專利名稱：汽輪機(jī)用管道、其制造方法及使用其的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由超聲波探傷試驗(yàn)缺陷檢測(cè)精度高的離心鑄造管道構(gòu)成的新的汽輪機(jī)用管道及其制造方法，以及使用該管道的汽輪機(jī)用主蒸氣管道和再熱管道以及汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
對(duì)于汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，暴露于高溫高壓的蒸氣中的管道，尤其是暴露于主蒸氣中的主蒸氣管道的完善程度決定了設(shè)備的壽命。當(dāng)管道內(nèi)部存在缺陷時(shí)，就會(huì)以該缺陷為起點(diǎn)發(fā)生腐蝕或龜裂，降低壽命。為了防止使用過(guò)程中的破損、泄漏事故，在制造和使用管道時(shí)，檢查管道內(nèi)部是否存在缺陷是很重要的，通常是采用非破壞性試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行材料檢驗(yàn)。
作為非破壞性試驗(yàn)法，例如在JIS G0582、JIS G0581、JIS G0565中分別規(guī)定了超聲波探傷(UT)、射線探傷(RT)、磁粉探傷(MT)，其中，對(duì)于內(nèi)部缺陷的位置和大小的檢測(cè)精度，超聲波探傷(UT)特別有效。
另外，根據(jù)使用的溫度，管道材料使用碳素鋼、低合金鋼、高鉻合金等。近年來(lái)出于節(jié)能目的，對(duì)于蒸氣的高溫化、高壓力化的開(kāi)發(fā)日益趨向?qū)嵱没谂c此相對(duì)的大于等于500℃的蒸氣溫度下，使用耐受溫度、耐環(huán)境性高的含8～13％鉻的高鉻馬氏體鋼，作為合金組成的一例，在火力發(fā)電設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的“火 SFVAF28”中規(guī)定了9％Cr鍛鋼，在“火 SUS410J3”中規(guī)定了12％Cr鍛鋼。關(guān)于這些鍛鋼的合金組成，專利文獻(xiàn)1和2等中有所報(bào)道。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)昭59-116360號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平2-290950號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，就以往的9％Cr鍛鋼和12％Cr鍛鋼來(lái)說(shuō)，為了在更高的溫度下使用，必須通過(guò)含有更多的Mo、W、Co、Nb和B等強(qiáng)化元素來(lái)強(qiáng)化，但是由于不得不作為鍛鋼，所以無(wú)法含有大量的這些元素，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高溫化。
而且，在超聲波探傷試驗(yàn)中為了高精度地檢測(cè)出缺陷，被檢測(cè)材料的超聲波透過(guò)性能必須很好。一般地說(shuō)，鑄造材料的晶粒度級(jí)別數(shù)小于等于4時(shí)，晶粒粗大，另外，由于形狀和壁厚不同，凝固速度也不同，容易形成復(fù)合晶粒組織，由于超聲波的衰減、異常折射，超聲波探傷性能變差，難以充分探傷。因此，超聲波探傷檢查所需的時(shí)間加大，定期檢查需要花費(fèi)很多時(shí)間。另外，由于檢測(cè)精度低，不得不將運(yùn)轉(zhuǎn)中所允許的缺陷尺寸規(guī)定為更小的值，不得不在達(dá)到部件原本具有的壽命之前將其廢棄，不能有效地利用。
本發(fā)明的目的是，通過(guò)在管道中使用晶粒均一細(xì)化的離心鑄造材料，提供可以實(shí)現(xiàn)更高溫化并且提高管道可靠性的、由離心鑄造管道構(gòu)成的汽輪機(jī)用管道，其制造方法，以及使用該管道的汽輪機(jī)用主蒸氣管道和再熱管道以及汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。
本發(fā)明提供了一種汽輪機(jī)用管道，其特征在于，由馬氏體鋼離心鑄造材料構(gòu)成，所述的馬氏體鋼離心鑄造材料具有在與徑向垂直的面上的晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向的柱狀晶粒。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，離心鑄造材料與具有同樣合金組成的鍛造材料相比，與徑向垂直面的晶粒度級(jí)別數(shù)相等，并且在室溫和高溫下的抗拉強(qiáng)度和延性相等，另外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，其蠕變斷裂強(qiáng)度在更長(zhǎng)時(shí)間側(cè)和高溫側(cè)更高。
在利用熔融金屬的重力的普通靜止鑄造中，無(wú)論是在大氣中澆鑄還是在真空中鑄造，都容易形成氣孔，并且晶粒容易粗大化(平均粒度No.4以下)，還容易形成復(fù)合晶粒。另一方面，一面使金屬模具旋轉(zhuǎn)一面澆注熔融金屬，利用由離心力產(chǎn)生的加壓力進(jìn)行凝固的離心鑄造，即使在大氣中鑄造時(shí)也不易產(chǎn)生缺陷，能夠形成晶粒均勻而細(xì)小的組織。此外，還可以形成徑向生長(zhǎng)的柱狀晶。因此，對(duì)于作為汽輪機(jī)用管道尤其是象汽輪機(jī)用主蒸氣管道這樣在更高的溫度下承受極高內(nèi)壓的部件來(lái)說(shuō)，具有徑向生長(zhǎng)的柱狀晶的離心鑄造材料，對(duì)于其內(nèi)壓，柱狀晶成為更大的變形阻力，結(jié)果可以得到高的蠕變斷裂強(qiáng)度。另外，由于晶粒形成均勻的組織，可以得到高的超聲波探傷性能。
所述的馬氏體鋼，以質(zhì)量計(jì)，優(yōu)選含有0.05～0.5％C、小于等于1.0％的Si、0.05～1.5％Mn、0.01～2.5％Ni、8.0～13.0％Cr、0.05～2.5％Mo、小于等于3.0％的W、0.05～0.35％V、0.01～0.5％Nb、0.01～0.1％N，并且Co含量小于等于5％、B含量小于等于0.03％、Al含量小于等于0.05％，余量由不可避免的雜質(zhì)和鐵構(gòu)成。
