一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，選用鉻鉬低合金鋼為坯料，鉻鉬低合金鋼的質量百分比成分為：碳：0.3%-0.32%、硅：0.18%-0.36%、錳：0.50%-0.70%、鉻：0.90%-1.10%、鉬：0.20%-0.30%、磷：0-0.02%、硫：0-0.025%、氫：0-1.8ppm、鎳：0-0.40%、釩：0-0.03%、銅：0-0.30%、0-0.9%殘余元素，其余為Fe；并選用硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料涂覆在煙道的內外表面；本發明所設計的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝能夠大大提高金屬膨脹節大的抗磨損、抗壓力、耐高溫及耐腐蝕的能力，且操作簡便，能夠提高煙道的生產效率。
【專利說明】一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃氣輪機進排氣系統的制造領域，特別是一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機出口與余熱鍋爐受熱面之間往往需用過渡煙道相連；燃氣輪機出口和余熱鍋爐受熱面進口兩者之間的尺寸相差很大，且前者處于相對后者下端的不利位置；傳統煙道利用下表面具有一定傾斜角的平面，完成進口到出口的空間擴張，從而減少壓力對于煙道的沖擊和磨損。
[0003]上述結構導致煙道內煙氣的流動狀況不佳，煙氣一般以60?150m/s、甚至200m/s的流速進入過渡煙道的進口平面，隨后在過渡煙道底部形成一股高速主氣流，而煙道中、上部相當大區域內流速很低，一般小于5m/s，并且由于速度梯度很大，在余熱鍋爐進口平面產生了很強的卷吸氣流，且在中上部附近形成較大的旋渦，從而形成大范圍的回流區，造成余熱鍋爐各受熱面內煙氣流動分布極不均勻；從而在局部對煙道的壓力增大，使其使用壽命大大縮短，嚴重影響余熱鍋爐管束換熱性能，更有可能造成更大的安全事故隱患。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，
為了解決以上技術問題，本發明提供一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為:碳:0.3%-0.32%、硅:0.18%-0.36%、錳:0.50%-0.70%、鉻:0.90%-1.10%、鑰:0.20%_0.30%、磷:0-0.02%、硫:0-0.025%、氫:0-1.8ppm,ll:0-0.40%、釩:0-0.03%、銅:0-0.30%,0-0.9% 殘余元素，其余為Fe ;具體包括如下步驟:
步驟(I):加熱上述坯料至900±20°C，鑄造成半成品，空冷至360°C并保溫420分鐘；步驟(2):將步驟(I)中的坯料再次加熱至880±10°C，精鑄后空冷至300±10°C保溫180分鐘；
步驟(3):對步驟(3)中的半成品加熱至600± 15°C，并沿軸向拔出閥底座鍛坯，并對其進行淬火處理，淬火工序具體包括:
第一冷卻工序:采用水冷以24-26°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至650-750°C ；第二冷卻工序:采用水冷與空冷結合，先采用水冷以1.5-30C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至420-460°C，然后空冷至290-320°C，再采用水冷以2.5-4°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至180-20(TC，最后空冷至室溫；
步驟(4):將耐高溫涂料進行熟化處理，然后噴涂、刷涂或浸潰在煙道內外表面，沉積后形成涂層，實現表面耐高溫及防腐處理；
本發明中利用坯料變形方向變化多，鋼錠心部金屬向外流動，有效地破碎了鑄態樹枝晶組織、鍛合內部的疏松、孔穴、裂紋等缺陷，提高了金屬的致密度和連續性，同時促進了鑄態組織的揉合，使鍛件內外組織趨向均勻，減輕了鍛件組織的偏析程，從組織上確保鍛件在隨后的調質熱處理的淬火過程中，避免鍛組織缺陷引發的淬火應力集中裂紋或由此而引起的淬火開裂，增強形狀復雜鍛件抵抗熱處理熱應力和組織應力的沖出能力；
本發明回火后采用水冷與空冷結合，依次為:水冷-空冷-水冷-空冷，這樣，通過回火后的冷卻控制，可以使碳化物進一步充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標，保證了材料的鐵素體含量在30%左右,可以進一步使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標和硬度超標，鞏固了前面冶煉后熱處理工藝產生的技術效果。
[0005]本發明進一步限定的技術方案是:
進一步的，前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，耐高溫涂料為硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料，其各組分質量份數百分比為:硼改性有機硅樹脂:45-58%，耐熱顏填料:35— 45%，助劑:2%-4%，其中，硼改性有機硅樹脂為硼酸改性有機硅樹脂或環氧改性硅硼樹脂；
耐熱顏填料包括:
二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉且納米二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉的質量比為 1.5:1:1 ;
阻隔型功能填料按質量份數計包括以下組分:
空心玻璃微珠:2-6份，石墨:10-15份，黑碳化硅:20-35份，細晶氧化鋁:25-30份，二硫化鑰:5-10份，氧化鋅:1-5份，滑石粉:3-6份；
助劑為按質量份數計包括以下組分:
分散劑:10-15份，潤濕劑:2-6份，固化劑20-50份，消光劑:2_6份，成膜助劑:5_10份，增稠劑:5-10份，羥乙基纖維素:5-10份，pH調節劑:1 一 5份，硅烷偶聯劑:40-60份；硅烷偶聯劑是低相對分子質量的有機硅化合物，通式為RnSiX (n-4)(n〈4)(其中R為非水解基團，X為可水解的基團)，作為可水解的基團X，能與無機物或有機物表面的活性基團發生反應形成化學鍵，從而增加了漆膜附著力；
本發明中偶聯劑的第一個作用是能提高涂料的干燥速度，加大偶聯劑用量涂料的干燥速率加快，但相對涂層的韌性降低，硬度增加，反之較少的偶聯劑干燥速度較低；但涂層的韌性增高，硬度降低，所以需要選擇一個較為合適的偶聯劑量，本發明所提供的偶聯劑含量除了對涂層的干燥時間有影響以外，硅烷偶聯劑還對納米粒子的分散有重要的作用；納米材料較強的表面效應使其在有機硅樹脂中難以分散、極易團聚而形成聚集體，為了克服這一缺點可對其進行表面處理，使納米二氧化硅的表面存在著大量的活性羥基，這為使用硅烷偶聯劑對其進行表面處理提供了可靠性，以實現納米二氧化硅粒子與有機硅樹脂化學界面的結合；
阻隔型功能填料中采用二硫化鑰、石墨、滑石粉，石墨材料由于特有的晶體結構使其易產生滑移，同時石墨干摩擦潤滑劑具有吸附性，可以形成一層潤滑膜(石墨晶體膜)，起到減少摩擦磨損的作用，具有良好的散熱性和導熱性，由于碳的熔點很高，故不會產生碳和金屬材料的咬焊現象；滑石粉作為填料，可起到骨架作用，降低制造成本同時提高涂料的漆膜硬度，增加產品形狀的穩定，增加張力強度，剪切強度，繞曲強度，壓力強度，降低變形，伸張率，熱膨脹系數，白度高、粒度均勻分散性強等特點，使涂料的延展性以及可加工性等優良得到優化；
將石墨與_■硫化鑰混合在一起使用，石墨與_■硫化鑰具有良好的協同效應，兩者以一定的比例混合使用能有效地提高涂料的耐磨性能，減小磨損失重及摩擦系數，同時在涂料中加入一定量的三氧化二銻，可有效增強涂料涂層的硬度，并提高涂層的耐磨性；
納米二氧化硅由于和基料的基本結構大致相同，粒徑也較小，能夠更好地填充到樹脂基料的間隙中，甚至能夠成為樹脂基料網絡結構一部分，對高交聯度的耐熱體型結構有很好的補充作用，使得樹脂在受熱分解時可以形成一層耐熱性能優良的Si02耐熱保護層，阻止了內層樹脂基料的繼續分解，能夠賦予漆膜更好的熱穩定性。
[0006]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，二氧化硅顆粒的粒徑為50-100納米。
[0007]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，熟化處理是將硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料在常溫下靜置50 - 60小時。
[0008]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，在沉積過程中對煙道進行加熱，加熱溫度為50。。到150°C，加熱時間I小時。
[0009]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，涂層厚度是8微米。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
本實施例提供了一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為--碳:0.3%%、硅:0.36%、錳:0.70%、鉻:0.90%、鑰:0.20%、磷:0.02%、硫:0.025%、氫:1.8ppm、鎳:0.40%、釩:0.03%、銅:0.30%,0.9% 殘余元素，其余為Fe ;具體包括如下步驟:
步驟(I):加熱上述坯料至920°C，鑄造成半成品，空冷至360°C并保溫420分鐘；
步驟(2):將步驟(I)中的坯料再次加熱至890°C，精鑄后空冷至310°C保溫180分鐘；步驟(3):對步驟(3)中的半成品加熱至615°C，并沿軸向拔出閥底座鍛坯，并對其進行淬火處理，淬火工序具體包括:
第一冷卻工序:采用水冷以24°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至650°C ；
