[go: up one dir, main page]

CN101511521A - 用于过热器或者回热器管的异种金属过渡 - Google Patents

用于过热器或者回热器管的异种金属过渡 Download PDF

Info

Publication number
CN101511521A
CN101511521A CNA200780032913XA CN200780032913A CN101511521A CN 101511521 A CN101511521 A CN 101511521A CN A200780032913X A CNA200780032913X A CN A200780032913XA CN 200780032913 A CN200780032913 A CN 200780032913A CN 101511521 A CN101511521 A CN 101511521A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
chemical composition
astm
grade
superheater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200780032913XA
Other languages
English (en)
Inventor
W·A·基根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Vernova GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of CN101511521A publication Critical patent/CN101511521A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/021Isostatic pressure welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints
    • F16L13/007Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints specially adapted for joining pipes of dissimilar materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • B23K2103/05Stainless steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18Dissimilar materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18Dissimilar materials
    • B23K2103/26Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

采用向至少两种不同的金属进行热等静压工艺形成一种用来连接过热器或回热器管(10)的异种金属部分(12,14)的管接头(16)。该管接头(16)的第一端由具有与用来形成过热器或回热器管(10)的一个部分(12)的金属基本上相同的化学成分的第一金属形成,该管接头(16)的第二端由具有与用来形成过热器或回热器管(10)的另一个部分(14)的金属基本上相同的化学成分的第二金属形成。因为该管接头(16)的端由与它们连接到的相应管的部分(12,14)基本上相同的金属制成,所以可以采用例如电弧焊的标准的熔焊工艺来获得焊缝(18),并且免去了进行异种金属焊(DWM)的需要。

Description

用于过热器或者回热器管的异种金属过渡
技术领域
[0001]本发明涉及公用事业或者工业上使用的蒸汽产生设备的过热器或者回热器管;尤其涉及连接所述管的异种金属部分的部件。
背景技术
[0002]某些种类的公共事业或者工业上使用的蒸汽产生设备(锅炉)包括一排或多排管道,即过热器或者回热器,其中蒸汽温度上升到高于饱和温度的水平。在设计过热器或者回热器时,管的材料的选择是重要的考虑因素。该管所使用的材料必须选择成使得其能够承受该管所要承受的与蒸汽温度和压力相关的应力。相关的规范例如美国机械工程师协会(ASME)锅炉和压力容器规范,该规范规定了各种过热器和回热器管材料所能承受的应力。同时,选择管的材料必须考虑管的生产成本。一般来说,材料所能承受的应力越大,其成本越高。因此,选择用于过热器和回热器管的合适的材料需要考虑材料所能承受的应力和成本。
[0003]在满足所能承受的应力的要求的同时,降低管的成本的一种方法是用不同的材料生产每个过热器和回热器管,其中根据管的该部分所要求的能够承受的应力来选择各材料。即是,管的一部分由较低成本、能承受较小应力的材料制造,而同一根管的另外部分由较高成本、能承受较大应力的材料制造。例如,可以根据ASTM标准A213品级TP347或品级TP304来制造管的位于锅炉相对较高温度的区域的部分,其为相对高成本的奥式体不锈钢管,而可以根据ASTM A213品级T-22或品级T-11的材料来制造同一根管位于锅炉内相对较低温度的区域的部分,其是相对低成本的铁素体钢管。以这种方式,管的成本就减小到低于完全由高成本材料制造管所需要的成本。
