超超临界机组G115大口径厚壁无缝钢管制造方法

随着人类迈进2l世纪，节能和环保已经成为现代工业发展的两大主题。在建立美丽中国号召的指引下，我国在采用提高蒸汽参数的方法来提升火电机组的热效率方面已走在世界前列。制约火电机组向高参数发展的主要“瓶颈”问题是耐热材料，而大口径锅炉管和集箱则是“瓶颈中的瓶颈问题”。钢铁研究总院在“多元素复合强化”理论指导下，结合MARBN钢的研究基础，通过添加沉淀析出型元素Cu以进一步提高强度，充分发挥B冶金强化作用，进一步提升高温下晶界的强度和韧性，同时控Ni控Al，控制B和N元素之间的配比等技术措施，发明了Gll5钢(专利号CN103045962B)。专利一并给出了热加工工艺和热处理工艺制度。专利文献显示：按最佳成分设计、最佳加工工艺和最佳热处理工艺生产的Gll5钢，其室温力学性能、冲击性能、高温力学性能和持久性能均高于GB5310和ASME标准中的P92钢，也高于日本Abe等人发明的MARBN钢管的持久强度(文献报导值)。Gll5钢的高温塑性低于P92钢，CN103045962B给出的热加工加热温度为1160-1180±10℃，以避免热加工过程中的开裂。

自2016年以来，北方重工与宝特钢等单位进行了Gll5钢大口径管的产业化开发，在加热温度1140±10℃下冲孔、在1170±10℃下挤压，管坯成形良好，但热处理后的冲击韧性仅20J左右。冲击韧性低成为G115大口径厚壁无缝钢管产业化的关键技术难题。同期，国内有关单位对G115钢开展了一些研究，并发表了一些文献，例如文献“正火温度对G115钢组织及室温强度的影响”(材料热处理学报第39卷第1期)研究了G115钢正火温度对组织及室温强度的影响，但这些文献均未涉及如何改善冲击性能问题。

针对G115大口径管的产业化冲击性能低的问题，我公司开展了G115变形温度与冲击韧性关系研究，结合长期积累的技术经验，进行工艺系统创新，在保证管坯表面良好的情况下，使钢管热处理后的冲击韧性大幅提高，各项性能满足T/CISA 003—2017标准要求，突破我国630℃先进超超临界机组关键材料瓶颈。