另外，優(yōu)選的是，所述的馬氏體鋼以質(zhì)量計(jì)含有0.07～0.20％C、0.2～0.6％Si、0.3～0.7％Mn、0.2～0.8％Ni、8.0～13.0％Cr、0.9～1.8％Mo、0.1～0.7％W、0.05～0.35％V、0.01～0.3％Nb、0.01～0.1％N、0.005～0.02％Al，余量由不可避免的雜質(zhì)和鐵構(gòu)成；或者，以質(zhì)量計(jì)含有0.07～0.20％C、0.2～0.6％Si、0.3～0.7％Mn、0.2～0.8％Ni、8.0～13.0％Cr、0.5～1.2％Mo、1.0～3.0％W、0.05～0.35％V、0.01～0.3％Nb、0.5～2.0％Co、0.01～0.1％N、0.003～0.02％B、0.005～0.02％Al，余量由不可避免的雜質(zhì)和鐵構(gòu)成。
下面，說(shuō)明用于本發(fā)明的離心鑄造材料的成分限定理由。
C是提高淬透性，確保強(qiáng)度所必須的元素。其含量如果小于0.05％，則無(wú)法得到充分的淬透性，在冷卻速度比較慢的圓筒內(nèi)周側(cè)生成較軟的鐵素體組織，無(wú)法得到足夠的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。反之，其含量如果超過(guò)0.5％，則韌性降低，因此將C的范圍限定為0.05～0.50％。尤其優(yōu)選0.10～0.45％的范圍，更優(yōu)選0.07～0.20％或者0.20～0.35％的范圍。
Si是脫氧劑、Mn為脫硫、脫氧劑，在鋼的熔煉過(guò)程中添加，少量添加即可奏效。另外，添加Si、Mn可以改善金屬熔液的流動(dòng)性，對(duì)于鑄造是不可缺少的元素。Si含量?jī)?yōu)選小于等于1.0％，更優(yōu)選小于等于0.75％，尤其優(yōu)選0.2～0.6％。
適量添加Mn，具有使鋼中作為雜質(zhì)元素存在而惡化熱加工性能的有害的S形成硫化物MnS而將其固定的作用。因此，適量添加Mn具有減少所述S的危害的效果，所以其含量應(yīng)當(dāng)大于等于0.05％。另一方面，如果大量添加，容易引起蠕變脆化，因此其含量規(guī)定為小于等于1.5％。尤其優(yōu)選在0.15～1.2％，更優(yōu)選在0.3～0.7％的范圍。
Ni是提高淬透性、提高韌性所不可缺少的元素。如果Ni不足0.01％，則韌性提高效果不充分。反之，超過(guò)2.5％的大量添加，會(huì)降低蠕變斷裂強(qiáng)度。尤其優(yōu)選為0.2～2.3％，更優(yōu)選在0.2～0.8％或者0.8～2.0％的范圍。
Cr具有提高淬透性、提高韌性和強(qiáng)度的效果。另外，還可以提高在蒸氣中的耐腐蝕性、耐氧化性。其含量不足8.0％時(shí)，這些效果不充分，但是超過(guò)13.0％過(guò)量添加的話，會(huì)形成δ鐵素體相，因此降低蠕變斷裂強(qiáng)度和韌性。尤其優(yōu)選為8.5～12.5％，更優(yōu)選在8.8～12.2％的范圍。
Mo在回火處理中使晶粒內(nèi)析出細(xì)小碳化物，具有提高高溫強(qiáng)度和防止回火脆化的效果。其含量不足0.05％時(shí)，這些效果不充分，而超過(guò)2.5％大量添加時(shí)會(huì)降低韌性。尤其優(yōu)選的是，對(duì)于600℃左右的溫度，將Mo量提高到0.9～1.8％，將后述的W量減少到0.1～0.7％；對(duì)于630℃左右的溫度，將Mo量稍微減少到0.5～1.2％，將后述的W量提高到1.0～3.0％的范圍。
W與Mo同樣，析出細(xì)小的碳化物，具有提高高溫強(qiáng)度和防止回火脆化的效果。超過(guò)3.0％大量添加時(shí)會(huì)降低韌性。尤其優(yōu)選的是，與上述的使用溫度相對(duì)應(yīng)來(lái)設(shè)定。
V在回火處理中使晶粒內(nèi)析出細(xì)小的碳化物，具有提高高溫強(qiáng)度和韌性的效果。其含量不足0.05％時(shí)，這些效果不充分，而超過(guò)0.35％添加時(shí)效果將飽和。尤其優(yōu)選在0.15～0.33％的范圍，更優(yōu)選在0.20～0.30％的范圍。
Nb與V同樣會(huì)析出細(xì)小的碳化物，有利于提高高溫強(qiáng)度、提高韌性。使用小型鋼錠進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)與V復(fù)合添加，可以得到大幅度提高強(qiáng)度的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，如果添加不足0.01％，這些效果不充分，而超過(guò)0.5％添加時(shí)效果將飽和，并且引起韌性下降。尤其優(yōu)選在0.04～0.45％的范圍，更優(yōu)選在0.06～0.15％或者在0.15～0.4％的范圍。
添加Co可以提高高溫強(qiáng)度，同時(shí)還提高韌性。超過(guò)5％的過(guò)量添加會(huì)降低韌性。尤其優(yōu)選小于等于4％，更優(yōu)選小于等于3％，對(duì)于前面所述的630℃左右的溫度來(lái)說(shuō)，優(yōu)選含有0.5～2.0％。
N具有改善蠕變斷裂強(qiáng)度和防止生成δ鐵素體的效果。其含量小于0.01％時(shí)，上述效果不充分，添加超過(guò)0.1％時(shí)，不僅會(huì)降低韌性，還會(huì)降低蠕變斷裂強(qiáng)度。尤其優(yōu)選在0.02～0.09％的范圍，更優(yōu)選在0.03～0.08的范圍。
B具有強(qiáng)化晶界的作用和抑制碳化物凝集變得粗大、提高高溫強(qiáng)度的效果。超過(guò)0.03％添加時(shí)會(huì)降低韌性。尤其優(yōu)選小于等于0.020％，更優(yōu)選小于等于0.015％。
Al是作為脫氧材料添加，但它是強(qiáng)氮化物形成元素，通過(guò)固著對(duì)蠕變具有有效作用的氮，降低在超過(guò)550℃的高溫區(qū)域的蠕變斷裂強(qiáng)度。另外，Al會(huì)促進(jìn)以W、Mo為主體的、作為脆弱的金屬間化合物的拉弗斯相的析出，降低蠕變斷裂強(qiáng)度，因此將其上限設(shè)定為0.05％。尤其優(yōu)選小于等于0.04％，更優(yōu)選小于等于0.35％。
另外，減少P和S的含量具有提高蠕變斷裂強(qiáng)度和低溫韌性的效果，因此希望盡可能減少。從提高低溫韌性的角度考慮，優(yōu)選P小于等于0.020％，S小于等于0.020％。尤其優(yōu)選P小于等于0.015％，S小于等于0.015％。更優(yōu)選P小于等于0.010％，S小于等于0.010％。
