本發(fā)明涉及一種穿孔技術，具體涉及一種先進超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼的穿孔工藝。
背景技術：
從目前我國一次能源結構來看，我國能源仍然以煤炭為主，且根據(jù)我國的實際情況，以煤炭為主體的能源結構在相當長的時間內(nèi)不會改變，因此提高煤電轉化效率、發(fā)展清潔煤發(fā)電技術，以及建設大容量、高參數(shù)超超臨界機組是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的關鍵，也是我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，我國已經(jīng)成為世界上擁有超超臨界機組最多的國家，為了保證我國超超臨界機組建設和安全、穩(wěn)定運行，以及未來超超臨界機組的發(fā)展，開展超超臨界機組用關鍵材料的研制是十分必要的，在Incoloy 800H的基礎上，以Al、Nb為合金化元素，開發(fā)了CHDG-B06，是“十二五”國家863重大項目課題之一，CHDG-B06鋼因Al含量較高，常規(guī)的穿孔工藝無法實施，表面存在嚴重裂，長期以來，此類材料都采用成本較高的熱擠壓工藝進行制造；因此，研發(fā)一種能克服以上缺陷的穿孔工藝成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝，該穿孔工藝操作簡便，實用、成本低，可以解決超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管只能熱擠壓的局限性。
本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是：
一種超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝，包括以下步驟：
㈠將圓鋼進行剝皮和切斷；
㈡將步驟㈠的圓鋼中心鉆孔徑為35-40mm的通孔，得到鉆孔管坯；
㈢將步驟㈡所得的坯管進行熱處理，熱處理溫度為1110-1140℃，加熱時間為100-140min，保溫時間為15-20min；
㈣將步驟㈢熱處理后的坯管采用穿孔頂頭進行穿孔得到所需內(nèi)徑尺寸的鋼管毛管，穿孔后將鋼管毛管加熱至920-960℃，再冷卻至室溫；
㈤將步驟㈣所得的鋼管毛管用酸液進行酸洗去除氧化皮，酸洗溫度為50-70℃；
㈥將步驟㈤所得的鋼管進行表面合格檢查。
這樣，對圓鋼先進行鉆孔，可以減降低由于穿孔過程中的變形抗力大引起的急劇溫升，避免穿孔裂紋，另采用合理的加熱時間及保溫時間減輕穿孔過程中的變形抗力。
本發(fā)明進一步限定的技術方案為：
進一步的，前述超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝中，步驟㈣中，冷卻采用水冷與空冷結合，具體為：先采用水冷以2-4℃/s的冷卻速率將坯管冷至380-450℃，然后空冷至300-350℃，再采用水冷以1.8-2.5℃/s的冷卻速率將坯管冷至130-180℃，最后空冷至室溫；
前述超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝中，酸液由質量分數(shù)濃度10-15%的硝酸和質量分數(shù)濃度5-8%的氫氟酸按重量比1：3-1：1混合。
前述超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝中，酸洗后，鋼管表面都貼有復合膜，復合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米材料溶液，復合膜通過交聯(lián)粘結膠與鋼管的表面貼合；
交聯(lián)粘結膠的質量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：25-27%，氨基甲酸乙酯：5-7%，α-亞麻酸：6-8%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：7-9%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：2-3%，過氧化苯甲酰：3-5%，丙烯酸丁酯：4-6%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：2-3%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.7-1.9%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將交聯(lián)粘結膠與PTFE膜進行高溫粘接復合，熱壓復合溫度為185-187℃，時間為1-1.5min，線壓力為1.5-1.7 Kg/mm；
