WO2012104004A1 - VERFAHREN ZUR WÄRMEBEHANDLUNG VON SCHWEIßNÄHTEN AN KRAFTWERKSBAUTEILEN - Google Patents

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    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles

Definitions

  • the invention relates to a method for heat treatment of welds on power plant components, in particular for assembly-side heat treatment of welds on membrane pipe walls and / or pipe wall registers in the installation position within a steam generator.
  • DE 10 2008 037 085 B3 relates to a method for the production of steam generator tube walls consisting predominantly of 9% to 12% chromium-containing martensitic steels, wherein the tube walls are formed from a tube-web-tube combination and from a plurality of tube wall components in the form composed of planar tube wall registers, bent tube wall registers, transition tube wall registers and corner arches.
  • the individual pipe wall registers form on their periphery on the longitudinal side web-web register joints and transverse side seam-register joints.
  • the method for producing the steam generator pipe walls according to DE 10 2008 037 085 B3 comprises the production of the pipe wall components from predominantly 9% to 12% chromium-containing martensitic steels from a non heat treatable material by welding the respective parts workshop side, a tempering heat treatment of the pipe wall components by means of a first heating device on the workshop side, connecting the pipe wall components to their Rundnahtregisterst Schemeen by means of welds assembly side, the tempering heat treatment of the welds on the Rundnahtregisterst Jardinen the pipe wall components by means of a heater assembly side and connecting the pipe wall components at the web-ridge register joints by means of welds assembly side without tempering heat treatment this welds.
  • assembly side in the sense of DE 10 2008 037 085 B3 as well as in the context of the present application relates to the assembly / welding individual pipe wall segments / panels / pipe wall register to the finished membrane pipe wall of the steam generator in its intended installation position. however, refers to the manufacture and Completion of pipe wall panels / pipe wall registers / pipe wall segments in the workshop, ie before delivery and / or before assembly in the installation position.
  • Pipe walls or membrane pipe walls of the type described above are used in steam generators of fossil fuel-fired power plants. These include a rectangular combustion chamber in most cases and a throttle cable arranged above it.
  • the membrane tube walls consist of tube-web-tube combinations, wherein the tubes can extend in the installed position approximately perpendicular or at an angle to the vertical and are flowed through by the working fluid to be heated.
  • Such a tempering heat treatment of certain pipe wall components is also described, for example, in DE 10 2008 037 085 B3, where provision is made there to carry out a first heat treatment with a heating device on the shop floor, as is otherwise generally known.
  • a heating device on the shop floor, as is otherwise generally known.
  • As a heater for this purpose due to the dimensions of the pipe wall register adapted for this purpose usually furnace is used in which the pipe wall registers are heat treated individually or to several.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method for heat treatment of welds of power plant components in the installed position, which is particularly simple, a homogeneous and easy heating of welds even in hard to reach places and which in particular avoids a high expenditure on equipment.
  • the object is achieved by a method for heat treatment of welds of power plant components, in particular for assembly-side heat treatment of welds on membrane pipe walls and / or Rohrwandregis- tern in the installation position within a steam generator, the method is characterized in that a local heating of individual welds or groups of welds conductively.
  • “Conductive” in the sense of the present application means “electrically conductive", ie that the respective welds are energized and, as a result, undergo heating by ohmic heat.
  • the method according to the invention is not limited to the heat treatment of welds on membrane tube walls, but this method can be relatively easily applied to almost all power plant components in the mounting position, which have unfavorable residual stress conditions due to welding in the mounting position.
  • the method according to the invention is also not limited to a mounting-side treatment of welds, but this method can also provide a workshop-side electrical contacting heat-treatment components. This can be completely dispensed with a complete heat treatment in an oven.
  • the inventive method has the advantage that this allows a very limited, locally homogeneous heat treatment of the respective welds. This is accompanied by a relatively low heat input, resulting in a relatively low distortion of the relevant components. As a result, unfavorable residual stresses of the component can be avoided. It is particularly advantageous that for such a conductive heat treatment, a relatively small amount of equipment is required, and that the accessibility of the component does not have to be given from all sides.