[0004]生产这种复合型材料过热器或者回热器管典型地要求该两段异种金属管分段通过单个焊缝连接在一起,这种焊接公知为异种金属焊(DWM)。但是,进行DWM是较困难的工艺,必须由专门训练过的焊接工完成。因此,DWM很耗费时间和成本。另外,DWM是过热器和回热器管中公知的失效点,这使得管的寿命缩短。不考虑理论的束缚,认为DWM的失效至少部分由异种金属热膨胀的差别所引起的。认为这种差别使得在所述两种不同的金属的界面处产生了较大的剪切应变,经过多次循环之后,这些应变会使得较弱的材料内发生晶间开裂。
[0005]使用在复合型材料过热器和回热器管的异种金属之间的DWM的失效造成了锅炉的被迫停机。公用事业和研究所每年耗费数百万美金更换和分析DWM,以确定该失效的根本原因,从而开发补救方法。典型的补救方法包括改进焊接准备和更好地控制焊接工艺,这都增加了进行DWM的时间和成本。因此,仍然需要过热器或回热器管的异种金属部分的连接方法,以替代DWM。
发明内容
[0006]现有技术的上面描述的以及其它的缺点和不足可通过如下方法来克服或者减少:一种形成用于连接过热器或回热器管的异种金属部分的管接头的方法,该方法包括:提供第一金属,其具有与形成过热器或回热器管的部分中的一个的金属基本上相同的化学成分;提供第二金属,其具有与形成过热器或回热器管的所述部分中的另外一个的金属基本上相同的化学成分,其中该第二金属的化学成分与第一金属的化学成分不同;以及对该第一和第二金属进行热等静压工艺,以提供具有由所述第一金属形成的第一端和由所述第二金属形成的第二端的管接头。
[0007]另一方面,提供了连接过热器或回热器管的异种金属部分的方法,该方法包括:提供第一金属,其具有与用于形成过热器或回热器管的第一部分的金属基本上相同的化学成分;提供第二金属,其具有与用于形成过热器或回热器管的第二部分的金属基本上相同的化学成分,其中该第二金属的化学成分与第一金属的化学成分不同;对该第一和第二金属进行热等静压工艺,以提供具有由所述第一金属形成的第一端和由所述第二金属形成的第二端的管接头;将该管接头的第一端焊接到该过热器或回热器管的所述第一部分;以及将该管接头的第二端焊接到该过热器或回热器管的所述第二部分,以连接该过热器或回热器管的所述第一和第二部分。
[0008]另一方面,提供了形成用于连接过热器或回热器管的异种金属部分的管接头的方法,该方法包括:提供由第一金属形成的第一端部,该第一金属具有与用于形成过热器或回热器管的所述部分中的一个的金属基本上相同的化学成分;提供由第二金属形成的第二端部,该第二金属具有与用于形成过热器或回热器管的所述部分中的另外一个的金属基本上相同的化学成分,其中该第二金属的化学成分与第一金属的化学成分不同;在所述第一端部和第二端部之间提供粉末金属;以及进行热等静压工艺将所述粉末金属与所述第一和第二端部结合,以及得到具有由所述第一金属形成的第一端和由所述第二金属形成的第二端的管接头。所述粉末金属选自下列之一:所述第一和第二金属的混合物,与所述第一和第二金属的化学成分不同的第三金属,所述第一、第二和第三金属的混合物。在一个实施例中,所述第一金属是铁素体钢,所述第二金属是奥氏体不锈钢,所述第三金属是镍基合金。
附图说明
[0009]现在参考附图,其中在各附图中,相同的部件用相同的附图标记表示:
[00010]图1是过热器或回热器管的一部分的正视图,其中该管包括由本发明的管接头连接的异种金属管部分;
[00011]图2是图1所示的管接头的透视图;
[00012]图3是设置在容器中、处于采用热等静压工艺的制造过程的所述管接头的部分剖开的透视图;以及
[00013]图4A-4D是该管接头的横截面示意图,每幅图示出了不同的材料成分。
具体实施方式
[00014]图1示出了公用事业或工业上使用的锅炉的过热器或者回热器的管10。虽然只示出了一根管10,但是可以理解,过热器或者回热器包括多个管10。同样,可以理解,示出的所述管10的设置只是用作举例,也可以使用其它的设置。
[00015]由图1可以看到,该管10包括通过管接头16联接到第二管部分14的第一管部分12。第一管部分12和第二管部分14通过焊缝18联接到管接头16。第一管部分12和第二管部分14由异种(不同的)金属形成,根据管10的该部分所要求的能够承受的应力来选择每种金属。在本文中,如果两种金属具有不同的化学成分(不计杂质),则称它们“异种”或者“不同”。例如,如果管10的第一部分12位于锅炉的相对较高温度的区域内,可以根据ASTM A 213品级TP347或品级TP304制成,即相对高成本的奥氏体(铬-镍)不锈钢管。例如,如果管10的第二部分14位于锅炉的相对较低温度的区域内,可以使用ASTM A 213品级T-22或T-11制成,即相对低成本的铁素体(铬)钢管。下表提供了这些ASTM品级的化学成分,其也由美国试验与材料学会国际组织(ASTM)(美国宾夕法尼亚州,West Conshohocken)提供的ASTM A213(ASME SA213)“无缝铁素体和奥氏体合金钢锅炉过热器和热交换器管”中得到。
Figure A200780032913D00111
[00016]参考图2,示出了管接头16的透视图。本文所说的“管接头”指的是管的任意相对较小的部分,其中该部分焊接在管的两个相对较大的部分之间以连接管的相对较大的部分。在所示的实施例中,管接头16通常是具有第一端20、第二端22、外直径24和内直径26的圆柱形壳体。