減少Sb、Sn和As也具有提高低溫韌性的效果，因此應(yīng)盡可能減少其含量，從目前煉鋼技術(shù)水平的角度考慮，優(yōu)選Sb小于等于0.0015％，Sn小于等于0.01％，As小于等于0.02％。尤其優(yōu)選Sb小于等于0.0010％，Sn小于等于0.005％，As小于等于0.01％。
對(duì)于鍛鋼來(lái)說(shuō)，為了防止在鍛造過(guò)程中開(kāi)裂，必須將C、Mo、W、Nb、B的添加量限制在較低的水平，但對(duì)于鑄造的場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，由于不需要以鑄造為代表的熱加工，因此這些元素的添加上限可以提高。另外，在普通鑄造的場(chǎng)合，由于對(duì)冷卻速度有限制，所以容易發(fā)生成分偏析，而在離心鑄造時(shí)可以加快凝固速度，不易發(fā)生成分偏析，因此可以實(shí)現(xiàn)更高合金化，能夠?qū)?yīng)于更高溫度。
本發(fā)明涉及的離心鑄造材料，在600℃下10萬(wàn)小時(shí)的平滑蠕變斷裂強(qiáng)度適宜大于等于95MPa，優(yōu)選大于等于98.5MPa，并且常溫抗拉強(qiáng)度適宜大于等于570MPa，優(yōu)選大于等于590MPa。另外，優(yōu)選在一個(gè)端部一體地形成凸緣部。
本發(fā)明提供了一種汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征是，將鋼包精煉的鋼水澆注到內(nèi)表面形成了陶瓷涂層的旋轉(zhuǎn)圓筒金屬模具中，進(jìn)行離心鑄造，形成晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向的柱狀晶。
另外，本發(fā)明提供了一種汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征是，將具有在垂直于徑向的面的晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向柱狀晶的鐵素體系鋼的離心鑄造材料，加熱至奧氏體化溫度并保持，然后急速冷卻，接著進(jìn)行2次回火處理，形成馬氏體組織。
優(yōu)選的是，上述奧氏體化溫度為1000～1100℃，冷卻為空冷或者風(fēng)冷，上述2次回火處理溫度為550～780℃，第1次的所述回火的冷卻為空冷，并且第2次的所述回火的冷卻為爐冷。
本發(fā)明涉及的離心鑄造材料，能夠?qū)⒕Я＜?xì)化，通過(guò)晶粒的細(xì)化強(qiáng)化可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度化。
另外，本發(fā)明提供了一種汽輪機(jī)用主蒸氣管道，其特征是，將高溫高壓的主蒸氣輸送到高壓汽輪機(jī)或者高中壓一體汽輪機(jī)的主蒸氣管道，是由上述記載的汽輪機(jī)用管道或者采用上述記載的汽輪機(jī)用管道的制造方法制造的汽輪機(jī)用管道構(gòu)成。
另外，本發(fā)明提供了一種汽輪機(jī)用再熱管道，其特征是，將從高壓汽輪機(jī)出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到中壓汽輪機(jī)的再熱管道或者將從高中壓一體汽輪機(jī)的高壓部出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到所述高中壓一體汽輪機(jī)的中壓部的再熱管道，是由上述記載的汽輪機(jī)用管道或者采用上述記載的汽輪機(jī)用管道的制造方法制造的汽輪機(jī)用管道構(gòu)成。
優(yōu)選的是，在具備高壓汽輪機(jī)、中壓汽輪機(jī)和1臺(tái)低壓汽輪機(jī)或者具備高壓汽輪機(jī)、中壓汽輪機(jī)和串聯(lián)結(jié)合的2臺(tái)低壓汽輪機(jī)的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備中，具有下述兩種情況中的至少一種將高溫高壓的主蒸氣輸送到所述高壓汽輪機(jī)的主蒸氣管道由上述記載的汽輪機(jī)用主蒸氣管道構(gòu)成，將從所述高壓汽輪機(jī)出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到所述中壓汽輪機(jī)的再熱管道由上述記載的汽輪機(jī)用再熱管道構(gòu)成；所述主蒸氣管道通過(guò)彎管焊接連接到所述高壓汽輪機(jī)的外部殼體(ケ-シング)上。
優(yōu)選的是，在具備高中壓一體汽輪機(jī)和1臺(tái)低壓汽輪機(jī)或者具備高中壓一體汽輪機(jī)和串聯(lián)結(jié)合的2臺(tái)低壓汽輪機(jī)的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備中，具有下述兩種情況中的至少一種將高溫高壓的主蒸氣輸送到所述高中壓一體汽輪機(jī)的主蒸氣管道由上述記載的汽輪機(jī)用主蒸氣管道構(gòu)成，將從所述高中壓一體汽輪機(jī)的高壓部出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到所述高中壓一體汽輪機(jī)的中壓部的再熱管道由上述記載的汽輪機(jī)用再熱管道構(gòu)成；所述主蒸氣管道通過(guò)彎管焊接連接到所述高中壓一體汽輪機(jī)的外部殼體上。
所述的外部殼體最好是由下面所述的鑄鋼制造，即，該鑄鋼含有(以重量計(jì))0.07～0.20％C、0.05～0.6％Si、0.1～1.0％Mn、0.1～0.5％Ni、1.0～2.5％Cr、0.5～1.5％Mo、0.1～0.35％V，優(yōu)選含有小于等于0.025％Al、0.0005～0.004％B和0.05～0.2％Ti中的至少一種，具有全回火貝氏體組織。特別優(yōu)先選用含有0.10～0.18％C、0.20～0.60％Si、0.20～0.50％Mn、0.1～0.5％Ni、1.0～1.5％Cr、0.9～1.2％Mo、0.2～0.3％V、0.001～0.005％Al、0.045～0.010％Ti和0.0005～0.0020％B的鑄鋼。更優(yōu)選Ti/Al比為0.5～10。