  • the conductive heat treatment warms the welded joint much more homogeneously than other heat treatments, such as heating with heating mats, gas flame or welding torch. This allows local overheating and consequent unfavorable material conditions, such. B. partial austenitization and excessive oxidation of the component surface, avoid. Also, the occurrence of high temperature gradients, as described for example in DE 10 2008 037 085 B3, reliably avoided.
  • the heat treatment according to the invention has particular advantages in the heat treatment of weld seams on membrane tube walls and / or tube walls. register in the installation position within a steam generator, since the method requires only one-sided accessibility of the relevant welds. The method can also be used in repair work.
  • the heat treatment according to the invention can also be carried out on the membrane pipe walls or pipe wall registers already on the workshop side, if necessary waiving a furnace for the heat treatment.
  • At least one weld seam of a component is contacted electrically directly or in regions adjacent to the weld seam.
  • the round seams of pipe wall joints of joined pipe wall registers are conductively heated individually or in groups in the installed position.
  • the method according to the invention is, of course, not restricted to the use of circumferential welds on register passes extending transversely, but the method can also be applied to the welded longitudinal seams between pipe and web as well as to the weld seams extending approximately perpendicularly or at an angle thereto in the installed position, which connect the side pipe wall register joints.
  • the heat-treated welds can be contacted directly electrically, for example by means of welding tongs, contact pins or the like. It is particularly useful if an electrical contact is made on the webs of a membrane tube wall in each of the circumferential seams of pipe wall joints adjacent areas of the webs.
  • the method can provide the attachment and the electrical contacting of contact pins on at least two webs of a tube wall register of a membrane tube wall.
  • Contact bolts can be applied, for example, by means of bolt setting device from the accessible inside of the boiler on the webs. These contact bolts can for example have a diameter of about 30 mm.
  • the heat treatment comprises the application and holding of an electrical voltage, which is a local heating, d. H. a heating of the weld between 600 ° C and 1050 ° C, preferably between 650 ° C and 750 ° C, over a period up to 4 hours causes.
  • the pipe wall segments to be treated comprise pipes with a diameter between 25 and 60 mm and a wall thickness of ⁇ 15 mm, wherein a temperature within the relevant weld seam should be maintained for at least a period of one minute.
  • the conductive heating by applying an AC voltage, preferably at a frequency of about 50 Hz, which corresponds to the mains frequency.
  • Conductive heating in the sense of the present invention can be carried out, for example, with an electrical power of up to 100 kW, preferably between 5 and 10 kW.
  • the heating is carried out with a relatively high current at relatively low voltage.
  • a conductive heating can take place with a current intensity between 10 and 25 kA.
  • Figure 2 shows a partial view of each other in the mounting position
  • FIG. 3 shows a view corresponding to FIG. 2, which illustrates the position of the contact pins for the electrical contacting.
  • Each pipe wall register 1 comprises, for example, three pipes 3 which are vertically aligned in the present case and which, for example, serve as media-carrying pipes are formed in the area of the radiant heating surfaces of a steam generator.
  • a plurality of tube wall registers 1 one above the other and side by side form a membrane tube wall of the boiler of a steam generator.
  • the individual tubes 3 are fixedly connected to the tube wall registers 1 (tube panels) via webs 4.
  • the tubes may for example have a wall thickness of about 3 to 6 mm and a diameter between 25 and 60 mm and consist of chromium-containing, martensitic or austenitic steels or nickel-based alloys.
  • Figure 1 shows two pipe wall register 1 in the not fully assembled installation situation, in which already two circular welds 5 are set to interconnected pipe joints 6.
  • the pipe wall register 1 were prepared so that the pipe joints 6 protrude over each formed by the webs 4 register joints 2, so that when joined pipe joints 6 between each pipe wall registers 1, a slot 7 remains free, in which after completion of the circular welds a filler 8 welded is (see Figure 2).