[00017]参考图1和图2,管接头16至少由两种不同的金属形成,使得该管接头16的第一端20是与第一管部分12基本上相同的金属,该管接头16的第二端22是与第二管部分14基本上相同的金属。所说的“基本上相同的金属”是指这两种金属具有基本上相同的化学成分,而不计杂质。例如,具有落入用于过热器或回热器管的ASTM标准的同一个品级的化学成分的两种金属被认为基本上相同。因为该管接头16的端20和22由分别与他们连接到的相应管部分12和14基本上相同的金属制成,可以使用标准的熔焊(fusion welding)工艺得到焊缝18,例如电弧焊。不需要使用异种金属焊(DWM),也避免了DWM相关的缺陷和不足。
[00018]为了方便焊接和保证通过管接头16的顺畅的流体(蒸汽)流动,在第一端20处的内直径24和外直径26可以分别基本上等于第一管部分12(图1)的内直径和外直径;相似地,在第二端22处的内直径24’和外直径26’可以分别基本上等于相应的第二管部分14(图1)的内直径和外直径。因此,当管部分12和14具有相同的尺寸时,管接头16基本上呈圆柱形。当可能需要考虑在管部分12和14处使用的材料具有不同的能承受的应力时,第一管部分12和第二管部分14具有不同的壁厚度,在各端20和端22处的内直径26和26’和/或外直径24和24’可能不同。图2示出了一种管接头16的设置,可以理解只要管接头16配置成机械联接,并且在第一管部分12和第二管部分14之间提供流体连通,就可以使用其它方便的形状。
[00019]使用热等静压(HIP)工艺形成管接头16。本文所指的“热等静压工艺”是指使粉末金属或金属的预成形件同时受热、受压的工艺,从而结合金属并且减少或者消除内部孔隙。HIP工艺可以用来直接固结粉末金属或者帮助进一步使冷压、烧结或铸件的预成形件更密实。
[00020]参考图3,示出了使用HIP工艺形成接头16的一个实施例。第一圆柱形端部30是与第一管部分12(图1)基本上相同的金属,第二圆柱形端部32是与第二管部分14(图1)基本上相同的金属,该第一和第二圆柱形端部放置在容器34内。如先前参考图2的描述,根据管部分12和14(图1)的内直径和外直径选择第一圆柱形端部30和第二圆柱形端部32的内直径和外直径。容器34包括端部36,该端部36配合到圆柱形端部30和32的外直径以保持圆柱形端部30和32在适当位置上。容器34的较大直径部分38位于容器34的端部36之间,该较大直径部分接收用于HIP工艺的粉末金属40。金属圆柱体42沿着容器34的纵轴线设置,并且位于第一圆柱形端部30和第二圆柱形端部32的内直径内。
[00021]在HIP工艺中,容器34经受高温度和高真空,以移除粉末40中的空气和湿气。然后密封容器34,在高、等静压力和高温度下施加惰性气体(如标记44所示),这使得内部孔隙被移除,并且在之前的粉末金属40(现在已成固体)和第一圆柱形端部30、第二圆柱形端部32的材料之间产生了强的的冶金结合。HIP工艺中使用的压力和温度依据所使用的金属种类和数量以及压力和温度所施加的时间。例如,压力范围可以是大约40至大约300MPa(6000-44000psi),温度范围可以是大约500至大约3000℃(900-5400℉)。在HIP工艺之后,移走容器34和圆柱体42,以露出该管接头16的预成形件,可以将该管接头16的预成形件机加工成所需的形状。
[00022]图3示出了使用HIP工艺来连接两个圆柱形端部30和32,可以理解使用HIP工艺来加工整个接头16(即没有任何圆柱形端部30和32)。
[00023]图4A-图4D是接头16的横截面示意图,每幅图示出了不同的材料设置。在图4A-图4D的每一幅图中,管接头16的端20由第一金属50形成,相对端22由第二金属52形成。参考图1和图4A-图4D,第一金属50基本上与管10的第一管部分12所使用的相同,第二金属52基本上与管10的第二管部分14中所使用的相同。例如,第一金属50可以是奥氏体不锈钢(例如,具有ASTM A213的品级TP304或TP347的化学成分),第二金属可以是铁素体钢(例如,具有ASTM A213的品级T11或T22的化学成分)。如前所述,因为管接头16的端20和22分别由与他们连接到的相应管部分12和14基本上相同的金属制成,其中端20和22分别与管部分12和14连接,因而不需要使用异种金属焊(DWM),也避免了DWM相关的缺陷和不足。
[00024]如图4A所示,第一金属50和第二金属52各结合到管接头16的部分56。该部分56由如下形成:第一金属50和第二金属52的组合;第一金属50和第二金属52和一种或多种不同金属的组合;或者没有第一金属50和第二金属52的、一种或多种不同金属的组合。例如,第一金属50和第二金属52可以分别是奥氏体不锈钢和铁素体钢,部分56可以由镍基合金形成,例如,可以从纽约州新哈特福特的特种金属公司购得的
Figure A200780032913D0014122507QIETU
。“镍基”合金是指主要成分是镍的合金。在另一实施例中,部分56可由50%/50%(以重量的)或其他混合比例的第一金属50和第二金属52形成。在还有一个实施例中,第一金属50和第二金属52可以分别是奥氏体不锈钢和铁素体钢,第三金属56可以是奥氏体不锈钢、铁素体钢和镍合金的混合物。