第二冷卻工序:采用水冷與空冷結合，先采用水冷以1.50C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至420°C，然后空冷至290°C，再采用水冷以2.5°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至180°C，最后空冷至室溫；
步驟(4):將耐高溫涂料進行熟化處理，然后噴涂、刷涂或浸潰在煙道內外表面，沉積后形成涂層，實現表面耐高溫及防腐處理；
前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，耐高溫涂料為硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料，其各組分質量份數百分比為:硼改性有機硅樹脂:45%，耐熱顏填料:35%，助劑:2%%，其中，硼改性有機硅樹脂為硼酸改性有機硅樹脂或環氧改性硅硼樹脂；
耐熱顏填料包括:
二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉且納米二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉的質量比為 1.5:1:1 ; 阻隔型功能填料按質量份數計包括以下組分:
空心玻璃微珠:3份，石墨:12份，黑碳化硅:21份，細晶氧化鋁:28份，二硫化鑰:8份，氧化鋅:3份，滑石粉:4份；
助劑為按質量份數計包括以下組分:
分散劑:12份，潤濕劑:4份，固化劑25份，消光劑:4份，成膜助劑:6份，增稠劑:8份，羥乙基纖維素:8份，pH調節劑:4份，硅烷偶聯劑:45份；
前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，二氧化硅顆粒的粒徑為55納米。
[0011]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，熟化處理是將硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料在常溫下靜置60小時。
[0012]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，在沉積過程中對煙道進行加熱，加熱溫度為120°C，加熱時間I小時。
[0013]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，涂層厚度是8微米。
[0014]實施例2
本實施例提供了一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為:碳:0.31%、硅:0.28%、錳:0.60%、鉻:1.0%、鑰:0.22%、磷:0.01%、硫:0.02%、氫:1.6ppm、鎳:0.20%、釩:0.02%、銅:0.20%,0.6% 殘余元素，
其余為Fe;具體包括如下步驟:
步驟(I):加熱上述坯料至900°C，鑄造成半成品，空冷至360°C并保溫420分鐘；
步驟(2):將步驟(I)中的坯料再次加熱至880°C，精鑄后空冷至300°C保溫180分鐘；步驟(3):對步驟(3)中的半成品加熱至600°C，并沿軸向拔出閥底座鍛坯，并對其進行淬火處理，淬火工序具體包括:
第一冷卻工序:采用水冷以25°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至700°C ；
第二冷卻工序:采用水冷與空冷結合，先采用水冷以2°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至440°C，然后空冷至300°C，再采用水冷以3°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至190°C，最后空冷至室溫；
步驟(4):將耐高溫涂料進行熟化處理，然后噴涂、刷涂或浸潰在煙道內外表面，沉積后形成涂層，實現表面耐高溫及防腐處理；
前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，耐高溫涂料為硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料，其各組分質量份數百分比為:硼改性有機硅樹脂:55%，耐熱顏填料:40%，助劑:3%，其中，硼改性有機硅樹脂為硼酸改性有機硅樹脂或環氧改性硅硼樹脂；
耐熱顏填料包括:
二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉且納米二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉的質量比為 1.5:1:1 ;
阻隔型功能填料按質量份數計包括以下組分:
空心玻璃微珠:4份，石墨:11份，黑碳化硅:26份，細晶氧化鋁:280份，二硫化鑰:8份，氧化鋅:4份，滑石粉:4份；