  • the circular weld seams 5 are provided on both sides on the side facing the interior of the boiler (in the drawings of the side facing the viewer) in the region of the webs 4 with contact pins 9, to which, for example, an AC voltage of 0.22 V at a Current of 27 kA is applied.
  • a possible arrangement of the contact pins results, for example, from FIG. 3.
  • the contact pins 9 shown in Figure 3 are each arranged on the filler plate 8 on both sides of the circular welds 5, that is, based on the mounting position, in an approximately horizontal row.
  • the contact pins can also be offset upwards and downwards, ie in a zigzag arrangement.
  • a heat treatment of the circumferential welds 5 after the introduction of the Filling 8 provided, of course, for example, in upward and downward staggered arrangement of contact pin 9, the circumferential welds 5 or not shown longitudinal welds between pipe 3 and web 4 or heat treated at the side register joints.
  • only two contact pins per pipe wall register may be provided.
  • the special arrangement of the contact pin 9 ensures complete flow of electricity through the circular welds, and fully circulating, even with already completely finished membrane tube wall with provided on the side facing away from the viewer insulation. It should be emphasized once again that an electrical contacting of the membrane tube walls or tube wall register 1 only on the side facing the viewer, d. H. boiler side, is required.
  • the invention is not limited to the use of contact pins for contacting, but current clamps or other contacts can be provided.
  • the power lines are conveniently cooled. Preferably, this can be done by means of water cooling or liquid nitrogen cooling. If the filler plates 8 are not mounted, but, for example, but also heating of the circular welds 5 can be provided by direct electrical contacting of the circumferential weld 5 at diametrically opposite locations. Two contacts to be provided opposite the circumferential weld 5 could, for example, be made relatively easily by means of a current clamp. reference numeral

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorzugsweise montageseitigen Wärmebehandlung von Schweißnähten an Membranrohrwänden und/oder Rohrwandregistern eines Dampferzeugers, wobei das Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass eine lokale Erwärmung einzelner Schweißnähte oder Gruppen von Schweißnähten konduktiv, d. h. durch Anlegen einer elektrischen Spannung, erfolgt.

Description

Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten an Kraftwerksbauteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten an Kraftwerksbauteilen, insbesondere zur montageseitigen Wärmebehandlung von Schweißnähten an Membranrohrwänden und/oder Rohrwandregistern in der Einbaulage innerhalb eines Dampferzeugers.
Ein Verfahren zur Herstellung von Dampferzeuger-Rohrwänden ist beispielsweise in der DE 10 2008 037 085 B3 beschrieben. Die DE 10 2008 037 085 B3 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dampferzeuger-Rohrwänden bestehend aus überwiegend 9 % bis 12 % chromhaltigen martensitischen Stählen, wobei die Rohrwände aus einer Rohr-Steg-Rohr-Kombination gebildet sind und aus einer Vielzahl von Rohrwandbestandteilen in Form von planen Rohrwandregistern, gebogenen Rohrwandregistern, Übergangsrohrwandregistern und Eckbögen zu- sammengesetzt sind. Die einzelnen Rohrwandregister bilden an ihrer Peripherie längsseitig Steg-Steg-Registerstöße und querseitig Rundnaht-Registerstöße. Das Verfahren zur Herstellung der