国家标准计划《重型燃气轮机用大型铸锻件 第2部分:高温合金模锻件》由 TC506(全国大型铸锻件标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国机械工业联合会。
主要起草单位 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 、中国钢研科技集团有限公司 、东方电气集团东方汽轮机有限公司 、中国联合重型燃气轮机技术有限公司 。
| 77 冶金 |
| 77.140 钢铁产品 |
| 77.140.85 钢铁锻件 |
1.背景 推进碳达峰碳中和,充分体现我国的大国担当,“十四五”规划纲要提出推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,我国将积极推进能源结构调整,高效、清洁、多元化、智能化是能源转型的主要特征。
以重型燃气轮机为核心的联合循环发电技术,热效率可以达到60%以上,“十三五”末,我国燃气发电装机9972万千瓦,相比“十二五”末增加75%,随着“两机专项”工程的实施、分布式能源的发展、电力系统灵活调节能力提升以及未来氢能源的利用等,重型燃气轮机的产业和市场规模将不断扩大。
重型燃气轮机制造精密,关键零部件要求严苛,是体现一个国家科学研究水平和机械制造能力的尖端技术,被誉为“装备制造业皇冠上的明珠”。
重型燃气轮机项目先后被列入“863计划”和“科技创新2030-重大项目”(“两机专项”)。
重型燃气轮机主要结构包括压气机、燃烧室、燃气透平三大部分,包括了以大型锥形体、燃烧室壳体等铸件以及压气机轮盘、透平轮盘、拉杆、中间轴、扭力盘、前后轴头、拉杆螺母等锻件,由于重型燃机频繁启动、高温长寿命设计以及高精密制造要求,对重型燃机铸锻件的材料、大型铸锻件的综合性格提出了极高要求。
我国的重型燃气轮机产业起步于20世纪50年代,2001年,国家发改委印发《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》,近20年来,我国重型燃气轮机技术引进与消化吸收,技术自主创新取得了重大突破。
在重型燃气轮机用大型铸锻件材料方面,通过合作制造和自主开发,突破了国外的技术封锁,解决了“材料”卡脖子的技术难题,从锥形体、压气机轮盘、透平轮盘等锻件认证起步,目前已掌握了中国重燃、上海电气、东方电气等不同技术路线的材料和制造技术,国内已形成了材料、铸锻件、检测检验的技术和制造力量,具备了标准的研制条件。
2.目的和意义 支撑我国燃气轮机装备产业有序发展,保障供应链自主可控。
大型铸锻件是重型燃气轮机主要结构的核心零部件,对燃气轮机装备产业的发展起着关键核心作用。
本次成体系的研制重型燃气轮机用大型铸锻件系列材料标准,有利于形成我国重型燃气轮机用大型铸锻件材料体系,培育增强重型燃气轮机材料配套能力,提升产业链材料供应保障能力。
规范和引导设计选材和经营生产,提升燃气轮机用大型铸锻件技术质量水平。
由于在重型燃气轮机装备行业形成了不同的技术路线,行业骨干企业在产业形成初期形成了各自的零件标准,各零件标准的来源也不尽相同,标准繁杂,造成不同机型、不同材料、不同设计的零件验收条件中部分技术指标各有不同,从而使得材料生产组织难度大、锻件验收复杂。
标准研制有利于规范和统一选材和技术要求,指导重型燃气轮机设计制造和大型铸锻件材料制造,提升燃气轮机用大型铸锻件技术质量水平和竞争力。
3. 本标准是大型铸锻件标准体系中的重点项目。
急迫性:《国家工业基础标准体系建设指南》在“核心基础零部件领域急需标准研制”专栏的(12)“高性能、高可靠性、极端应用条件铸锻件标准研制”提出开展燃气轮机等新能源装备、船舶与海洋工程装备用高性能、长寿命、极端应用条件的耐高温、耐腐蚀、耐磨损关键锻件性能要求与试验方法标准研制。
《装备制造业标准化和质量提升规划》提出实施工业基础标准化和质量提升工程,以破解装备制造业发展瓶颈和加强薄弱环节为突破口,配套解决基础材料、基础工艺标准,研究解决影响基础零部件(元器件)产品质量的关键共性技术,系统制修订耐高温高压、耐寒、耐腐蚀、耐磨材料标准。
《中国制造2025》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、《依托能源工程推进燃气轮机创新发展的若干意见》等政策、文件都将燃气轮机及其材料研制及自主化作为重点领域任务。
本标准项目属于规划相关的重型燃气轮机用关键零部件材料标准,符合《2021年国家标准立项指南》重点领域“装备材料与新兴领域”和《市场监管总局标准技术司关于征集碳达峰碳中和国家标准专项计划的通知》“推进能源结构调整”的要求。
创新性:本次申报的重型燃气轮机用大型铸锻件标准项目共分为3个部分,涵盖了重型燃气轮机用高端材料。
本标准项目为高温合金锻件,涉及GH4169、GH4706均为国产化材料,融合了行业不同技术路线重型燃气轮机高温合金锻件材料的技术要求,体现了近年来材料研究和制造的最新成果,明确了热处理制度,细化了合金元素的要求,明确了持久试验指标,试验验证方法全部采用国内标准。
国际性:本标准达到国内先进水平,填补没有系统重型燃气轮机用大型铸锻件国家标准的空白,有利于提升重型燃气轮机用大型铸锻件材料的国际竞争力。
本文件规定了重型燃气轮机用高温合金大型模锻件的订货要求、制造工艺、技术要求、检验规则和试验方法、验收和质量证明书及标志和包装等。主要技术指标包括GH4169、GH4706合金的化学成分、力学性能、硬度、金相组织等。 本文件适用于重型燃气轮机用高温合金大型模锻件的订货、制造和检验。