納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：17-～19%，納米二氧化鈦：9-11%，納米碳化硅：1-3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：15-17%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米材料溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為98-100℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2-2.2Kg/mm，軋壓溫度為160-180℃，時間為1-1.5min。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明中的熱處理改善金屬性能和內(nèi)部組織狀態(tài)為穿孔和軋管做準備，合理的加熱溫度和保溫時間提高了管坯塑性、降低變形抗力，改善金屬的組織，避免加熱不當帶來增加金屬表面被氧化，增加了金屬的消耗，另外，加熱溫度過高，會使管坯產(chǎn)生過熱、過燒狀況，增加金屬消耗，降低成材率，熱處理與穿孔變形過程息息相關。
冷卻方式通過水冷與空冷結合的方法，先以較快的冷卻速度水冷，然后進行空冷，最后再通過較慢的水冷冷卻至室溫，不僅可提高毛管的抗水蝕能力，而且可以使組織更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，保證了毛管的抗腐蝕性能，起到了意想不到的技術效果。
本發(fā)明采用圓鋼鉆孔，降低由于穿孔過程中的變形抗力大引起的急劇溫升，避免穿孔裂紋，采用合理的加熱時間及保溫時間減輕穿孔過程中的變形抗力。
本發(fā)明在鋼管表面還貼有復合膜，該復合膜包括PTFE膜，該PTFE膜是采用聚四氟乙烯分散樹脂經(jīng)工藝成的薄膜，聚四氟乙烯塑料樹脂的成孔特性，其表面具有的微孔孔徑很小，水蒸氣能通過而水滴不能通過，因此具有良好的防水透濕功能，另外該孔極度細小和縱向不規(guī)格的彎曲排列，使風不能透過，從而具有很好的防風和保暖防冰效果，同時其還具有一定的防腐功效；用于復合膜上的納米材料溶液，它粒度分布均有具有良好的耐候性、耐化學腐蝕性，抗紫外性強，該交聯(lián)粘結膠粘接性強，使得復合膜牢固的粘接在鋼管的表面不易脫落。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供一種超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝，包括以下步驟：
㈠將圓鋼進行剝皮和切斷；
㈡將步驟㈠的圓鋼中心鉆孔徑為35mm的通孔，得到鉆孔管坯；
㈢將步驟㈡所得的坯管進行熱處理，熱處理溫度為1110℃，加熱時間為100min，保溫時間為15min；
㈣將步驟㈢熱處理后的坯管采用穿孔頂頭進行穿孔得到所需內(nèi)徑尺寸的鋼管毛管，穿孔后將鋼管毛管加熱至925℃，再冷卻至室溫；
冷卻采用水冷與空冷結合，具體為：先采用水冷以2℃/s的冷卻速率將坯管冷至380℃，然后空冷至300℃，再采用水冷以1.8℃/s的冷卻速率將坯管冷至130℃，最后空冷至室溫；
㈤將步驟㈣所得的鋼管毛管用酸液進行酸洗去除氧化皮，酸洗溫度為50-70℃；酸液由質量分數(shù)濃度10%的硝酸和質量分數(shù)濃度5-8%的氫氟酸按重量比1：3混合；
㈥將步驟㈤所得的鋼管進行表面合格檢查。
實施例2
本實施例提供一種超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝，包括以下步驟：
㈠將圓鋼進行剝皮和切斷；
㈡將步驟㈠的圓鋼中心鉆孔徑為40mm的通孔，得到鉆孔管坯；
㈢將步驟㈡所得的坯管進行熱處理，熱處理溫度為1140℃，加熱時間為120min，保溫時間為18min；
㈣將步驟㈢熱處理后的坯管采用穿孔頂頭進行穿孔得到所需內(nèi)徑尺寸的鋼管毛管，穿孔后將鋼管毛管加熱至940℃，再冷卻至室溫；
冷卻采用水冷與空冷結合，具體為：先采用水冷以4℃/s的冷卻速率將坯管冷至450℃，然后空冷至350℃，再采用水冷以2.5℃/s的冷卻速率將坯管冷至180℃，最后空冷至室溫；
㈤將步驟㈣所得的鋼管毛管用酸液進行酸洗去除氧化皮，酸洗溫度為70℃；酸液由質量分數(shù)濃度15%的硝酸和質量分數(shù)濃度8%的氫氟酸按重量比1 ：1混合；
㈥將步驟㈤所得的鋼管進行表面合格檢查。
實施例3
本實施例提供一種超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管的穿孔工藝，包括以下步驟：
㈠將圓鋼進行剝皮和切斷；
㈡將步驟㈠的圓鋼中心鉆孔徑為38mm的通孔，得到鉆孔管坯；
㈢將步驟㈡所得的坯管進行熱處理，熱處理溫度為1130℃，加熱時間為140min，保溫時間為20min；
㈣將步驟㈢熱處理后的坯管采用穿孔頂頭進行穿孔得到所需內(nèi)徑尺寸的鋼管毛管，穿孔后將鋼管毛管加熱至950℃，再冷卻至室溫；
冷卻采用水冷與空冷結合，具體為：先采用水冷以3℃/s的冷卻速率將坯管冷至400℃，然后空冷至320℃，再采用水冷以2℃/s的冷卻速率將坯管冷至150℃，最后空冷至室溫；
㈤將步驟㈣所得的鋼管毛管用酸液進行酸洗去除氧化皮，酸洗溫度為60℃；酸液由質量分數(shù)濃度12%的硝酸和質量分數(shù)濃度6%的氫氟酸按重量比1：2混合；
㈥將步驟㈤所得的鋼管進行表面合格檢查。
實施例4
本實施例與實施例1-3的不同之處在于，酸洗后，鋼管表面都貼有復合膜，復合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米材料溶液，復合膜通過交聯(lián)粘結膠與鋼管的表面貼合；