Dampferzeuger-Rohrwände nach der DE 10 2008 037 085 B3 umfasst die Herstellung der Rohrwandbestandteile aus überwiegend 9 % bis 12 % chromhaltigen, martensitischen Stählen aus einem nicht wärmezu- behandelnden Werkstoff durch Verschweißen der jeweiligen Teile werkstattseitig, eine Anlasswärmebehandlung der Rohrwandbestandteile mittels einer ersten Heizeinrichtung werkstattseitig, das Verbinden der Rohrwandbestandteile an deren Rundnahtregisterstößen mittels Schweißnähten montageseitig, die Anlasswärmebehandlung der Schweißnähte an den Rundnahtregisterstößen der Rohr- wandbestandteile mittels einer Heizeinrichtung montageseitig sowie das Verbinden der Rohrwandbestandteile an deren Steg-Steg-Registerstößen mittels Schweißnähten montageseitig ohne Anlasswärmebehandlung dieser Schweißnähte. Der Begriff„montageseitig" im Sinne der DE 10 2008 037 085 B3 als auch im Sinne der vorliegenden Anmeldung bezieht sich auf das Zusammenfügen/Verschweißen einzelner Rohrwandsegmente/Paneele/Rohrwandregister zu der fertigen Membranrohrwand des Dampferzeugers in ihrer vorgesehenen Einbaulage. Der Begriff„werkstattseitig" hingegen bezieht sich auf die Herstellung und Komplettierung von Rohrwandpaneelen/Rohrwandregistern/Rohrwandsegmenten in der Werkstatt, d. h. vor Anlieferung und/oder vor dem Zusammenfügen in der Einbaulage. Rohrwände bzw. Membranrohrwände der vorstehend beschriebenen Art werden in Dampferzeugern von mit fossilen Brennstoffen beheizten Kraftwerken eingesetzt. Diese umfassen eine in den meisten Fällen rechteckige Brennkammer sowie einen darüber angeordneten Gaszug. Die Membranrohrwände bestehen aus Rohr-Steg-Rohr-Kombinationen, wobei sich die Rohre in der Einbaulage etwa senkrecht oder in einem Winkel zur Senkrechten erstrecken können und mit dem zu erhitzenden Arbeitsmedium durchströmt werden.
Sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage und ggf. bei Reparaturen von Membranrohrwänden können beim Schweißen lokal ungünstige Werkstoffzustände, insbesondere ungünstige Eigenspannungszustände auftreten, die sich durch Wärmebehandlung nach Herstellung der Schweißverbindung positiv beeinflussen lassen.
Eine solche Anlasswärmebehandlung bestimmter Rohrwand-Bestandteile ist beispielsweise ebenfalls in der DE 10 2008 037 085 B3 beschrieben, wobei dort vorgesehen ist, eine erste Wärmebehandlung mit einer Heizeinrichtung werkstattsei- tig vorzunehmen, wie dies im Übrigen allgemein bekannt ist. Als Heizeinrichtung wird hierzu in der Regel ein aufgrund der Abmessungen der Rohrwandregister hierfür angepasster Ofen benutzt, in dem die Rohrwandregister einzeln oder zu mehreren wärmebehandelt werden.
Eine solche Wärmebehandlung ist naturgemäß montageseitig nicht durchführbar.
In der DE 10 2008 037 085 B3 wird deshalb vorgeschlagen, die montageseitig vorzusehenden Schweißnähte, insbesondere die Rundschweißnähte, an den querseitigen Rundnahtregisterstößen mittels lokal und beiderseitig an den Rohrwandregistern angebrachter Heizeinrichtungen mit Wärme zu behandeln. Diese Heizeinrichtungen sind als geometrisch an die Rohrwandsegmente/Rohrwandregister angepasste Widerstands-Glühkassetten ausgebildet. Da eine solche Wärmebehandlung einen verhältnismäßig hohen Temperaturgradienten von den wärmezubehandelnden Schweißnahtbereichen zu den nicht aufgeheizten/aufge- wärmten Teilen der Rohrwand erzeugt, ist in der DE 10 2008 037 085 B3 vorgesehen, weitere Heizeinrichtungen im unmittelbaren Nachbarbereich zu den zuvor erwähnten Heizeinrichtungen anzuordnen, die zur Reduzierung des Temperaturgradienten Stützwärme erzeugen sollen.