[00025]例如,使用参考图3描述的HIP工艺生产图4A的实施例,其中接头16的第一部分30和第二部分32分别由第一金属50和第二金属52制成,使用粉末金属40形成接头16的部分56。
[00026]如图4B所示,通过两个或多个的部分58、60和62连接第一金属50和第二部分52,其中部分58、60和62的每一个由第一金属50和第二金属52的不同组合或由第一金属50、第二金属52和至少一种不同金属的不同的组合形成。在一个实施例中,部分58、60和62包括不同比例的第一金属50和第二金属52的混合物。在该实施例中,结合第一金属50的部分58包括较大比例的第一金属50,结合第二金属52的部分62包括较大比例的第二金属52。更具体地说,部分62可包括25%重量比的第一金属50和75%重量比的第二金属52;部分60可包括50%重量比的第一金属50和50%重量比的第二金属52;部分58可包括75%重量比的第一金属50和25%重量比的第二金属52。
[00027]备选地,部分58、60和62可包括第一金属50、第二金属52以及至少一种其它金属的混合物。例如,第一金属50和第二金属52可以分别是奥氏体不锈钢和铁素体钢,第三金属可以是镍基合金,例如,
Figure A200780032913D0014122523QIETU
。如先前的实施例中所描述的,结合第一金属50的部分58包括较大比例的第一金属50,结合第二金属52的部分62包括较大比例的第二金属52。更具体地说,部分62包括50%重量比的第三金属和50%重量比的第二金属52;部分60包括100%重量比的第三金属;部分58包括50%重量比的第一金属50和50%重量比的第三金属。
[00028]例如,使用参考图3描述的HIP工艺生产图4B的实施例,其中接头16的第一部分30和第二部分32分别由第一金属50和第二金属52制成,使用不同的粉末金属40的一些层形成接头16的部分58、60和62。
[00029]图4C中,管接头16由第一金属50和第二金属52的混合物而形成,第一金属50和第二金属52的成分沿着管接头16的长度逐渐改变,使得第一金属50的成分在接近端20处最高,第二金属52的成分在接近端22处最高。例如,第一金属50的成分可以从端20处的100%变化为端22处的0%,第二金属52的成分可以从端22处的100%变化为端20处的0%。图4C所示的实施例中的管接头16可以由例如参考图3(去掉第一部分30和第二部分32)描述的方法制成,其中第一金属50和第二金属52是粉末金属40,调整粉末的第一金属50和第二金属52的成分,以沿着管接头16的长度提供所需的成分的变化。
[00030]如图4D所示,最后,管接头16包括两种金属,第一金属50和第二金属52,两种金属在公共界面54处直接结合。例如,使用参考图3(去掉第一部分30和第二部分32)描述的方法生产图4D的实施例中的管接头16,其中第一金属50和第二金属52是粉末金属40。在界面54处的两种金属50和52之间的结合在HIP工艺中得到加强,因此免除了在界面54处进行DWM的需要。
[00031]在图4A-4D所示的各个实施例中,免除了DWM的需要。意外地发现,对于管接头16的一个实施例的试验发现,至少对于该实施例,该管接头16具有比第一管部分12或第二管部分14(图1)更长的预期寿命。也就是说,认为该管接头16不仅仅免除了DWM所呈现的管的失效模式,也具有比管10的其它部分更长的期望寿命。
[00032]使用圆条试验样品进行试验以呈现图4A的实施例,其中第一金属50是ASTM A213中的品级T-22的铁素体钢,第二金属是ASTM A213中的品级TP347的奥氏体不锈钢,部分56由
Figure A200780032913D0016122546QIETU
的镍基合金形成。每件试验样品使用类似于参考图3所描述的HIP工艺制成。
[00033]对第一试验样品进行冷拉伸试验,使用的试验范围是3000/6000/12000磅的力,以0.003±0.001英寸/英寸/分的速率。该试验样品直径为0.35英寸,3.5英寸长,测量长度为1.8英寸。该样品的最终的拉伸强度确定为大约84000磅/平方英寸(PSI),屈服强度为42000PSI。出乎意料的是,该样品的失效发生在T-22钢的部分,不是在
Figure A200780032913D0016122546QIETU
和T-22之间的界面或者
Figure A200780032913D0016122546QIETU
和TP347的界面,这表明该样品中不同金属之间的结合是良好的。
[00034]在8.0ksi的应力和1188℉的温度下,对第二试验样品进行蠕变试验。该试验样品直径为5/8英寸,大约长12英寸,测量长度为大约8英寸。出乎意料的是,该样品的断裂时间是2216小时,这大约是在同样条件下T22样品的估计断裂时间的220%(T22的估计断裂时间大约1000小时)。不考虑理论的束缚,可以看到,生产试验样品的HIP工艺增加了T22材料的寿命。
[00035]在149℉-1049℉的温度循环下以及12分钟/循环和120循环/天的循环速率,对第三试验样品进行蠕变疲劳试验。该试验样品直径为5/8英寸,大约长12英寸,测量长度为大约8英寸。在该条件下,预计典型的DWM会在大约400个循环之后失效。出乎意料的是,该试验样品在1000个循环之后都没有失效。