交聯(lián)粘結膠的質量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：26%，氨基甲酸乙酯：6%，α-亞麻酸：7%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：8%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：2.5%，過氧化苯甲酰：4%，丙烯酸丁酯：5%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：2%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.8%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將交聯(lián)粘結膠與PTFE膜進行高溫粘接復合，熱壓復合溫度為186℃，時間為1.3min，線壓力為1.6 Kg/mm；
納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：18%，納米二氧化鈦：10%，納米碳化硅：2%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：16%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米材料溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為99℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.1Kg/mm，軋壓溫度為170℃，時間為1.2min。
實施例5
本實施例與實施例1-3的不同之處在于，酸洗后，鋼管表面都貼有復合膜，復合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米材料溶液，復合膜通過交聯(lián)粘結膠與鋼管的表面貼合；
交聯(lián)粘結膠的質量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：27%，氨基甲酸乙酯：7%，α-亞麻酸：8%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：9%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：3%，過氧化苯甲酰：5%，丙烯酸丁酯：6%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：3%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.9%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將交聯(lián)粘結膠與PTFE膜進行高溫粘接復合，熱壓復合溫度為187℃，時間為1.5min，線壓力為1.7 Kg/mm；
納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：19%，納米二氧化鈦：11%，納米碳化硅：3%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：17%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米材料溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為100℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2.2Kg/mm，軋壓溫度為180℃，時間為1.5min。
實施例6
本實施例與實施例1-3的不同之處在于，酸洗后，鋼管表面都貼有復合膜，復合膜包括PTFE膜，在PTFE膜的一面涂有交聯(lián)粘結膠，在PTFE膜的另一面噴涂有納米材料溶液，復合膜通過交聯(lián)粘結膠與鋼管的表面貼合；
交聯(lián)粘結膠的質量百分比組分為：4-甲基環(huán)己基異氰酸酯：25%，氨基甲酸乙酯：5%，α-亞麻酸：6%，乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯：7%，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯：2%，過氧化苯甲酰：3%，丙烯酸丁酯：4%，交聯(lián)型丙烯酸酯乳液：2%，2-羥基-1,2-二苯基乙酮：1.7%，醋酸乙烯酯：余量；在熱壓的作用下將交聯(lián)粘結膠與PTFE膜進行高溫粘接復合，熱壓復合溫度為185℃，時間為1min，線壓力為1.5Kg/mm；
納米材料溶液的質量百分比組分為：銻摻雜氧化錫納米晶：17%，納米二氧化鈦：9%，納米碳化硅：1%，季戊四醇三-(3-氮丙啶基)-丙酸酯：15%，有機氟防水劑：余量；將PTFE膜表面的另一面噴涂納米材料溶液，烘干后經(jīng)機械熱軋壓處理，烘干溫度為98℃，機械熱軋壓為輥筒軋壓，線壓力為2Kg/mm，軋壓溫度為160℃，時間為1min。
本實例的超超臨界火電機組關鍵鍋爐用鋼管穿孔后表面質量良好，達到鋼管制造的要求。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。