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电站大型轴类表面损伤亚激光瞬间熔堆焊修复工艺
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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所属单位
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联系人
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联系电话
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成果简介
低合金耐热钢如P22、12Cr1MoVG、15Cr1Mo1VG等,在电站锅炉材料中属于传统且成熟的钢种,但近年来随着机组参数不断提高,此类材料的焊接接头,特别是涉及三通、弯管等部位,频繁发生开裂、泄漏等事故。对于传统低合金钢焊接接头的研究,以往针对低合金耐热钢的焊接研究主要是中厚壁以下规格(20mm~50mm),但现有600MW以上等级机组的管道壁厚已发展到80mm以上,外径500mm~800mm等规格。因此,全面掌握低合金耐热钢大厚壁管道焊接接头的性能对大容量机组的安全运行具有重要意义。 本项目的技术主要在于研究低合金耐热钢大厚壁(超厚)管焊接接头裂纹等缺陷的形成机理、产生缺陷的各种原因、典型钢种的焊接性试验、模拟现场工艺试验、数值模拟计算,获得电站大厚壁耐热钢管焊接接头性能评估规范、治理该类钢焊接接头各种性能和裂纹等缺陷的工艺措施,并为金属监督、检修补焊及安全性评估提供依据。 本项目的技术特点是基于裂纹失效分析、进行针对性工艺和性能试验、获得各种技术参数(数据)、形成技术规范或标准,用于指导制造、安装、运行、检修工程实践以及焊接接头性能评估等,防止缺陷产生,确保机组安全可靠经济运行。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
(1)本项目进行的大厚壁低合金耐热钢焊接工艺试验,更适用于SC、USC机组安装、检修的需要。 以往针对低合金耐热钢的焊接研究主要是中厚壁以下规格(管道厚度最大仅60mm)。受到应用的影响没有进行大厚度管道焊接工艺的研究。本项目使用壁厚达到90mm的12Cr1MoVG材料进行试验研究,与目前SC、USC用到的低合金耐热钢管道厚度匹配,对当前超(超)临界机组同类型焊接接头的安装与检修具有重要的指导价值。 (2)本项目首先进行了大量的失效案例分析,使其研究成果更具有针对性。 本项目首先针对国内大厚壁低合金耐热钢焊接接头裂纹原因进行了大量的试验,以试验结果为依据进行了一系列针对性较强焊接性试验、工艺试验工作,因此本项目的研究成果具有极高的应用价值。通过对大厚壁管焊接接头裂纹的解剖分析,提出了焊接接头的性能评估方法和缺陷治理措施。 (3)本项目进行焊接性试验取得的数据更能代表超(超)临界机组大厚壁低合金耐热钢焊接性。 随着低合金耐热钢材料厚度的增加,仍然采用以往成熟的加工工艺必然会导致材料性能的不均匀。本项目以超(超)临界机组使用同等规格的低合金耐热钢材料进行焊接性分析,取得了代表大厚壁低合金耐热钢焊接性的重要数据。 (4)本项目针对超(超)临界机组大厚壁低合金耐热钢进行工艺对比试验,通过不同参数下焊接接头的各项性能数据分析,进而提出的优化工艺符合施工现场的要求。 本项目针对不同焊接参数、热处理曲线、热处理升温速度、超韧性和普通焊接材料的焊接接头,比对分析了各种焊接接头残余应力、韧性、塑性、抗拉强度等性能指标,获得了优化的焊接与热处理工艺参数,并通过焊接工艺评定试件得到最终验证。各项试验结果表明:采用优化工艺参数焊接接头的各项性能指标明显优于按照传统工艺参数焊接接头。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