[00036]因此,有关管接头16的一个实施例的试验揭示了至少对于该实施例,该管接头16表现出比DWM更强的抗蠕变疲劳的性能,并且相信是实质上具有比管10(图1)的其它部分更长的期望寿命。
[00037]本发明并不限于这里所描述的特定实施例。实质上,根据上述的描述和附图,除本文所描述以外的各种改进对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,这些改进落入所附权利要求书的保护范围。

Claims (24)

1.一种形成用于连接过热器或回热器管的异种金属部分的管接头的方法,该方法包括:
提供第一金属,其具有与用来形成所述过热器或回热器管的所述部分中的一个的金属基本上相同的化学成分;
提供第二金属,其具有与用来形成所述过热器或回热器管的所述部分中的另外一个的金属基本上相同的化学成分,所述第二金属的化学成分与所述第一金属的化学成分不同;以及
对所述第一金属和第二金属进行热等静压工艺,以提供具有由所述第一金属形成的第一端和由所述第二金属形成的第二端的管接头。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述管接头包括设置在所述第一端和第二端之间的部分,该部分由至少下列之一形成:
所述第一金属和第二金属的混合物,
第三金属,其具有与所述第一金属和第二金属不同的化学成分,以及
所述第一金属、第二金属和第三金属的混合物。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一金属是铁素体钢,所述第二金属是奥氏体不锈钢,所述第三金属是镍基合金。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:
所述第一金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级T-22和ASTMA213品级T-11;以及
所述第二金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级TP304和ASTMA213品级TP347。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在进行所述热等静压工艺前,形成所述部分的金属提供为粉末金属,而且对所述粉末金属进行热等静压以结合所述粉末金属、所述第一金属和所述第二金属。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在进行所述热等静压工艺前,所述管接头的第一和第二端呈现位于所述粉末金属的相对侧的圆柱形端部的形式。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过至少两个部分连接所述第一端和第二端,所述第一端与所述至少两个部分中的第一部分结合,所述第二端与所述至少两个部分中的第二部分结合,所述第一部分包括比第二金属比例大的第一金属,所述第二部分包括比第一金属比例大的第二金属。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一金属和第二金属的成分沿着所述管接头的长度逐渐变化,使得所述第一金属的成分在靠近所述第一端处最高,所述第二金属的成分在靠近所述第二端处最高。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一金属是铁素体钢,所述第二金属是奥氏体不锈钢。
10.根据权利要求10所述的方法,其特征在于:
所述第一金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级T-22和ASTMA213品级T-11;以及
所述第二金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级TP304和ASTMA213品级TP347。
11.一种适用于连接过热器或回热器管的异种金属部分的管接头,所述管接头根据权利要求1所述的方法生产。
12.一种连接过热器或回热器管的异种金属部分的方法,所述方法包括:
提供第一金属,其具有与用来形成所述过热器或回热器管的第一部分的金属基本上相同的化学成分;
提供第二金属,其具有与用来形成所述过热器或回热器管的第二部分的金属基本上相同的化学成分,所述第二金属的化学成分与所述第一金属的化学成分不同;以及
对所述第一金属和第二金属进行热等静压工艺,以提供具有由所述第一金属形成的第一端和由所述第二金属形成的第二端的管接头;
将所述管接头的第一端焊接到所述过热器或回热器管的第一部分;以及
将所述管接头的第二端焊接到所述过热器或回热器管的第二部分,以连接所述过热器或回热器管的第一和第二部分。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述管接头包括设置在所述第一端和第二端之间的部分,该部分由至少下列之一形成:
所述第一金属和第二金属的混合物,
第三金属,其具有与所述第一金属和第二金属不同的化学成分,以及
所述第一金属、第二金属和第三金属的混合物。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述第一金属是铁素体钢,所述第二金属是奥氏体不锈钢,所述第三金属是镍基合金。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于:
所述第一金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级T-22和ASTMA213品级T-11;以及
所述第二金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级TP304和ASTMA213品级TP347。
16.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在进行所述热等静压工艺前,形成所述部分的金属提供为粉末金属,而且向该粉末金属进行热等静压以结合所述粉末金属、所述第一金属和所述第二金属。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在进行所述热等静压工艺前,所述管接头的第一和第二端呈现位于所述粉末金属的相对端的圆柱形端部的形式。
18.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,通过至少两个部分连接所述第一端和第二端,所述第一端与所述至少两个部分中的第一部分结合,所述第二端与所述至少两个部分中的第二部分结合,所述第一部分包括比第二金属比例大的第一金属,所述第二部分包括比第一金属比例大的第二金属。
19.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第一金属和第二金属的成分沿着所述管接头的长度逐渐变化,使得所述第一金属的成分在靠近所述第一端处最高,所述第二金属的成分在靠近所述第二端处最高。
20.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第一金属是铁素体钢,所述第二金属是奥氏体不锈钢。
21.根据权利要求11所述的方法,其特征在于:
所述第一金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级T-22和ASTM A213中品级T-11;以及
所述第二金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级TP304和ASTM A213品级TP347。
22.一种形成用于连接过热器或回热器管的异种金属部分的管接头的方法,该方法包括:
提供第一端部,其由第一金属形成,所述第一金属具有与用来形成所述过热器或回热器管的所述部分中的一个的金属基本上相同的化学成分;
提供第二端部,其由第二金属形成,所述第二金属具有与用来形成所述过热器或回热器管的所述部分中的另外一个的金属基本上相同的化学成分,所述第二金属的化学成分与所述第一金属的化学成分不同;
在所述第一端部和第二端部之间提供粉末金属,所述粉末金属选自下列之一:
所述第一金属和第二金属的混合物,
第三金属,其具有与所述第一金属和第二金属不同的化学成分,以及
所述第一金属、第二金属和第三金属的混合物;以及
采用热等静压工艺以使得所述粉末金属与所述第一和第二端部结合,以及得到具有由所述第一金属形成的第一端和由所述第二金属形成的第二端的管接头。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述第一金属是铁素体钢,所述第二金属是奥氏体不锈钢,所述第三金属是镍基合金。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于:
所述第一金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213T-22和ASTM A213品级T-11;以及
所述第二金属具有会落入至少下列之一中的化学成分:ASTMA213品级TP304和ASTM A213品级TP347。
CNA200780032913XA 2006-09-06 2007-07-27 用于过热器或者回热器管的异种金属过渡 Pending CN101511521A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/470,292 2006-09-06
US11/470,292 US20080067214A1 (en) 2006-09-06 2006-09-06 Dissimilar metal transition for superheater or reheater tubes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101511521A true CN101511521A (zh) 2009-08-19

Family

ID=38657600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200780032913XA Pending CN101511521A (zh) 2006-09-06 2007-07-27 用于过热器或者回热器管的异种金属过渡

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080067214A1 (zh)
EP (1) EP2061623A1 (zh)
CN (1) CN101511521A (zh)