助劑為按質量份數計包括以下組分:
分散劑:11份，潤濕劑:4份，固化劑30份，消光劑:4份，成膜助劑:8份，增稠劑:8份，羥乙基纖維素:8份，pH調節劑:4份，硅烷偶聯劑:50份；前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，二氧化硅顆粒的粒徑為80納米。
[0015]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，熟化處理是將硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料在常溫下靜置55小時。
[0016]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，在沉積過程中對煙道進行加熱，加熱溫度為100°c，加熱時間I小時。
[0017]前述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，涂層厚度是8微米。
[0018]以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，其特征在于，選用鉻鑰低合金鋼為坯料，所述鉻鑰低合金鋼的質量百分比成分為:碳:0.3%-0.32%、硅:0.18%-0.36%、錳:0.50%-0.70%、鉻:0.90%-1.10%、鑰:0.20%_0.30%、磷:0-0.02%、硫:0-0.025%、氫:0-1.8ppm,ll:0-0.40%、釩:0-0.03%、銅:0-0.30%,0-0.9% 殘余元素，其余為 Fe ;具體包括如下步驟: 步驟(I):加熱上述坯料至900±20°C，鑄造成半成品，空冷至360°C并保溫420分鐘； 步驟(2):將步驟(I)中的坯料再次加熱至880±10°C，精鑄后空冷至300±10°C保溫180分鐘； 步驟(3):對步驟(3)中的半成品加熱至600± 15°C，并沿軸向拔出閥底座鍛坯，并對其進行淬火處理，所述淬火工序具體包括: 第一冷卻工序:采用水冷以24-26°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至650-750°C ； 第二冷卻工序:采用水冷與空冷結合，先采用水冷以1.5-30C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至420-460°C，然后空冷至290-320°C，再采用水冷以2.5-4°C /s的冷卻速率將閥底座鍛坯水冷至180-20(TC，最后空冷至室溫； 步驟(4):將耐高溫涂料進行熟化處理，然后噴涂、刷涂或浸潰在煙道內外表面，沉積后形成涂層，實現表面耐高溫及防腐處理。
2.根據權利要求1所述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，其特征在于，所述耐高溫涂料為硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料，其各組分質量份數百分比為:硼改性有機硅樹脂:45-58%，耐熱顏填料:35— 45%，助劑:2%_4%，其中，硼改性有機硅樹脂為硼酸改性有機硅樹脂或環氧改性硅硼樹脂； 所述耐熱顏填料包括: 二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉且所述納米二氧化硅、阻隔型功能填料及鋁粉的質量比為1.5:1:1 ； 所述阻隔型功能填料按質量份數計包括以下組分: 空心玻璃微珠:2-6份，石墨:10-15份，黑碳化硅:20-35份，細晶氧化鋁:25-30份，二硫化鑰:5-10份，氧化鋅:1-5份，滑石粉:3-6份； 所述助劑為按質量份數計包括以下組分: 分散劑:10-15份，潤濕劑:2-6份，固化劑20-50份，消光劑:2_6份，成膜助劑:5_10份，增稠劑:5-10份，羥乙基纖維素:5-10份，pH調節劑:1 一 5份，硅烷偶聯劑:40-60份。
3.根據權利要求2所述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，其特征在于，所述二氧化硅顆粒的粒徑為50-100納米。
4.根據權利要求2所述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，其特征在于，所述熟化處理是將硼改性有機硅樹脂耐高溫涂料在常溫下靜置50 - 60小時。
5.根據權利要求2所述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，其特征在于，在沉積過程中對煙道進行加熱，加熱溫度為50°C到150°C，加熱時間I小時。
6.根據權利要求2所述的用于燃氣輪機排氣系統的煙道的制造工藝，其特征在于，所述涂層厚度是8微米。
【文檔編號】C22C38/46GK104405456SQ201410497722
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】陳欣, 鄔文泰 申請人:江蘇華強新能源科技有限公司