在其內(nèi)部，具有由馬氏體鑄鋼構(gòu)成的內(nèi)部殼體，所述的馬氏體鑄鋼含有(以重量計(jì))0.06～0.16％的C、小于等于0.4％Si、小于等于1％Mn、8～12％Cr、0.2～0.9％Ni、0.05～0.3％V、0.01～0.15％Nb、0.01～0.08％N、小于等于1％的Mo、1～3％W、小于等于0.003％B，更優(yōu)選含有(以重量計(jì))0.09～0.14％C、小于等于0.3％Si、0.40～0.70％Mn、8～10％Cr、0.4～0.7％Ni、0.15～0.25％V、0.04～0.08％Nb、0.02～0.06％N、0.40～0.80％Mo、1.4～1.9％W、0.001～0.0025％B，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并且，優(yōu)選含有小于等于0.15％Ta和小于等于0.1％的Zr中的至少一種。
構(gòu)成內(nèi)部殼體的鑄鋼，在620℃下10萬(wàn)小時(shí)蠕變斷裂強(qiáng)度大于等于9kg/mm2，并且具有大于等于1kgf-m的室溫沖擊吸收能量，而且焊接性良好。進(jìn)而，為了確保更高的可靠性，優(yōu)選在625℃下10萬(wàn)小時(shí)蠕變斷裂強(qiáng)度大于等于10kgf/mm2，并且室溫沖擊吸收能量大于等于2kgf-m。
本發(fā)明涉及的外部和內(nèi)部套管的制造方法是，用電爐熔煉以各鑄鋼作為目標(biāo)組成的合金原料，進(jìn)行鋼包精煉，然后用砂型鑄模澆鑄成型。優(yōu)選的是，在澆鑄成型后，在1000～1150℃下退火，進(jìn)行加熱至1000～1100℃后急速冷卻的正火熱處理，分別在550～750℃和670～770℃進(jìn)行2次回火。
本發(fā)明的目的是，通過(guò)將晶粒均一細(xì)化的離心鑄造材料用于管道，可以實(shí)現(xiàn)更高溫化，并且，提供由提高了管道可靠性的離心鑄造管道構(gòu)成的汽輪機(jī)用管道及其制造方法，以及使用該管道的汽輪機(jī)用主蒸氣管道和再熱管道以及汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。


圖1是表示應(yīng)力與斷裂時(shí)間之間關(guān)系的曲線圖。
圖2是超聲波探傷的示意圖。
圖3是超聲波反射的回聲示意圖。
圖4是本發(fā)明涉及的高中壓一體型汽輪機(jī)的斷面圖。
圖5是圖4的左側(cè)面圖。
圖6是本發(fā)明涉及的彎管接頭的離心鑄造制造裝置的斷面圖。
圖中，13是高中壓一體型轉(zhuǎn)子軸，16是高壓側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，17是中壓側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片，18是高壓側(cè)內(nèi)部殼體，19是高壓側(cè)外部殼體，20是中壓側(cè)內(nèi)部殼體，21是中壓側(cè)外部殼體，23是軸承，25是凸緣，27是噴嘴室，28是主蒸氣管道，29是直線部，30是彎管，31是外部殼體的連接部，32、33是焊接部，41是旋轉(zhuǎn)鑄模，42是金屬熔液，43是澆包。
具體實(shí)施例方式
下面，通過(guò)具體的實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方案，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，使旋轉(zhuǎn)鑄模以約800rpm旋轉(zhuǎn)，將在澆包中準(zhǔn)備好的熔融液澆注到旋轉(zhuǎn)鑄模中，經(jīng)過(guò)凝固得到離心鑄管。通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速、容量、鑄模尺寸，可以得到具有各種直徑、壁厚、長(zhǎng)度的離心鑄管。為了能夠耐受劇烈的熱沖擊，該鑄模材料使用碳素鋼的鍛鋼，在其內(nèi)表面涂布陶瓷粉末的涂層?？梢酝ㄟ^(guò)涂層材料和其厚度來(lái)控制所得到的離心鑄管的晶粒度大小。本實(shí)施例的離心鑄管為外徑450mm×內(nèi)徑250mm×長(zhǎng)度1000mm。
表1表示本發(fā)明涉及的離心鑄造管、鍛造管及普通鑄造管的化學(xué)組成(質(zhì)量％)。分別在高頻熔爐中熔煉各個(gè)試樣，然后，澆注到旋轉(zhuǎn)鑄模中進(jìn)行離心鑄造而得到離心鑄造管，通過(guò)熱鍛而形成鍛造管。
試樣No.1～No.13是本發(fā)明的離心鑄造材料，No.20是用于比較的鍛造材料，No.21～No.24是用于比較的普通鑄造材料。所有試樣都是在淬火后進(jìn)行2次回火處理而形成。在各處理中，所進(jìn)行的淬火處理是，在1050℃加熱保持10分鐘，然后空冷處理；回火處理是，在770℃加熱保持1小時(shí)后空冷處理以及在740℃加熱保持1小時(shí)后爐冷處理的2次處理。
表1

表2是表示本發(fā)明涉及的離心鑄造管和普通鑄造管的拉伸試驗(yàn)及在600℃下10萬(wàn)小時(shí)蠕變斷裂試驗(yàn)的結(jié)果。如表2所示，本發(fā)明涉及的離心鑄造材料，由金屬模具的外周面進(jìn)行急速冷卻，具有從其外周面沿徑向生長(zhǎng)至內(nèi)周面的柱狀晶，與徑向垂直的面的晶粒度級(jí)別數(shù)為6.8～9.5，與普通鑄造材料的1.8～3.3相比顯著地細(xì)化，具有與相同合金組成的鍛造材料的晶粒度級(jí)別數(shù)8.0同等的晶粒直徑。普通鑄造材料為粗大的晶粒，并且還是復(fù)合晶粒。另外，本發(fā)明涉及的離心鑄造材料的與徑向垂直的面的平均晶粒直徑為約15～35μm，但由于該離心鑄造材料具有一定厚壁，因而柱狀晶并不是完全筆直的棒狀，而是相互糾纏形成，所以具有前面所述的高的高溫強(qiáng)度。
表2

*600℃、105小時(shí)斷裂強(qiáng)度另外，如表2中所示，本發(fā)明涉及的離心鑄造材料的抗拉強(qiáng)度為660～784MPa，比普通鑄造材料的522～594MPa高，與鍛造材料的676MPa相當(dāng)或者更高。另外，本發(fā)明涉及的離心鑄造材料的拉伸延伸率為19～25％，比普通鑄造材料的16～18％高，斷面收縮率為56～70％，比普通鑄造材料的44～52％高，與鍛造材料相當(dāng)。