CA (1) CA2661860A1 (zh)
WO (1) WO2008030669A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102407408A (zh) * 2011-09-23 2012-04-11 南京工业大学 一种适用于异种金属材料焊接的焊接结及其制备方法
CN102814593A (zh) * 2012-08-31 2012-12-12 苏州拓维工程装备有限公司 一种小径异种材料焊接用过渡接头
CN106041097A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 东莞市金瑞五金股份有限公司 一种铜铁粉末冶金管及其制备方法和应用
CN116367939A (zh) * 2020-06-04 2023-06-30 西弗吉尼亚大学 用于生产增材制造的分级复合过渡接头的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8039502B2 (en) 2007-07-24 2011-10-18 The Ohio State University Research Foundation Anti-infective agents against intracellular pathogens
US11162424B2 (en) 2013-10-11 2021-11-02 Reaction Engines Ltd Heat exchangers
EP4023366A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-06 Linde GmbH Connection element
CN114043065B (zh) * 2021-11-25 2023-01-13 宁波江丰电子材料股份有限公司 一种铝旋转靶的热等静压扩散焊接的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2763923A (en) * 1951-06-27 1956-09-25 Babcock & Wilcox Co Method of and transition member for weld uniting dissimilar metals
DE3009916C2 (de) * 1980-03-14 1985-10-10 Nyby Uddeholm AB, Torshälla Strangpreßbolzen für die pulvermetallurgische Herstellung von Rohren sowie Verfahren zu seiner Herstellung
US4333670A (en) * 1980-05-05 1982-06-08 General Atomic Company Stepped transition joint
US5482672A (en) * 1995-02-09 1996-01-09 Friedman; Ira Process for extruding tantalum and/or niobium
DE10114612A1 (de) * 2001-03-23 2002-09-26 Alstom Switzerland Ltd Rotor für eine Turbomaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102407408A (zh) * 2011-09-23 2012-04-11 南京工业大学 一种适用于异种金属材料焊接的焊接结及其制备方法
CN102814593A (zh) * 2012-08-31 2012-12-12 苏州拓维工程装备有限公司 一种小径异种材料焊接用过渡接头
CN106041097A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 东莞市金瑞五金股份有限公司 一种铜铁粉末冶金管及其制备方法和应用
CN106041097B (zh) * 2016-07-22 2019-11-29 东莞市金瑞五金股份有限公司 一种铜铁粉末冶金管及其应用
CN116367939A (zh) * 2020-06-04 2023-06-30 西弗吉尼亚大学 用于生产增材制造的分级复合过渡接头的方法
CN116367939B (zh) * 2020-06-04 2025-09-12 西弗吉尼亚大学 用于生产增材制造的分级复合过渡接头的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2661860A1 (en) 2008-03-13
EP2061623A1 (en) 2009-05-27
US20080067214A1 (en) 2008-03-20
WO2008030669A1 (en) 2008-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101511521A (zh) 用于过热器或者回热器管的异种金属过渡
Dak et al. A critical review on dissimilar welds joint between martensitic and austenitic steel for power plant application