电站特别是超(超)临界锅炉用耐热钢主要涉及如12Cr1MoVG、12Cr2Mo[德10CrMo910(美P22)]、15Cr1Mo1V(前苏联/俄罗斯15X1M1Φ)、P91以及P92等大厚壁管的焊接。其中,低合金耐热钢在电站锅炉材料中属于传统且成熟的钢种,但由于以前机组容量较小,如125MW,300MW、600MW故其管道厚度较小一般为30 mm~70mm。对超超临界1000MW级的机组其管道壁厚已发展到80 mm 、90 mm、110 mm、140mm等,外径为Φ559mm、Φ608mm、Φ660mm、Φ726mm等规格。近几年低合金耐热钢大厚壁管道焊接和运行过程中接头出现了裂纹等缺陷或泄漏等早期失效,严重威胁该类钢焊接接头质量和机组安全可靠经济运行。新型耐热钢材料主要应用在国内SC、USC机组的高温部件,主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道及厚壁联箱、三通、弯管等部位,已发现有裂纹、泄漏等案例。其焊接接头在高温、高压服役环境下的性能在国内外尚处于研究阶段,因此全面掌握这些材料焊接接头的性能对高参数电站的安全运行具有重要意义。 国内某锅炉厂为某电厂制造的1000MW级锅炉集箱12Cr1MoVG壁厚达140mm,在集箱管座的厚壁管上出现大量裂纹。苏州热工研究院受锅锅厂委托进行裂纹原因分析,提出了防止再热裂纹的焊接及热处理工艺优化措施,使问题得以解决。但该裂纹主要出现在管座角焊缝处,而非大厚壁管道的对接焊缝,对本课题有一些借鉴,但针对性不够强。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
(1)随着机组的运行参数的提高,新型耐热钢大量应用于电站高温部件。新型耐热钢焊接接头在高温高压的服役条件下的性能是决定电站能否安全运行的关键环节之一。 (2)本项目成果可填补该技术领域空白并能尽快应用于该类焊接接头制造、安装及检修中,提高焊接接头质量保证接头性能,防止缺陷和泄漏,带来颇大的技术、经济和社会效益。 (3)本项目针对在役电站大厚壁结构耐热钢材料的焊接接头裂纹等缺陷原因分析,将为同类设备制造、安装及检修、运行及金属监督等提供防止裂纹或泄漏的技术依据、准则。实现预防为主,尽可能降低非计划停机、泄漏或爆管等突发性事,带来巨大的技术、经济和社会效益。 (4)本项目的各种试验数据不仅为低合金耐热钢、新型耐热钢焊接提供工艺优化的依据,而且为大厚壁管低合金耐热钢、新型耐热钢焊接接头寿命及安全性评估提供了依据,实现状态和优化检修. (5)本项目提供的《电站大厚壁管低合金耐热钢焊接及焊后热处理工艺规程》、《电站大厚壁管低合金耐热钢焊接接头质量检验及验收标准》不仅可为国华电力,而且可为国内电站提供标准标准化的技术规范。 (6)本项目的技术成果对促进本技术领域焊接技术水平,提高电站大厚壁管的科技创新和技术进步,对提升我国自主研发的核心技术和竞争力具有很大的推动作用。
不少于150字
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评价专家组综合意见
该项目对大厚壁耐热钢管焊接接头的裂纹形成机理和产生原因进行了研究,通过典型钢种焊接性试验和焊接工艺对比试验,优化了大厚壁耐热钢管的焊接工艺。主要技术创新点有: (1)通过对大厚壁管焊接接头裂纹的解剖分析,提出了焊接接头的性能评估要素和缺陷治理措施。 (2)基于实验研究,掌握了随着热循环次数的增加,冲击韧性显著降低、硬度明显提高、残余应力增加的力学性能变化规律,并进而提出了返修次数和残余应力的控制判据。 (3) 提出了包括焊层厚度最佳控制范围在内的优化焊接工艺,保证了大厚壁钢管的焊接质量。 3、该研究成果已在国华锦界电厂、呼伦贝尔电厂、盘山电厂等单位应用,结果表明:可有效缩短返修工期,具有显著的社会和经济效益。
评价专家署名
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评价专家姓名
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评价专家联系方式
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评价专家职务
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评价专家所在单位
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