[发明专利]汽轮发电机用奥氏体无缝不锈钢矩形通水管的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于1000MW级超超临界汽轮发电机的高强度、耐蚀性能强的奥氏体无缝不锈钢矩形通水管的加工方法。

背景技术

目前发电机的制造正在向大容量、环保型、高效、低成本化方向发展，因而对其关键部件定子水内冷管即通水管的强度、耐蚀、导磁率等性能及质量要求越来越高，成本要求越来越低。原先在容量为300MW、600MW等汽轮发电机中广泛应用的紫铜空心导线由于强度、耐蚀性能差、附加损耗大、成本高等缺点而不能满足1000MW级超超临界汽轮发电机的要求。

1000MW级超超临界汽轮发电机长期处于高速运转状态，定子线棒由空心通水管和实心股线编织换位540°组合而成，且容易发热，需长期处于通水状态，因此要求通水管强韧性能好、耐蚀性能强、附加损耗低、成本低，通过分析各种材料的性能可知，奥氏体不锈钢是1000MW级超超临界汽轮发电机定子水内冷管的理想材料，但是采用传统的奥氏体不锈钢管加工方法即：采用钢锭热轧(或热挤压)成钢管，再通过冷轧或冷拉进行减径减壁与固溶退火，最后获得所需要的成品管，由于在热轧或热挤压时受加工温度、变形率及冷加工的道次加工率等方面的影响，使得管材的导磁率与晶界腐蚀不能达到上述1000MW级超超临界汽轮发电机用定子通水管的技术要求，而且传统的不锈钢管冷拉工艺受芯棒结构、材质及润滑工艺的制约，在拔制截面尺寸为宽度10～18mm、厚度4～8mm、壁厚0.8～1.5mm的小截面矩形管时阻力很大，内外表面质量及尺寸精度达不到使用要求，同时由于冷拉形成的缺陷还大大降低了管材的综合性能。

如中国专利03119950.X《耐水蒸汽氧化性优良的奥氏体系不锈钢管及其制造方法》公开的一种耐水蒸气氧化性优良的奥氏体系不锈钢管成分为含C：0.03-0.12％，Si：0.1-0.9％，Mn：0.1-2％，Cr：15-22％，Ni：8-15％，Ti：0.002-0.05％，Nb：0.3-1.5％，sol.Al：0.0005-0.03％，N：0.005-0.2％和O(氧)：0.001-0.008％，其余部分由Fe和杂质构成，加工工艺为：①将管坯在1100-1350℃下保持加热后，以0.25℃/秒以上的冷却速度进行冷却；②在500℃以下的温度区域进行截面减少率10％以上的塑性加工；③在1050℃-1300℃的温度范围内且比所述工序①中的加热温度低10℃以上的温度下，保持加热后进行冷却或按另一种加工工艺：④将原料钢加热到1100℃-1350℃；⑤通过热轧加工形成钢管；⑥在0.25℃/秒以上的冷却速度冷却成形后的钢管；⑦在500℃以下的温度区域进行截面减少率10％以上的塑性加工；⑧在1050-1300℃范围内的温度下，而且在以上述工序④中的加热温度低10℃以上的温度下保持加热后进行冷却。这种成分的不锈钢管C含量≥0.03％，极易可能形成Cr23C6等碳化物，造成周围地区贫铬，贫铬的晶界与晶粒本体间的电位差形成小阳极大阴极的电偶腐蚀，使晶界物质受到严重腐蚀，同时该专利申请文件中提出的在500℃以下的温度区域进行截面减少率10％以上的塑性加工工序，在实际生产本成分的奥氏体不锈钢矩形管时，当单道次加工率超过13％时管材导磁率会严重超过本产品的技术要求，另外，采用上述工艺生产1000MW级汽轮发电机用奥氏体无缝不锈钢矩形通水管具有工序多、成品率低、成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术工序多、成本高、成品率低，加工后产品晶间腐蚀不合格、磁导率偏高、尺寸偏差大、表面质量差的缺点，提供一种工序少、成本低、成品率高、操作便捷、工艺稳定，集加热、穿孔变形为一体的1000MW级超超临界汽轮发电机用奥氏体无缝不锈钢矩形通水管的加工方法。

本发明的具体技术方法是：一种汽轮发电机用奥氏体无缝不锈钢矩形通水管的加工方法，它包括以下具体步骤：

1、热轧圆钢：将原料钢坯在1160～1300℃温度下通过热轧成Φ13～20mm圆钢；

2、连续挤压圆管：将热轧成的Φ13～20mm圆钢剥皮后通过连续挤压机在挤压机仪表显示温度为880℃～920℃条件下以20～60米/小时的挤出速度连续光亮挤压成Φ10～18mm、壁厚0.8～1.6mm的圆管，并根据工艺要求进行定尺锯切；

3、无芯棒拉制椭圆管：将Φ10～18mm、壁厚0.8～1.6mm的定尺圆管采用复合润滑剂无芯棒拉制成短轴7～14mm、长轴12～19mm的椭圆管，无芯棒拉制椭圆管的加工率控制在5～13％；