊缝-面板接缝(7) 的区域中构成为具有用于双斜边坡口焊接的倒角。
16. 根据权利要求1或4的方法，其特征在于，在填充板(27) 和/或装配缝(18)处利用WIG方法形成构造成填充焊接部的焊缝(9.1， 23)。
17. 根据权利要求1或3的方法，其特征在于，在利用焊缝(8) 在车间中将板条(4， 4.1)和半板条(5)与管(3， 3.1)连接之前， 对这些构件进行预热，并接着利用UP焊接法形成焊缝(8)。
18. 根据权利要求1的方法，其特征在于，附加于步骤a)，在 管壁面板(2， 2.1, 2.2)的制造过程中，对还未完成的管壁面板(2， 2.1， 2.2)的部分或区段进行中间退火。
19. 根据权利要求l的方法，其特征在于，主要由含9-12%铬的 马氏体钢组成的附加焊合部件的、适于在装配地点处焊合构件的装配 焊接连接位置在车间中构成为具有由不需热处理的材料组成的镀层 和/或由不需热处理的材料组成的锻造或轧制半成品和/或由不需热 处理的焊接材料組成的覆盖填料，接着，在对所述焊合部件实施步骤 b)之前，在车间中将所述焊合部件焊接到管壁面板(2， 2.1， 2.2) 上。
20. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，对于由含 9-12%铬的马氏体钢组成的管(3, 3.1)、板条(4)、成形件(24) 和填充板(27)相互之间的焊接使用相同类型的焊接添加材料。
21. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，对于由不 需热处理的材料组成的管(3.1)、板条(4.1)、半板条(5)、套管(13)、填充板(22)、拐角弯曲部(28)、在拐角弯曲部(28)上 的连接板条(29)以及緩沖部(21)相互之间的焊接使用相同类型的 焊接添加材料。
22. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，对于由含 9-12%铬的马氏体钢组成的管(3、 3.1)和/或板条(4)和/或半板条(5)和/或成形件(24)和/或填充板(27)与由不需热处理的材料 组成的管(3.1)和/或板条(4.1)和/或半板条(5)和/或套管(13) 和/或填充板(22)和/或拐角弯曲部(28)和/或在拐角弯曲部(28) 上的连接板条(29)和/或緩冲部(21)的焊接使用不需要后热处理 的焊接添加材料。
23. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，将材料 X10CrWMoVNb9-2用作所述含9-12%铬的马氏体钢。
24. 根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于，将 NiCr23Col2Mo mod或NiCr23Col2Mo用作所述不需热处理的材料。
25. 根据权利要求1的方法，其特征在于，根据步骤a)，为了 制造弯曲的管壁面板(2.1)，半板条(5)和分别最靠外侧的管(3.1) 由不需热处理的材料组成。
26. 根据权利要求l的方法，其特征在于，为了制造倾斜布管的 管壁(1)，使用平面的管壁面板(2)和弯曲的管壁面板(2.1)或 者使用平面的管壁面板(2)和拐角弯曲部(28)
27. 根据权利要求l的方法，其特征在于，为了制造垂直布管的 管壁(1)，使用平面的管壁面板(2)。
28. 根据权利要求1的方法，其特征在于，为了制造倾斜和垂直 布管的管壁(1)，使用平面的管壁面板(2)、弯曲的管壁面板(2.1) 和过渡管壁面板(2.2),或者使用平面的管壁面板(2)和过渡管壁 面板(2.2)和拐角弯曲壁(28)。
29. 根据权利要求1的方法，其特征在于，回火热处理在740-780°C的温度下进4亍。
30.根据权利要求1的方法，其特征在于，回火热处理在2分钟 /mm壁厚的时间间隔上进行，但是至少进行60分钟。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造主要由含9-12％铬的马氏体钢组成的蒸汽发生器管壁的方法，其中管壁由管-板条-管组合形成并且由平面的管壁面板、弯曲的管壁面板、过渡管壁面板和拐角弯曲部中的至少一种的多个管壁组成部件组装而成，并设计成在管壁区域上具有分别构成为通口的容纳元件，在所述管壁区域处管通过管壁，并且管壁面板在周边具有纵向板条-板条面板接缝和横向圆周焊接-面板接缝，该方法包括以下步骤在车间，通过焊接相应的部件，制造主要由含9-12％铬的马氏体钢组成的并且在确定的位置处由不需热处理的材料组成的管壁组成部件；利用第一加热设备在车间中对管壁组成部件进行回火热处理；利用焊缝在装配地点使管壁组成部件在其圆形焊缝-面板接缝处连接；利用第二加热设备在装配地点对在管壁组成部件的圆形焊缝-面板接缝处的焊缝进行回火热处理；利用焊缝在装配地点使管壁组件在它们的板条-板条面板接缝处连接，而不对这些焊缝进行后面的回火热处理；引导所制备的管通过管壁的各自的容纳元件，并且在装配地点利用焊缝使该管与容纳元件连接，而不对这些焊缝进行后面的回火热处理。
文档编号B21D53/08GK101642793SQ20091016033
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月7日 优先权日2008年8月8日
发明者A·沙尔克, A·黑尔姆里希, D·穆特, R·哈特维希 申请人:阿尔斯通技术有限公司