Laser welding of P91 martensitic steel finned tubes

Katarzyna Łyczkowska, Janusz Adamiec

Abstrakt


The increase in demand for electric power in Europe necessitates constant research into new sources of energy and constructional and technological solutions. Maintaining the current level of electric power generation requires the modernization of units which are currently in service and the construction of new supercritical and ultra-supercritical power units. Increasing thermal efficiency while reducing the cost is possible due to the use of finned tubes in heat exchangers. This work describes finned tube production technologies with a particular emphasis on the innovative laser welding technology developed at Energoinstal S.A. The use of high-power disk lasers enables welding of finned tubes made of the P91 martensitic steel. Laser-welded finned tubes of P91 are heat exchanger components with a high potential for application due to their creep and heat resistance. The paper presents the results of technological tests of laser welding of P91 finned tubes, performed at Energoinstal SA. It has been found that the laser welding technology developed meets the relevant quality requirements and may be considered in terms of qualification of the P91 welding procedure without heat treatment. 


in polish

Spawanie laserowe rur ożebrowanych ze stali martenzytycznej P91

Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w Europie wymaga ciągłego poszukiwania nowych źródeł energii, rozwiązań konstrukcyjnych oraz technologicznych. Utrzymanie dotychczasowego poziomu produkcji energii elektrycznej wymaga modernizacji eksploatowanych jednostek oraz budowy nowych bloków na parametry nadkrytyczne i ultranadkrytyczne. Podwyższenie sprawności termicznej przy jednoczesnej redukcji kosztów energii możliwe jest dzięki zastosowaniu rur ożebrowanych na wymienniki ciepła. W pracy przedstawiono technologie wytwarzania rur ożebrowanych, ze szczególnym uwzględnieniem innowacyjnej technologii spawania laserowego opracowanej w Energoinstal SA. Wykorzystanie laserów dyskowych dużej mocy pozwala na spawanie rur ożebrowanych ze stali martenzytycznej P91. Rury takie są elementem wymienników ciepła o dużym potencjale stosowania, ze względu na właściwości, żarowytrzymałość i żaroodporność. W pracy przedstawiono wyniki prób technologicznych spawania laserowego rur ożebrowanych ze stali P91 przeprowadzone w Energoinstal SA. Stwierdzono, że opracowany sposób spawania laserowego spełnia wymagania jakości i może być rozważany do kwalifikowania technologii spawania stali P91 bez obróbki cieplnej. 


Słowa kluczowe


finned tubes; laser welding; P91 steel

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia


J. Topolski, J. Badur: Comparison of the Combined Cycle Efficiencies With Different Heat Recovery Steam Generators, the paper submitted to “Transactions of Institute of Fluid-Flow Machinery” , pp. 1–12, 2000.

F. J. Mengede, K.D. Tigges, M. Farley, M. J. Duarte: Power market, technologies and acceptance: Status and perspectives, VGB Powertech 1/2/2012.

K. Mizielińska, J.Olszak: Parowe źródła ciepła, WNT 2009.

W. Sobbe, J. Janzen, M. Schiemann, H. Braun: Effiziente Dampfkesselanlagen fuer industrielle Heiz- und Heizkraftwerke sowie Hilfskesselanlagen fuer Kraftwerke, , VGB Powertech 7/2011.

P. Adamiec, J. Ochman, H. Polubniok, W. Voss: Wpływ wadliwości rur ożebrowanych na ich sprawność termiczną, Nowe technologie i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej, II Seminarium Naukowe Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Politechnika Śląska, Katowice 2004.

J. Adamiec: Porównanie charakterystyk kotłów dla EC Gorzów, Materiały niepublikowane Energoinstal SA 2013.

J. Adamiec, Projekt PBS1/A5/13/2012: Technologia spawania laserem rur ożebrowanych ze stali austenitycznych i stopów niklu przeznaczonych do pracy w kotłach o parametrach nadkrytycznych i ultranadkrytycznych, projekt finansowany przez NCBiR w ramach Programu Badań Stosowanych, 2012–2015.

M. Więcek: Wpływ technologii spawania na strukturę i właściwości rur ożebrowanych dla przemysłu energetycznego, Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katowice 2014.




DOI: http://dx.doi.org/10.26628/wtr.v89i5.761

Refbacks

  • There are currently no refbacks.