周国辉
五矿二十三冶建设集团第二工程有限公司
摘要：火力发电厂建设安装工程是一项工程量大，涉及材料种类复杂繁多，安装工序繁杂穿插，相互配合度极高的一类工程项目。一般需要建设业主单位与建筑安装单位和主设备供应商相互配合，共同协同才能完成整个工程项目的建设和验收、运行和维修等关键过程。另外，火力发电厂一般两台一组进行建设，两台机组之间会有1年左右的间隔施工时间，施工单位要充分利用好这段时间完成入场材料或设备的开箱验收。由于火力发电厂设计的材料种类极多，材质包括碳钢、低合金钢、不锈钢和镍基合金等多种材料，在这里主要介绍电站锅炉行业涉及到的不同材质材料的热处理。通过对不同金属材料热处理的探究和论述，带领大家了解金属材料的种类和热处理制度等方面的专业知识，以便更好地指导电站锅炉的建造安装过程，明确各种材料的热处理制度范围，最大程度降低金属材料受到不合理热处理制度的影响。本文作者作为一个多年奋战在建筑行业施工企业现场施工管理的生产建设从业者，深知目前我国建筑工程领域金属材料热处理质量控制的现状和突出弊端，并就不同金属材料热处理过程中存在的问题提出有针对性的改进意见和措施，旨在用自己多年的实际现场生产经验，为新形势下的建筑行业的整体质量提升，建设建筑业强国的宏伟目标贡献自己的一份浅薄的经验教训。
关键词：建筑工程；电站锅炉；金属材料；改进建议与措施
一、引言
中国的火力发电技术经过将近70年的不断发展和技术革新，目前已经当之无愧成为世界第一的发展水平，先后攻克了630℃火力发电厂锅炉关键材料国产化研究和650℃超超临界锅炉二次再热技术用关键材料的国产化研究等技术瓶颈，已经在我国建设了多台世界首台最高参数和最大容量的超超临界锅炉示范机组，技术水平和材料水平已达到世界发达国家的优质企业的先进设计和制造技术水平。如美国的GE公司和日本的三菱公司已经先后放弃了火力发电厂方面的业务和技术开发。但是，经过多年的发展我们也深知在高端材料或大口径材料方面，中国与世界发达国家的大口径材料制造和热处理方面的技术差距。这一直以来，都制约着我国电站锅炉行业的发展和进步。因此，从上个世纪末，国内哈锅、上锅、东锅三大锅炉厂一同牵头开展了超超临界电站锅炉关键材料的国产化研究，对原材料钢管的坯料冶炼、制造工艺、热处理制度、无损探伤等方面进行了深入研究和自主化量产，积累了大量的具有指导钢管国产化的关键数据，摸索出了不同热处理制度对于不同材质钢管的性能及应用情况的影响，为超超临界电站锅炉的选材提供了极具参考意义的技术支持。
二、电站锅炉金属材料热处理质量控制的现状和突出问题
（一）热处理炉热处理能力不足，温控水平不高
金属材料的热处理制度往往经过试验摸索后，基本可以确定热处理的温度和保温时间、冷却方式等参数。但不同厂家采取相同的热处理制度却制造不出相同性能的优质钢管，这除了因为材料的坯料影响外，最为重要的原因就是各个厂家的热处理炉热处理能力不一。优质厂家的热处理炉一般所用的保温材料的保温性能优良，温控系统温度自平衡能力较强，可以将热处理温度的偏差和波动控制在极小的范围内，从而保证钢管热处理时的温度均匀和温度达标，从而金属内部金相组织的相变均匀、可控、稳定。一般厂家的热处理炉的情况则截然相反。
热处理炉的平时保养不到位、炉砖更换不及时，保温材料质量不好等等问题都会对热处理时的温度产生波动和偏差，从而造成热处理时的温度不准。另外，这些厂家的热处理炉的最高使用温度往往实测是达不到的，这也是由于热处理炉的热处理功率根本打不到温度要求值。
（二）材料热处理时间不够、温度偏标准温度下限控制
现在，由于中国的煤炭和天然气的日益开采和肆意使用，资源剩余量越来越少，也就导致了这类能源材料的价格屡创新高。一般的企业为了节约生产制造中的能源消耗，往往会在热处理工艺上偷工减料。其中最为常见的手法就是钻标准的空子，在热处理温度控制上尽量压温度下限控制。但是，各家钢厂的热处理炉均存在一定的偏差，温度越高偏差越大，很容易造成热处理的温度偏低，热处理不充分；同时，在热处理保温时间上，各家也是时间控制越短，生产成本越低。这也导致了金属材料的热处理会出现各种各样的质量问题，如金相组织固溶不充分、化学成分存在明显偏析等。
（三）热处理制度的研究水平还存在差距，有待改善
由于我国的钢铁冶炼技术是从清朝才开始的，起步比较晚，热处理的技术研究经历了聘请外国技术专家、引进国外技术、技术自主化三个发展阶段。由于国外发达国家在金属材料核心技术和母机上一直以来对中国持保守态度，导致我国的热处理制度的技术研究水平不高。同时，由于改革开放以来，各种中小钢厂数量剧增，彼此之间产品竞争压力极大，导致了各家盲目追求成本压降，对于热处理技术的研究水平不进反退。
三、提高电站金属材料热处理控制的措施建议
（一）升级热处理设备处理能力，加强人员技术培训
俗话说：“没有金刚钻别揽瓷器活”。设备的升级换代对于材料热处理的技术水平和质量控制都是具有极大促进作用的。特别是对于不锈钢和镍基等特殊材料的热处理，更需要热处理能力优良的设备作为支撑。同时，可以将先进的热处理在线监控装置和大数据收集系统加入到设备的技术更新中，通过对设备的无人实时监控和各种环境和工况下的情况的储存和分析、处理。另一方面，新型设备就位后，对于操作设备人员的技术水平的提高也至关重要。通过对更新设备全方位的技术交底和实际操作的模拟演练，可以确保各个钢厂能够尽快熟悉热处理设备所具有的各种先进功能，能够熟练对热处理设备进行智能化、智慧化操作，从而进一步提高热处理设备处理金属材料的质量水平。
（二）加强热处理制度的技术研究力度
2021年，国家层面正式提出了“2035年远景目标”，目的是要把我国建设成世界中等发达国家的经济水平。其中，中国制造将会起到排头兵和先锋者的作用，通过对中国制造水平的全面提升和技术改良，特别是金属材料技术水平的技术进步，才能实现这一宏伟目标。而其中重要的一个研究部分就是金属材料热处理制度的技术改进和创新突破。通过一系列的技术的研究和技术标准的制定，指导我国金属材料的热处理过程，制造出优于发达国家的质量优良的先进材料，将是我们国家金属材料制造者的首要研究任务，必须加强该项技术的研究力度。
参考文献
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