Diese Anordnung ist apparativ verhältnismäßig aufwändig, nicht zuletzt wegen der erforderlichen weiteren Heizeinrichtungen zur Erzeugung von Stützwärme. Auch ist die Bereitstellung von angepassten Widerstands-Glühkassetten apparativ aufwändig. Schließlich erfordert die in der DE 10 2008 037 085 B3 beschriebene Maßnahme, dass Heizeinrichtungen beiderseitig an den Rohrwandregistern angebracht werden, d. h. auf der in der Einbaulage dem Kesselinneren zugewandten Seite sowie auf der dem Kesselinneren abgewandten Seite der Membranrohrwände, die üblicherweise mit einer Isolierung versehen ist. Eine Wärmebehandlung bei etwa erforderlichen Reparaturen mit Schweißarbeiten am Dampfer- zeuger ist auf diese Art und Weise nicht oder nur bedingt möglich, da jedenfalls die beiderseitige Zugänglichkeit der Membranrohrwand gewährleistet sein muss. Dies ist insbesondere dann beispielsweise nicht ohne Weiteres möglich, wenn die Membranrohrwände schon so weit montiert sind, dass im Bereich der querseiti- gen Rundnaht-Registerstöße bereits Füllbleche eingeschweißt worden sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten von Kraftwerksbauteilen in der Einbaulage bereitzustellen, das besonders einfach ist, eine homogene und einfache Erwärmung von Schweißnähten auch an schwer zugänglichen Stellen ermöglicht und welches insbesondere einen hohen apparativen Aufwand vermeidet.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten von Kraftwerksbauteilen, insbesondere zur montageseitigen Wärmebehandlung von Schweißnähten an Membranrohrwänden und/oder Rohrwandregis- tern in der Einbaulage innerhalb eines Dampferzeugers, wobei das Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass eine lokale Erwärmung einzelner Schweißnähte oder Gruppen von Schweißnähten konduktiv erfolgt. „Konduktiv" im Sinne der vorliegenden Anmeldung meint„elektrisch konduktiv", d. h. dass die betreffenden Schweißnähte strombeaufschlagt werden und aufgrund dessen eine Erwärmung durch ohmsche Wärme erfahren. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere nicht auf die Wärmebehandlung von Schweißnähten an Membranrohrwänden beschränkt, vielmehr kann dieses Verfahren verhältnismäßig einfach an fast allen Kraftwerksbauteilen in der Einbaulage angewendet werden, die aufgrund von Verschweißungen in der Einbaulage ungünstige Eigenspannungszustände aufweisen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ebenfalls nicht auf eine montageseitige Behandlung von Schweißnähten beschränkt, vielmehr kann dieses Verfahren auch eine werkstattseitige elektrische Kontaktierung wärmezubehandelnder Bauelemente vorsehen. Hierdurch kann auf eine vollständige Wärmebehandlung in einem Ofen vollständig verzichtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorzug, dass dies eine sehr begrenzte, lokal homogene Wärmebehandlung der betreffenden Schweißnähte ermöglicht. Dies geht einher mit einem verhältnismäßig geringen Wärmeeintrag, woraus ein verhältnismäßig geringer Verzug der betreffenden Bauteile resultiert. Hierdurch werden ungünstige Eigenspannungen des Bauteils vermieden. Besonders vorteilhaft ist, dass für eine solche konduktive Wärmebehandlung ein verhältnismäßig geringer apparativer Aufwand erforderlich ist, und dass die Zugänglichkeit des Bauteils nicht von allen Seiten gegeben sein muss. Die konduktive Wärmebe- handlung durchwärmt die Schweißverbindung im Gegensatz zu anderen Wärmebehandlungen, wie beispielsweise die Erwärmung mit Heizmatten, Gasflamme oder Schweißbrenner, wesentlich homogener. Hierdurch lassen sich lokale Überhitzungen und dadurch bedingte ungünstige Werkstoffzustände, wie z. B. Teil- austenitisierung und eine übermäßige Oxidation der Bauteiloberfläche, vermei- den. Auch wird das Auftreten von hohen Temperaturgradienten, wie er beispielsweise in der DE 10 2008 037 085 B3 beschrieben ist, zuverlässig vermieden.
