使用粉末冶金制造法來制造整體集管和管更換段的方法技術

本發明專利技術涉及使用粉末冶金制造法來制造整體集管和管更換段的方法。制造整體集管和管更換段的方法包括如下步驟：提供集管和管更換段的倒型模具；提供霧化鋼粉末；以及用該霧化鋼粉末填充該倒型模具。該方法還包括如下步驟：將該模具插入到熱等靜壓處理(HIP)爐中以固結并燒結該粉末至所述集管和管更換段的形狀。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及一種制造整體集管和管更換段的方法。
技術介紹
許多化石燃料發電廠被建造用于連續的基荷運轉并且如今開始了解有意義的循環運轉。諸如集管和高溫管道系統之類的部件上的顯著應變通常與循環實踐相關聯，該循環實踐常常導致部件退化、開裂、以及部件的最終失效。另外，循環運轉能夠導致在沿著集管長度的各位置處的熱梯度，該熱梯度能夠導致在這些位置處過熱和損壞。當遭遇損壞時，公用設施常常面臨更換整個集管或移除集管的短段(通常在長度上大約3-8英尺)的困境。碳或低合金鋼和不銹鋼集管通常使用軋制&焊接(R&W)的板段或擠壓管段制造。以環繞集管直徑的規定方向并且沿著其中短管隨后被結合到部件的特定長度，將貫穿部(或孔)加工到集管中。短管借助各種焊接方法和過程結合到集管，這取決于制造商。由于短管到集管焊接的幾何形狀，焊接常常手動地進行，并且檢驗是非常困難的。因此，貫穿部之間的焊縫開裂或聯結物開裂中的失效是常見的失效機制。在能夠獲得更換段或新集管之前，更換段的采購常常需要長達12個月或更長的長的訂貨至交貨的時間，導致制造商工廠的估值下調和損失收入。
技術實現思路
現有技術的這些和其它缺點通過本專利技術解決，本專利技術提供了制造整體集管和管更換段的方法，該方法提供了對用于生產集管更換件的傳統制造過程的節省成本的替代方案；提供較短的訂貨至交貨的時間；以及因為能夠消除多個連接焊接點(管到集管)，所以改進了集管更換段的總體質量。根據本專利技術的一個方面，制造整體集管和管更換段的方法包括如下步驟:提供集管和管更換段的倒型模具；提供霧化鋼粉末；用該霧化鋼粉末填充該倒型模具；以及將該模具插入到熱等靜壓處理(HIP)爐中以固結該粉末并將該粉末燒結成所述集管和管更換段形狀。附圖說明被視為本專利技術的本主題可通過參考結合附圖所作出的下列描述而最佳地理解，在這些附圖中: 圖1示出根據本專利技術的一實施例的整體集管到管附件；以及 圖2是用于制造整體集管到管附件的流程圖。具體實施例方式參照附圖，根據本專利技術的一實施例所形成的整體集管到管附件段在圖1中示出并且總體上以附圖標記10表示。本專利技術提供傳統制造過程的替代方案，該方案導致較短的訂貨至交貨的時間和改進的更換段的總體質量。它使用粉末冶金(PM)和熱等靜壓處理(HIP)的結合來產生更換段，該更換段為全部PM/HIP努力的一部分所產生的帶有短管的近凈成形。不需要焊接來將短管連接到集管。采用該過程，有疑問的焊接接頭完全被消除并且帶來整體集管組件的長得多的總壽命。該技術可應用于用在化石燃料廠、HRSG工廠、和任何其它涉及集管和集管更換的應用(化學品、石油化工、紙漿及紙品)中的集管。因為集管段能夠產生作為一個完整的系統，所以HIP/PM技術消除了軋制和焊接或擠壓制造步驟。更重要地，它消除了短管到集管的連接，因為短管和集管在一個連續的PM/HIP過程中整體地制造。參照圖2，該過程涉及受損的集管段的精確復制品的設計，塊11，該受損的集管段包括能夠從集管的圖紙中獲得的圖1的短管段。接著，由碳鋼材料以兩半(或更多部分)產生集管段的倒型模具(容器)，塊12，該模具形成集管段的最終形狀。將該模具組裝在一起，然后用霧化低合金鋼粉末填充模具，塊13。接著，使用真空將模具排空以排除任何可能的氣孔，然后通過焊接對模具進行密封，塊14。然后將整個組件插入到HIP爐中并且使其處于(通常在惰性氬氣氛下的)高溫和壓力狀態下，以固結粉末并將其燒結成集管的最終形狀，塊16。將組件在燒結溫度下維持給定的時段，然后使其冷卻到室溫，塊17和18。可能需要另外的熱處理來使集管達到正火和回火條件以供使用，塊19。這一最終熱處理能夠在模具中或模具外進行。一旦已經使集管返回到室溫，就需要拆下模具，塊20。此時，集管應處于近凈形狀(近最終形狀)狀態。可能需要進行一些清理和磨光，以保證拆下罐、模具以及除去任何殘留物以獲得最終表面，塊21。此時，還需要兩個另外的步驟:1)對短管鏜孔以產生內貫穿部，塊22;以及2)對鏜孔區域的內徑倒角，塊23。這兩個操作均使用CNC銑磨/鏜孔操作容易地完成。應再次指出的是，短管現在是集管的組成部分，該部分不需要集管和短管之間的焊接過渡，該焊接過渡在過去是值得考慮的問題的區域。焊接裝配的排除，消除了熱膨脹擔憂、可能的疲勞和蠕變損傷問題、以及常常與短管的焊接附接相關聯的楔入。作為整體短管，僅需要將短管附接到現有鍋爐管的焊接，顯著減少了未來損壞。因為能夠精細地控制形狀，所以實現了短管和集管之間的可重復平滑過渡，降低了應力梯級的可能性。前面已經描述了用于制造整體集管和管更換段的方法。雖然已經描述了本專利技術的特定實施例，但是對本領域的技術人員來說將明顯的是，在不脫離本專利技術的精神和范圍的情況下，能夠對本專利技術作出各種修改。因此，僅為了例證的目的并且不是為了限制的目的，提供了本專利技術的優選實施例的上面的描述以及用于實踐本專利技術的最佳方式。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造整體集管和管更換段的方法，包括如下步驟：(a)?提供集管和管更換段的倒型模具；(b)?提供霧化鋼粉末；(c)?用所述霧化鋼粉末填充所述倒型模具；以及(d)?將所述模具插入到熱等靜壓處理(HIP)爐中以固結并燒結所述粉末至所述集管和管更換段的形狀。

【技術特征摘要】
2011.05.24 US 61/489,505;2012.05.03 US 13/463,4671.一種制造整體集管和管更換段的方法，包括如下步驟: (a)提供集管和管更換段的倒型模具； (b)提供霧化鋼粉末； (c)用所述霧化鋼粉末填充所述倒型模具；以及 (d)將所述模具插入到熱等靜壓處理(HIP)爐中以固結并燒結所述粉末至所述集管和管更換段的形狀。2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括如下步驟:將所述模具經歷真空以排除氣孔。3.根據權利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟:密封所述模具以維持真空。4.根據權利要求1所述的方法，進一步包括如下步驟:使所述HIP爐達到高壓和高溫以固結并燒結所述粉末。5.根據權利要求4所述的方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：DW甘地，KK科爾曼，J辛格爾德克，
申請(專利權)人：電力研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：