一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉管.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114561612A(43)申请公布日2022.05.31(21)申请号202111616035.4C22C30/00(2006.01)(22)申请日2021.12.27F16L9/02(2006.01)(71)申请人岩柏增材智造（徐州）科技有限公司地址221000江苏省徐州市铜山区茅村镇运河路(72)发明人翟长生郑红星董安平邓意达董振标周亢(74)专利代理机构北京盛凡佳华专利代理事务所(普通合伙)11947专利代理师安学慧(51)Int.Cl.C23C4/129(2016.01)C23C4/08(2016.01)C23C4/02(2006.01)C23C4/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉管(57)摘要本发明一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉管，其特征在于包括适用于超临界、耐热钢管内基体、通过高熵合金熔覆获得的外层以及内基体与外层间强冶金‑化学结合界面。所述的高熵合金熔覆层是通过感应熔覆工艺实现的。高熵合金熔覆层厚度为0.3～1.5mm；界面层厚度为3um～20um。其工艺步骤包括选用适用的耐热钢管作为锅炉管基体、锅炉管基体表面粗糙活化处理、高熵合金涂层预制备、涂层熔覆处理。本发明通过具有优异抗高温氧化性、良好热导系数的特种高熵合金熔覆层与适用于超临界、超超临界的耐热钢管基体的高强高韧性相统一的结构设计，将高熵合金感应熔覆工艺用于锅炉管的制备，满足了超(超)临界锅炉管的恶劣工况条件，服役寿命得到显著提升。CN114561612ACN114561612A权利要求书1/1页1.一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉管，其特征在于：包括材料T/P23低合金铁素体钢管内基体、通过高熵合金熔覆获得的外层以及内基体与外层间强冶金‑化学结合界面。所述的高熵合金熔覆获得的外层是通过感应熔覆工艺实现的。2.根据权利要求1所述的一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉，其特征在于：所述高熵合金熔覆层厚度为0.3～1.5mm；所述界面层厚度在3um～20um之间，界面层是高熵合金熔覆层及锅炉管基体经感应熔覆工艺形成的以冶金‑化学结合为主的过渡层。3.根据权利要求1所述的一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉，其特征在于：所述的高熵合金熔覆层所需要的粉末是由0.6～1.5wt.％硼元素、0.6～1.5wt.％硅元素、0.2～0.8wt.％钼元素以及等摩尔比的铁、钴、镍及铬元素组成的自熔性高熵合金粉末。4.根据权利要求1所述的一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉，其特征在于：其制作方法，主要包括以下步骤：S1根据超临界或超超临界锅炉管的工况条件，选用适用的耐热钢管作为锅炉管基体。S2锅炉管基体表面粗糙活化处理：将所述的锅炉管基体基体(1)外圆进行喷砂洁净粗糙化处理，除油除锈并粗糙化，达到sa3.2的要求。S3高熵合金涂层预制备：将指定的粉末对的锅炉管基体基体外圆，通过火焰喷涂的优化工艺，喷涂高熵合金涂层，达到规定的涂层厚度和质量。S4涂层熔覆处理：采用感应熔覆方式对高熵合金涂层进行强化处理，使涂层本身形成化学及冶金的复合合成，并与锅炉钢基体形成强界面结合。感应熔覆温度为1050～1200℃之间。至此完成超临界、超超临界锅炉管的整体制作过程。2CN114561612A说明书1/4页一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉管技术领域[0001]本发明属于锅炉管加工制造技术领域，更具体地说，涉及一种用于超临界、超超临界锅炉的复合锅炉管。背景技术[0002]超超临界燃煤发电技术备受各国重视，目前超超临界压力锅炉内的主蒸汽压力已高达30MPa，预计在今后二三十年内，燃煤电站锅炉内蒸汽温度将再提高50～100℃，因此更高性能的超超临界锅炉管研发迫在眉睫。目前锅炉管用耐热钢主要有含2％Cr的T/P22、T/P23低合金铁素体钢，含9％Cr的T/P91和T/P92高Cr铁素体钢、含12％Cr的HCM12和HCM12A高Cr铁素体钢、以及以TP347H为代表的奥氏体不锈钢等。锅炉管性能要求更高，企业面临的降成本压力不断加大，因此双金属锅炉复合管研制正受到越来越多的关注。实用新型(CN202020993279.9)提供了一种高压锅炉用内衬不锈钢复合管，为解决内衬不锈钢管的高温承受能力，本发明在内衬不锈钢复合管内部中间开设一个液氮降温空腔，然后将液氮注入空腔内部，通过液氮自身低温对内衬不锈钢复合管快速降温，进而使内部压力降低，提高本体不锈钢管的寿命。但是该发明中内衬不锈钢管本体内部液氮空腔的存在，必然会严重降低不锈钢管的综合力学性能。[0003]德国、日本提出的一种双金属锅炉复合管的生产工艺，具体工艺过程如下：首先他们将两种钢管紧配