Besondere Vorzüge hat die erfindungsgemäße Wärmebehandlung bei der Wärmebehandlung von Schweißnähten an Membranrohrwänden und/oder Rohrwand- registern in der Einbaulage innerhalb eines Dampferzeugers, da das Verfahren nur eine einseitige Zugänglichkeit der betreffenden Schweißnähte erfordert. Das Verfahren kann darüber hinaus auch bei Reparaturmaßnahmen angewendet werden.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Wärmebehandlung auch an Membranrohrwänden oder Rohrwandregistern bereits werkstattseitig durchgeführt werden, ggf. unter Verzicht auf einen Ofen für die Wärmebehandlung.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Schweißnaht eines Bauteils unmittelbar oder in an die Schweißnaht angrenzenden Bereichen elektrisch kontaktiert wird. Bei einer besonders vorteilhaften Variante gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rundnähte von Rohrwandstößen aneinandergefügter Rohrwandregister in der Einbaulage einzeln oder gruppenweise konduktiv erwärmt werden.„Einzeln" heißt, dass beispielsweise jede einzelne Rundschweißnaht eines Rohrwandstoßes elektrisch kontaktiert wird, d. h. erwärmt wird. Eine elektrische Kon- taktierung kann allerdings auch beispielsweise an sich quer erstreckenden Rohrwandstößen zweier aneinandergefügter Rohrwandregister über die gesamte Registerbreite erfolgen. Dann ist eine elektrische Kontaktierung des Rohrwandregisters auf Höhe der Rundschweißnähte beispielsweise nur zwischen jeweils drei oder mehreren Rohren vorzunehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich nicht auf die Anwendung an Rundschweißnähten an sich quer erstreckenden Registerstöße beschränkt, vielmehr kann das Verfahren auch auf die geschweißten Längsnähte zwischen Rohr und Steg sowie auf die sich in der Einbaulage etwa senkrecht oder in einem Winkel hierzu erstreckende Schweißnähte angewendet werden, die die seitlichen Rohrwand-Registerstöße miteinander verbinden. Grundsätzlich können die wärmezubehandelnden Schweißnähte unmittelbar elektrisch kontaktiert werden, beispielsweise mittels Schweißzangen, Kontaktbolzen oder dergleichen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn eine elektrische Kontaktierung auf den Stegen einer Membranrohrwand in jeweils an die Rundnähte von Rohrwandstößen angrenzenden Bereichen der Stege erfolgt.
Das Verfahren kann das Anbringen und die elektrische Kontaktierung von Kon- taktbolzen auf wenigstens zwei Stegen eines Rohrwandregisters einer Membranrohrwand vorsehen.
Kontaktbolzen können beispielsweise mittels Bolzensetzgerät von der zugänglichen Kesselinnenseite her auf die Stege aufgebracht werden. Diese Kontaktbol- zen können beispielsweise einen Durchmesser von etwa 30 mm aufweisen.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Wärmebehandlung das Anlegen und Halten einer elektrischen Spannung umfasst, die eine lokale Erwärmung, d. h. eine Erwärmung der Schweißnaht zwischen 600°C und 1.050°C, bevorzugt zwischen 650°C und 750°C, über eine Zeitspanne bis zu 4 Stunden bewirkt.
Die zu behandelnden Rohrwandsegmente umfassen Rohre mit einem Durchmesser zwischen 25 und 60 mm und einer Wandstärke von < 15 mm, wobei eine Temperatur innerhalb der betreffenden Schweißnaht wenigstens über eine Zeit- spanne von einer Minute gehalten werden sollte.
Bei den im Stand der Technik bekannten Wärmebehandlungsverfahren werden für die Wärmebehandlung Zeitspannen von 60 Minuten bis zu 120 Minuten gefordert, da insbesondere bei Strahlungswärmeeintrag, beispielsweise mittels Wider- stands-Glühkassetten, sich zwangsläufig ein Temperaturprofil von außen in das Innere der Schweißnaht einstellt und die Wärmestromdichte der von außen einzubringenden Wärme nicht zu hoch sein darf, damit kein allzu hoher Temperaturgradient zu den angrenzenden Bereichen des Werkstoffs auftritt. Mit dem erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahren lässt sich die erforderliche Zeitspanne für die Wärmebehandlung beachtlich reduzieren.
Bevorzugt erfolgt die konduktive Erwärmung durch Anlegen einer Wechselspannung, vorzugsweise mit einer Frequenz von etwa 50 Hz, was der Netzfrequenz entspricht.