此外，就蠕變斷裂強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及的離心鑄造材料為88.8～102.5MPa，與普通鑄造材料的74.1～92.6MPa相比，對(duì)于相同的合金組成也要高，對(duì)于鍛造材料的74.6MPa來(lái)說(shuō)，在相同合金組成時(shí)更高。
圖1表示本發(fā)明涉及的離心鑄造材料No.13和鍛造材料No.20在600℃的蠕變斷裂曲線圖。這些離心鑄造材料No.13和鍛造材料No.20具有幾乎相同的合金組成。如圖1所示，本發(fā)明涉及的離心鑄造材料No.13與鍛造材料No.20相比，在600℃下一直到4000小時(shí)兩者都幾乎相同，但是在此之后本發(fā)明涉及的離心鑄造材料No.13的斜率變小，在長(zhǎng)時(shí)間側(cè)具有更高的蠕變斷裂強(qiáng)度。另外，在650℃下，不管是在短時(shí)間還是在長(zhǎng)時(shí)間側(cè)，都顯示出本發(fā)明涉及的離心鑄造材料No.13比鍛造材料No.20具有更高的蠕變斷裂強(qiáng)度。
圖2是表示超聲波探傷中相對(duì)于被檢體的超聲波探頭、探傷范圍及缺陷的關(guān)系的斷面圖。圖3是以往的普通鑄造鋼采用超聲波探傷的反射回聲的示意圖及本發(fā)明涉及的離心鑄造鋼采用超聲波探傷的反射回聲的示意圖。
被檢體使用9％Cr鑄鋼的普通鑄造材料(a)(晶粒度級(jí)別數(shù)No.1～4；平均粒度級(jí)別數(shù)2.8)和通過(guò)離心鑄造制作的9％Cr鑄鋼的離心鑄造材料(b)(晶粒度級(jí)別數(shù)No.7～8；平均晶粒度級(jí)別數(shù)7.6)，所有的被檢體都在底面引入同樣的人工缺陷，然后比較超聲波探傷的精度。使用鈦酸鋇的陶瓷振子的超聲波探頭2的操作速度控制在不超過(guò)每秒150mm的范圍，探傷頻率為2MHz，接觸介質(zhì)使用甘油。
具有晶粒度級(jí)別數(shù)No.1～4范圍的普通鑄造材料(a)，由于形成粗大晶粒與細(xì)小晶?；旌洗嬖诘膹?fù)合晶粒組織，因異常反射而引起噪聲及因透過(guò)能下降引起缺陷回聲振幅下降的影響，無(wú)法得到足夠的檢測(cè)精度。另一方面，晶粒度級(jí)別數(shù)No.7～8的離心鑄造材料(b)，由于形成了僅有細(xì)小晶粒且具有均勻晶粒的組織，因此不會(huì)產(chǎn)生噪聲、缺陷回聲振幅下降的問(wèn)題，可以得到足夠的檢測(cè)精度。由此可知，在離心鑄造材料的超聲波檢查中，由于其組織的完善程度，能夠以高精度檢測(cè)出其缺陷，檢測(cè)精度高。
根據(jù)本實(shí)施例，超聲波探傷檢查中的缺陷檢測(cè)精度高，定期檢查容易，并且管道的可靠性高。
如上所述，本發(fā)明的離心鑄造材料形成了均勻的細(xì)晶粒組織，在大致相同的化學(xué)組成的情況下進(jìn)行比較時(shí)，強(qiáng)度、延展性和韌性優(yōu)于普通鑄造材料，常溫抗拉強(qiáng)度及10萬(wàn)小時(shí)蠕變斷裂強(qiáng)度也具有優(yōu)異的值，能夠得到作為汽輪機(jī)用管道所必須的所有特性。
在本實(shí)施例中，通過(guò)將晶粒均一地細(xì)化的離心鑄造材料用于管道，能夠?qū)崿F(xiàn)更高溫化，另外，可以得到由管道可靠性高的離心鑄造管形成的汽輪機(jī)用管道。
實(shí)施例2表3表示600℃的高中壓一體型汽輪機(jī)的材料構(gòu)成和使用其的發(fā)電設(shè)備的構(gòu)成。如表中所示，在(A)中，通過(guò)由高中壓一體型汽輪機(jī)和與其聯(lián)機(jī)的1臺(tái)低壓汽輪機(jī)(LP)旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)G來(lái)進(jìn)行發(fā)電。在(B)中，通過(guò)由高中壓一體型轉(zhuǎn)子軸和與其聯(lián)機(jī)的2臺(tái)低壓汽輪機(jī)(LP)旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)G來(lái)進(jìn)行發(fā)電。另外，在表3示出高壓側(cè)初級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的構(gòu)造、低壓汽輪機(jī)最終級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的材料以及高中壓轉(zhuǎn)子軸的材料等。
表3 TCDF-43串聯(lián)雙流排氣，使用43英寸長(zhǎng)葉片HP高壓部，IP中壓部，LP低壓部，R/H再熱器(鍋爐)圖4是表示使用了由離心鑄造制作的主蒸氣管道的、輸出功率600MW的高中壓一體汽輪機(jī)的一例的總體構(gòu)成圖。高壓側(cè)汽輪機(jī)(HP)具有內(nèi)部殼體18、在其外側(cè)的外部殼體19以及高壓側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片16，中壓側(cè)汽輪機(jī)(IP)具有內(nèi)部殼體20、在其外側(cè)的外部殼體21以及高壓側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片17，并且設(shè)置有嵌入了這些轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的高中壓一體型轉(zhuǎn)子軸13。
高溫高壓主蒸氣由鍋爐得到，鍋爐側(cè)的主蒸氣管道連接到凸緣25，該主蒸氣由高中壓一體型汽輪機(jī)側(cè)的主蒸氣管道28，經(jīng)過(guò)高中壓一體型汽輪機(jī)的主蒸氣入口，通過(guò)噴嘴箱27導(dǎo)入高壓側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片16的初級(jí)段。高中壓一體型汽輪機(jī)在圖中左側(cè)的高壓側(cè)具有8級(jí)高壓側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片16，在圖中右側(cè)約一半的中壓側(cè)設(shè)有6級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。與這些轉(zhuǎn)動(dòng)葉片對(duì)應(yīng)設(shè)置有各個(gè)靜止葉片。這些轉(zhuǎn)動(dòng)葉片為鞍形或者木屐(ゲタ)型的楔形樣式雙雄榫，高壓側(cè)初級(jí)葉片長(zhǎng)度約40mm，中壓側(cè)初級(jí)葉片長(zhǎng)度約100mm。