Maurya et al. Dissimilar welding of duplex stainless steel with Ni alloys: a review
US20100028705A1 (en) Dissimilar metal transition for superheater or reheater tubes
Pasupuleti et al. Investigations on Advanced Joining Method for Inconel 718 and SS304 Dissimilar Joints
WO2008027474A2 (en) Compositions and methods for dissimilar material welding
Yürük et al. Weld zone characterization of stainless steel joined through electric resistance spot welding
Dhooge et al. New generation 21/4Cr steels T/P 23 and T/P 24 weldability and high temperature properties
Srinivasan et al. Choice of welding consumable and procedure qualification for welding of 304HCu austenitic stainless steel boiler tubes for Indian Advanced Ultra Super Critical power plant
Klenk et al. Weld behavior of martensitic steels and ni-based alloys for high temperature components
JP4885672B2 (ja) 管溶接構造体及び管溶接方法ならびに管溶接構造体を備えたボイラ装置
CN118808864A (zh) 一种钛-钢异种金属构件的扩散焊接工艺
Bhanumurthy et al. Tubular transition joint between zircaloy-2 and stainless steel
Tokarev et al. Determining Optimal Geometric Dimensions of Alternative Design Elements of Rolled and Welded Tube-to-Tube Sheet Joints
US12285804B2 (en) Method to produce an additively manufactured, graded composite transition joint
WO2017173243A1 (en) Method to eliminate dissimilar metal welds
Rees et al. Diffusion bonding of ferritic oxide dispersion strengthened alloys to austenitic superalloys
Kadhim et al. Investigation of stud diameter influence on the strength of welded joints in friction stud welding
Falat et al. Creep cracking of similar and dissimilar T92 steel weldments
JPH03210978A (ja) チタンもしくはチタン合金/ステンレス鋼管継手とその製造方法
Lalik et al. Welding of Gas-Tight Pipe Walls Made of Composite Pipes of 3R12/4L7 Steel
Donth et al. Nickel-base alloy forgings for advanced high temperature power plants
Sadeghi et al. Advanced Manufacturing and Eco-friendly Welding Between AISI 409 Finned to High Pressure T22 Boiler Tube by HFRW Clean Energy
Su et al. Application of the Corrosion Resistant Alloy/Carbon Steel Bimetal Pipes in Oil and Gas Field Development
Smith et al. The fabrication of brazed, lightweight titanium plate-fin heat exchangers for aircraft application

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20090819