Alternativ wäre auch das Anlegen einer Gleichspannungsquelle möglich.
Eine konduktive Erwärmung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise mit einer elektrischen Leistung von bis zu 100 kW, vorzugsweise zwischen 5 und 10 kW, erfolgen.
Bevorzugt erfolgt die Erwärmung mit einer verhältnismäßig hohen Stromstärke bei verhältnismäßig geringer Spannung. Beispielsweise kann eine konduktive Erwärmung mit einer Stromstärke zwischen 10 und 25 kA erfolgen.
Das Verfahren wird nachstehend am Beispiel der Wärmebehandlung von Rundschweißnähten an Membranrohrwänden erläutert. Wie eingangs erwähnt, ist allerdings auch die Wärmebehandlung anderer Kraftwerkskomponenten in der Einbaulage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich und sinnvoll.
Figur 1 zeigt eine Teilansicht zweier aneinander grenzender, nicht vollstän- dig miteinander verbundener Rohrwandregister 1 im Bereich der quer verlaufenden Registerstöße 2,
Figur 2 zeigt eine Teilansicht der in der Einbaulage miteinander
Rohrwand verbundenen Rohrwandregister, und Figur 3 zeigt eine der Figur 2 entsprechende Ansicht, die die Lage der Kontaktbolzen für die elektrische Kontaktierung veranschaulicht.
Jedes Rohrwandregister 1 umfasst beispielsweise drei im vorliegenden Fall vertikal ausgerichtete Rohre 3, welche beispielsweise als medienführende Rohre im Bereich der Strahlungsheizflächen eines Dampferzeugers ausgebildet sind. Mehrere Rohrwandregister 1 übereinander und nebeneinander bilden eine Membranrohrwand des Kessels eines Dampferzeugers. Die einzelnen Rohre 3 sind über Stege 4 fest miteinander zu den Rohrwandregistern 1 (Rohrpaneelen) ver- bunden. Die Rohre können beispielsweise eine Wandstärke von etwa 3 bis 6 mm und einen Durchmesser zwischen 25 und 60 mm aufweisen und aus chromhaltigen, martensitischen oder austenitischen Stählen oder Nickelbasislegierungen bestehen. Figur 1 zeigt zwei Rohrwandregister 1 in der nicht vollständig zusammengefügten Einbausituation, in welcher bereits zwei Rundschweißnähte 5 an miteinander verbundenen Rohrstößen 6 gesetzt sind.
Werkstattseitig wurden die Rohrwandregister 1 so hergestellt, dass die Rohrstöße 6 jeweils über die von den Stegen 4 gebildeten Registerstöße 2 hervorstehen, so dass bei zusammengefügten Rohrstößen 6 zwischen einzelnen Rohrwandregistern 1 ein Schlitz 7 frei bleibt, in welchen nach Fertigstellen der Rundschweißnähte ein Füllblech 8 eingeschweißt wird (siehe Figur 2). Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die Rundschweißnähte 5 jeweils beiderseits jeweils auf der dem Kesselinnern zugewandten Seite (in den Zeichnungen der dem Betrachter zugewandten Seite) im Bereich der Stege 4 mit Kontaktbolzen 9 zu versehen, an welche beispielsweise eine Wechselspannung von 0,22 V bei einer Stromstärke von 27 kA angelegt wird.
Eine mögliche Anordnung der Kontaktbolzen ergibt sich beispielsweise aus der Figur 3.
Bei der in Figur 3 gezeigten Anordnung der Kontaktbolzen 9 sind diese jeweils auf dem Füllblech 8 beiderseits der Rundschweißnähte 5, d. h. bezogen auf die Einbaulage, in einer etwa horizontalen Reihe angeordnet. Alternativ können die Kontaktbolzen auch jeweils nach oben und unten versetzt, d. h. in Zickzack-Anordnung, vorgesehen sein. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Wärmebehandlung der Rundschweißnähte 5 nach dem Einbringen der Füllbleche 8 vorgesehen, selbstverständlich können beispielsweise bei nach oben und unten versetzter Anordnung von Kontaktbolzen 9 die Rundschweißnähte 5 oder aber auch nicht dargestellte Längsschweißnähte zwischen Rohr 3 und Steg 4 oder an den seitlichen Registerstößen wärmebehandelt werden. Schließlich können anstelle der insgesamt vier Kontaktbolzen in Figur 3 auch nur jeweils zwei Kontaktbolzen je Rohrwandregister vorgesehen sein.