中壓側(cè)汽輪機(jī)，將從高壓側(cè)汽輪機(jī)排出的蒸氣用再熱器(R/H)再度加熱到600℃，利用該蒸氣與高壓側(cè)汽輪機(jī)一起旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)G，以3000RPM的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
圖5是表示從圖4的左側(cè)觀察的高中壓一體型汽輪機(jī)的一例的部分構(gòu)成圖。如圖所示，高溫高壓的主蒸氣是通過(guò)高中壓一體型汽輪機(jī)側(cè)的主蒸氣管道28供給。在本實(shí)施例中，主蒸氣管道28具有凸緣25、直線部29和彎管30，凸緣25和直線部29是通過(guò)離心鑄造形成的一體結(jié)構(gòu)。直線部29和彎管30通過(guò)形成坡口后由堆焊焊接形成的焊接部32而形成一體。另外，主蒸氣管道28的彎管30和外部殼體19的連接部31通過(guò)在形成于其上的坡口堆焊焊接形成的焊接部33成為一體。
圖6是通過(guò)離心鑄造形成主蒸氣管道的凸緣與直線部成為一體結(jié)構(gòu)的離心鑄造制造裝置的構(gòu)成圖。如圖6所示，旋轉(zhuǎn)鑄模41由具有形成凸緣25的部分和形成直線部29的部分的金屬模具構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)鑄模41以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，將在澆包43中的金屬熔液42澆注到旋轉(zhuǎn)鑄模41內(nèi)，使之凝固，得到具有凸緣25的離心鑄管。通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速、容量、鑄模尺寸，可以得到具有各種不同直徑、壁厚、長(zhǎng)度的離心鑄造管。為了能夠耐受急劇的熱沖擊，該鑄模材料使用碳素鋼的鍛鋼，在其內(nèi)表面上涂布陶瓷粉末的涂層。通過(guò)涂層的材料及其厚度，可以控制所得到離心鑄造管的晶粒度大小。直線部29具有實(shí)施例1的直徑和內(nèi)徑，長(zhǎng)度為1m左右。
本實(shí)施例的主蒸氣管道28的凸緣25和直線部29，是使用實(shí)施例1的表1的No.8的組成制作而成，直線部29具有徑向的柱狀晶，如前面的表2所示，室溫的抗拉強(qiáng)度為694MPa，在600℃下10萬(wàn)小時(shí)蠕變斷裂強(qiáng)度為98.9MPa。使用前采用超聲波探傷檢測(cè)出的缺陷尺寸，最大的等價(jià)直徑為1.4mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于斷裂力學(xué)規(guī)定的最大允許缺陷的大小，能夠使用100萬(wàn)小時(shí)以上。
彎管30由表1所示的No.20的鍛造材料形成，相對(duì)于直線部29，使用相同組織金屬的焊接材料，在坡口內(nèi)堆焊焊接而互相連接，形成主蒸氣管道28。另外，主蒸氣管道28，使用焊條采用TIG焊接堆焊焊接到由含有(以重量計(jì))0.06～0.2％C、1.5～2.5％Cr、0.5～1.5％Mo、0.05～0.3％V和0.005～0.03B的馬氏體鑄鋼構(gòu)成的外部殼體19上，所述的焊條由不含B的該馬氏體鋼構(gòu)成。
在本實(shí)施例中，由于使用提高了超聲波探傷試驗(yàn)的缺陷檢測(cè)精度的離心鑄造管道，可以減少檢查成本，延長(zhǎng)部件壽命，同時(shí)提高設(shè)備的可靠性。
另外，如表3所示，具有如圖4所示的、將從高中壓一體汽輪機(jī)的高壓部出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱(R/H)后輸送到高中壓一體汽輪機(jī)的中壓部的再熱管道24，在本實(shí)施例中，該再熱管道24與前面所述的主蒸氣管道28同樣，也可以使用具有相同的合金組成、同樣采用離心鑄造制造并進(jìn)行熱處理而得到的材料，這樣，可以得到具有更高可靠性的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。
另外，在本實(shí)施例中，作為將供給的高溫高壓主蒸氣從鍋爐側(cè)輸送至高中壓一體汽輪機(jī)之間的主蒸氣管道，可以使用相同組織金屬的焊接材料形成有凸緣或者無(wú)凸緣的整體結(jié)構(gòu)。該主蒸氣管道可以制成具有前面所述的直徑和內(nèi)徑并且長(zhǎng)度大于等于1m的材料。
如上所述，在本實(shí)施例中，通過(guò)將晶粒均勻地細(xì)化的離心鑄造材料用于管道，可以實(shí)現(xiàn)更高溫化，另外，由于提高了管道的可靠性，可得到具有更高可靠性的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中，使用高壓汽輪機(jī)和中壓汽輪機(jī)代替高中壓一體型汽輪機(jī)，在表3(B)所示的結(jié)構(gòu)中，將(HP)和(IP)分別置換成高壓汽輪機(jī)和中壓汽輪機(jī)，形成交叉雙軸式結(jié)構(gòu)(CC4F)，通過(guò)高壓汽輪機(jī)和中壓汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)G轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，由2臺(tái)低壓汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)G。
高壓汽輪機(jī)和中壓汽輪機(jī)都具有外部殼體和內(nèi)部殼體，具有與實(shí)施例2相同的材料構(gòu)成。所述的高溫高壓主蒸氣由鍋爐得到，通過(guò)主蒸氣管道，經(jīng)過(guò)前面所述同樣地焊接連接在高壓汽輪機(jī)的外部殼體上的彎管，通過(guò)噴嘴箱導(dǎo)入到初級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片。初級(jí)為雙流，只在一側(cè)設(shè)置有8級(jí)。與這些轉(zhuǎn)動(dòng)葉片相對(duì)應(yīng)，設(shè)置有各個(gè)靜止葉片。
在本實(shí)施例中，主蒸氣管道的凸緣和直線部與實(shí)施例2同樣地采用離心鑄造制成，被焊接連接到由具有與上述同樣的晶體組織和機(jī)械特性的并且具有相同合金組成的鍛造材料構(gòu)成的彎管上，連接在外部殼體上。因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)將晶粒均勻地細(xì)化的離心鑄造材料用于管道，可以實(shí)現(xiàn)更高溫化，另外，由于提高了管道的可靠性，可以得到具有更高可靠性的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。
并且，將從高壓汽輪機(jī)出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后供給到中壓汽輪機(jī)的再熱管道以及直至鍋爐側(cè)高壓汽輪機(jī)的主蒸氣管道，也可以與實(shí)施例2同樣地構(gòu)成。
實(shí)施例4在本實(shí)施例中，將高壓汽輪機(jī)的蒸氣溫度定為538℃，對(duì)于該溫度，主蒸氣管道和再熱管道使用具有(以質(zhì)量計(jì))0.09～0.20％C、0.15～0.75％Si、0.20～1.00％Mn、小于等于0.50％Ni、0.9～1.65％Cr、0.80～1.30％Mo、0.05～0.35％V、余量為Fe的鋼。在本實(shí)施例中，與實(shí)施例2同樣地通過(guò)離心鑄造制造主蒸氣管道和再熱管道。這些管道是，通過(guò)在1025～1075℃加熱并保持，然后風(fēng)冷，在690～730℃下加熱并保持，然后進(jìn)行爐冷，形成貝氏體組織。主蒸氣管道具有鍋爐側(cè)的直至高壓汽輪機(jī)之間的部分及高壓汽輪機(jī)側(cè)的部分，與實(shí)施例2同樣，高壓汽輪機(jī)側(cè)部分具有除了彎管的凸緣和直線部。
本實(shí)施例中，主蒸氣管道具有與實(shí)施例2同樣的晶體組織，并被焊接連接到由具有相同合金組成的鍛造材料所構(gòu)成的彎管上，通過(guò)彎管連接到外部殼體上。因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)將晶粒均勻地細(xì)化的離心鑄造材料用于管道，能夠提高管道的可靠性，得到具有更高可靠性的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。
權(quán)利要求
1.汽輪機(jī)用管道，其特征在于，由馬氏體鋼離心鑄造材料構(gòu)成，所述的馬氏體鋼離心鑄造材料具有在與徑向垂直的面上的晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向的柱狀晶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)用管道，其特征在于，所述的馬氏體鋼以質(zhì)量計(jì)含有0.05～0.5％C、小于等于1.0％的Si、0.05～1.5％Mn、0.01～2.5％Ni、8.0～13.0％Cr、0.05～2.5％Mo、小于等于3.0％的W、0.05～0.35％V以及0.01～0.5％Nb，Co小于等于5％、N為0.01～0.1％、B小于等于0.03％、Al小于等于0.05％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)用管道，其特征在于，所述的馬氏體鋼以質(zhì)量計(jì)含有0.07～0.20％C、0.2～0.6％Si、0.3～0.7％Mn、0.2～0.8％Ni、8.0～13.0％Cr、0.9～1.8％Mo、0.1～0.7％W、0.05～0.35％V、0.01～0.3％Nb、0.01～0.1％N、0.005～0.02％Al，余量由不可避免的雜質(zhì)和鐵構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)用管道，其特征在于，所述的馬氏體鋼以質(zhì)量計(jì)含有0.07～0.20％C、0.2～0.6％Si、0.3～0.7％Mn、0.2～0.8％Ni、8.0～13.0％Cr、0.5～1.2％Mo、1.0～3.0％W、0.05～0.35％V、0.01～0.3％Nb、0.5～2.0％Co、0.01～0.1％N、0.003～0.02％B、0.005～0.02％Al，余量由不可避免的雜質(zhì)和鐵構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)用管道，其特征在于，所述的離心鑄造材料在600℃下10萬(wàn)小時(shí)的平滑蠕變斷裂強(qiáng)度大于等于95MPa，并且常溫抗拉強(qiáng)度大于等于570MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)用管道，其特征在于，所述的離心鑄造材料至少在一個(gè)端部具有凸緣部。
7.汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征在于，將鋼包精煉的鐵素體系熔融鋼水澆注到內(nèi)表面上形成陶瓷涂層的旋轉(zhuǎn)圓筒金屬模具中，進(jìn)行離心鑄造，形成與徑向垂直面上的晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向的柱狀晶粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征在于，所述的熔融鋼水以質(zhì)量計(jì)含有0.05～0.5％C、小于等于1.0％Si、0.05～1.5％Mn、0.01～2.5％Ni、8.0～13.0％Cr、0.05～2.5％Mo、小于等于3.0％的W、0.05～0.35％V以及0.01～0.5％Nb，并且Co小于等于5％、N為0.01～0.1％、B小于等于0.03％、Al小于等于0.05％。
9.汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征在于，將具有與徑向垂直面上的晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向柱狀晶粒的鐵素體系鋼的離心鑄造材料，加熱至奧氏體化溫度并保持，然后急速冷卻，接著進(jìn)行2次回火處理，形成馬氏體組織。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征在于，所述的奧氏體化溫度是1000～1100℃，冷卻為空冷或者風(fēng)冷，所述的2次回火處理溫度是550～780℃，第1次的所述回火的冷卻為空冷，第2次的所述回火的冷卻為爐冷。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的汽輪機(jī)用管道的制造方法，其特征在于，所述的離心鑄造材料以質(zhì)量計(jì)含有0.05～0.5％C、小于等于1.0％的Si、0.05～1.5％Mn、0.01～2.5％Ni、8.0～13.0％Cr、0.05～2.5％Mo、小于等于3.0％的W、0.05～0.35％V、0.01～0.5％Nb以及0.01～0.1％N，并且Co小于等于5％、B小于等于0.03％、Al小于等于0.05％。