Die besondere Anordnung der Kontaktbolzen 9 gewährleistet eine vollständige Stromdurchflutung der Rundschweißnähte, und zwar voll umlaufend, auch bei bereits vollständig fertiggestellter Membranrohrwand mit auf der dem Betrachter abgekehrten Seite vorgesehener Isolierung. An dieser Stelle sei nochmals hervorgehoben, dass eine elektrische Kontaktierung der Membranrohrwände oder Rohrwandregister 1 nur auf der dem Betrachter zugewandten Seite, d. h. kessel- seitig, erforderlich ist.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung erfolgt das Anlegen einer Wechselspannung mit 50 Hz mit einer Stromstärke von 27 kA (27.000 A) bei einer elektrischen Leistung von 6 kW. Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung von Kontaktbolzen zur Kontaktierung beschränkt, vielmehr können Stromzangen oder andere Kontaktierungen vorgesehen sein. Die Stromleitungen werden zweckmäßigerweise gekühlt. Vorzugsweise kann dies mittels Wasserkühlung oder Flüssigstickstoffkühlung erfolgen. Wenn die Füllbleche 8 nicht montiert sind, kann beispielsweise aber auch eine Erwärmung der Rundschweißnähte 5 durch unmittelbare elektrische Kontaktierung der Rundschweißnaht 5 an diametral gegenüberliegenden Stellen vorgesehen sein. Zwei an der Rundschweißnaht 5 gegenüberliegend vorzusehende Kontakte könnten beispielsweise verhältnismäßig einfach mittels einer Stromzange hergestellt werden. Bezugszeichen
1 Rohrwandregister
2 Registerstöße 3 Rohre
4 Stege
5 Rundschweißnähte
6 Rohrstöße
7 Schlitz
8 Füllblech
9 Kontaktbolzen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Schweißnähten von Kraftwerksbauteilen, insbesondere zur montageseitigen Wärmebehandlung von Schweiß nähten an Membranrohrwänden und/oder Rohrwandregistern in der Einbaulage innerhalb eines Dampferzeugers, wobei das Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass eine lokale Erwärmung einzelner Schweißnähte oder Gruppen von Schweißnähten konduktiv erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schweißnaht eines Bauteils unmittelbar oder in an die Schweißnaht angrenzenden Bereichen kontaktiert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnähte von Rohrwandstößen aneinandergefügter Rohrwandregister in der Einbaulage einzeln oder gruppenweise konduktiv erwärmt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundnähte von Rohrwandstößen aneinandergefügter Rohrwandregister in der Einbaulage einzeln oder gruppenweise konduktiv erwärmt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontaktierung auf den Stegen einer Membranrohrwand in jeweils an die Rundnähte von Rohrwandstößen angrenzenden Be reichen der Stege erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch das Anbringen und elektrische Kontaktieren von Kontaktbolzen auf wenigstens zwei Stegen eines Rohrwandregisters einer Membranrohrwand.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung das Anlegen und Halten einer elektrischen Spannung umfasst, die eine lokale Erwärmung der Schweißnaht zwischen 600°C und 1.050°C, bevorzugt zwischen 650°C und 750°C, über eine Zeitspanne von bis zu vier Stunden bewirkt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmung durch Anlegen einer Wechselspannung, vorzugsweise mit einer Frequenz von etwa 50 Hz erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmung mit einer elektrischen Leistung von bis zu 100 kW, vorzugsweise zwischen 5 und 10 kW, erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmung mit einer Stromstärke zwischen 1.000 und 450.000 A erfolgt.
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