12.汽輪機(jī)用主蒸氣管道，其特征在于，將高溫高壓的主蒸氣輸送到高壓汽輪機(jī)或者高中壓一體汽輪機(jī)的主蒸氣管道，是由權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)用管道或者通過(guò)權(quán)利要求7～11中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)用管道的制造方法制造的汽輪機(jī)用管道構(gòu)成。
13.汽輪機(jī)用再熱管道，其特征在于，將從高壓汽輪機(jī)出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到中壓汽輪機(jī)的再熱管道或者將從高中壓一體汽輪機(jī)的高壓部出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到所述高中壓一體汽輪機(jī)的中壓部的再熱管道，是由權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)用管道或者通過(guò)權(quán)利要求7～11中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)用管道的制造方法制造的汽輪機(jī)用管道構(gòu)成。
14.汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備，具備高壓汽輪機(jī)、中壓汽輪機(jī)和1臺(tái)低壓汽輪機(jī)，或者具備高壓汽輪機(jī)、中壓汽輪機(jī)和串聯(lián)結(jié)合的2臺(tái)低壓汽輪機(jī)，其特征在于，在該汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備中具有下述兩種情況中的至少一種將高溫高壓的主蒸氣輸送到所述高壓汽輪機(jī)的主蒸氣管道由權(quán)利要求12所述的汽輪機(jī)用主蒸氣管道構(gòu)成，將從所述高壓汽輪機(jī)出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到所述中壓汽輪機(jī)的再熱管道由權(quán)利要求13所述的汽輪機(jī)用再熱管道構(gòu)成；所述主蒸氣管道通過(guò)彎管焊接連接到所述高壓汽輪機(jī)的外部殼體上。
15.汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備，具備高中壓一體汽輪機(jī)和1臺(tái)低壓汽輪機(jī)，或者具備高中壓一體汽輪機(jī)和串聯(lián)結(jié)合的2臺(tái)低壓汽輪機(jī)，其特征在于，在該汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備中具有下述兩種情況中的至少一種將高溫高壓的主蒸氣輸送到所述高中壓一體汽輪機(jī)的主蒸氣管道由權(quán)利要求12所述的汽輪機(jī)用主蒸氣管道構(gòu)成，將從所述高中壓一體汽輪機(jī)的高壓部出來(lái)的蒸氣進(jìn)行再熱后輸送到所述高中壓一體汽輪機(jī)的中壓部的再熱管道由權(quán)利要求13所述的汽輪機(jī)用再熱管道構(gòu)成；所述主蒸氣管道通過(guò)彎管焊接連接到所述高中壓一體汽輪機(jī)的外部殼體上。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述的外部殼體由以重量計(jì)含有0.06～0.2％C、1.5～2.5％Cr和0.5～1.5％Mo的馬氏體鑄鋼構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求14～16中任一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述的高壓汽輪機(jī)或高中壓一體汽輪機(jī)在所述外部殼體的內(nèi)部具有內(nèi)部殼體，該內(nèi)部殼體由以重量計(jì)含有0.09～0.14％C、小于等于0.3％的Si、0.40～0.70％Mn、8～10％Cr、0.4～0.7％Ni、0.15～0.25％V、0.04～0.08％Nb、0.02～0.06％N、0.40～0.80％Mo、1.4～1.9％W和0.001～0.0025％B的馬氏體鑄鋼構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是，將晶粒均勻細(xì)化的離心鑄造材料用于管道，從而可以實(shí)現(xiàn)更高溫化，并且，提供由提高管道可靠性的離心鑄造管道構(gòu)成的汽輪機(jī)用管道及其制造方法，以及使用該管道的汽輪機(jī)用主蒸氣管道和再熱管道以及汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備。本發(fā)明的汽輪機(jī)用管道，其特征在于，由馬氏體鋼離心鑄造材料構(gòu)成，所述的馬氏體鋼離心鑄造材料具有在與徑向垂直的面上的晶粒度級(jí)別數(shù)大于等于5的徑向的柱狀晶粒。所述的鋼以質(zhì)量計(jì)含有0.05～0.5％C、小于等于1.0％Si、0.05～1.5％Mn、0.01～2.5％Ni、8.0～13.0％Cr、0.05～2.5％Mo、小于等于3.0％W、0.05～0.35％V、0.01～0.5％Nb，小于等于5％的Co、0.01～0.1％N、小于等于0.03％的B、小于等于0.05％的Al，余量由不可避免的雜質(zhì)和鐵構(gòu)成。
文檔編號(hào)C21D1/18GK1891843SQ20061010028
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者新井將彥, 川中啟嗣, 土井裕之, 村田健一, 鳥(niǎo)谷初 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所