重型燃氣輪機用大型鑄鍛件 第3部分：鑄鋼件 編制說明

1《重型燃氣輪機用大型鑄鍛件第3部分：鑄鋼件》編制說明1工作簡況1.1任務(wù)來源本文件是根據(jù)國家標準化管理委員會國標委發(fā)〔2023〕37號《關(guān)于下達2023年第二批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計劃的通知》計劃編號20230621-T-604，項目名稱“重型燃氣輪機用大型鑄鍛件第3部分：鑄鋼件”進行制定的，由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出，全國大型鑄鍛件標準化技術(shù)委員會歸口，主要起草單位：二重（德陽）重型裝備有限公司、中國聯(lián)合重型燃氣輪機技術(shù)有限公司、上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機廠、南京汽輪電機（集團）有限責任公司、東方電氣集團東方汽輪機有限公司、遼寧福鞍重工有限公司、上海電氣上重鑄鍛有限公司、哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，項目周期18個月。1.2主要工作過程起草階段：起草單位在2023年08月28日接到標準制訂任務(wù)后，組織相關(guān)技術(shù)人員進行研究，明確了標準主要技術(shù)內(nèi)容、進度安排及有關(guān)要求，并成立起草工作組，工作組廣泛收集項目相關(guān)的國內(nèi)外標準和技術(shù)資料，并進行了大量的技術(shù)分析對比、資料查證、調(diào)查研究等工作。在此基礎(chǔ)上，于2023年10月22日提出標準初稿和編制說明。在起草單位內(nèi)部對標準初稿進行了多次評審并根據(jù)內(nèi)部評審意見修改和完善了標準的技術(shù)內(nèi)容。起草單位于2023年12月10日將標準初稿和編制說明送標委會初步審核，根據(jù)初步審核建議對標準的格式和內(nèi)容進行了規(guī)范。2024年6月5日形成標準征求意見稿及相關(guān)附件。征求意見階段：標委會秘書處于2024年9月XX日組織征求意見，送標委會委員以及有代表性的標準利益方廣泛征求意見，本次征求意見于2024年11月XX日截止。本文件發(fā)送“征求意見稿”的單位XX個；收到“征求意見稿”后，回函的單位XX個，收到“征求意見稿”后回函并有建議或意見的單位XX個；沒有回函的單位XX個。XXXX年XX月XX日秘書處將意見匯總并反饋給起草單位。起草單位對各方面所提意見進行匯總、分析后（見征求意見匯總處理表對標準征求意見稿進行了補充、修改，于XXXX年XX月XX日提出標準送審稿及附件。審查階段：標委會于XXXX年XX月XX日～XX日在XXXX組織召開了X項國家標準審查會，出席標準審查會委員X名，占全部應(yīng)出席委員XX名的X％，符合程序要求。會上，標準的主要起草人對標準送審稿的條款及編制說明、征求意見處理情況進行了介紹。標委會委員和專家按照標準制訂的原則，結(jié)合目前的科研、生產(chǎn)情況和市場需求，以嚴謹、科學的態(tài)度，對標準審查稿的技術(shù)指標、文字以及編制說明、意見處理情況等進行了全面認真的審議，對存在分歧的內(nèi)容進行了充分討論、認真推敲和反復(fù)斟酌，對一些具體的技術(shù)性問題提出了修改、補充、完善的意見和建議，最后代表們達成了一致意見，本文件通過報批階段：標準起草工作組按照會議審查意見對標準送審稿作了進一步的修改、整理和完善，于XXXX年XX月XX日形成了標準報批稿及其附件，報到標委會秘書處。21.3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作主要參加單位：。主要成員：。所做的工作：。2標準編制原則和主要內(nèi)容2.1編制原則本文件編制工作符合機械行業(yè)標準制定工作原則，按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草，技術(shù)要素符合我國機械工業(yè)大型鑄鍛件產(chǎn)品標準的要求。2.2標準主要內(nèi)容本文件規(guī)定了重型燃氣輪機用大型鑄鋼件的訂貨要求、制造工藝、技術(shù)要求、檢驗規(guī)則、試驗方法、質(zhì)量證明書及標識和包裝等。主要技術(shù)指標包括9個材料牌號的化學成分、力學性能、顯微組織及試制產(chǎn)品評審的特殊試驗要求等，主要制定內(nèi)容如下：2.2.1范圍本文件適用于砂型或?qū)嵝耘c砂型相當?shù)蔫T型重力鑄造的重型燃氣輪機用大型鑄鋼件的訂貨、制造和檢驗。2.2.2規(guī)范性引用文件本章列出了在標準中規(guī)范性引用的文件，未列出非規(guī)范性引用和編寫時參考的文件。2.2.3術(shù)語和定義本章定義“性能熱處理”、“最終熱處理”、“主要缺陷”三個術(shù)語?！靶阅軣崽幚怼钡男g(shù)語定義為：為獲得鑄鋼件預(yù)期組織和力學性能的淬火（或正火）加回火的熱處“最終熱處理”的術(shù)語定義為：鑄鋼件性能熱處理后在熱處理爐內(nèi)完成最終去應(yīng)力退火的熱處理?！爸饕毕荨钡男g(shù)語定義為：鑄鋼件內(nèi)部或表面存在的滿足下列條件之一的缺陷。a）缺陷清除后坡口剩余壁厚小于鑄鋼件該區(qū)域正常壁厚的20%（包括貫穿的缺陷）；b）缺陷清除后坡口最大開口平面的面積大于200cm2，且剩余鑄鋼件壁厚小于該區(qū)域正常壁厚60%；c）缺陷清除后任意方向的長度大于150mm。為了避免標準執(zhí)行中出現(xiàn)歧義，并依據(jù)是相關(guān)標準及經(jīng)營生產(chǎn)經(jīng)驗，提出上述術(shù)語定義。2.2.4訂貨要求本章規(guī)定了訂貨合同簽訂時，訂貨方需提供的訂貨信息及技術(shù)要求，主要是依據(jù)該重型燃氣輪機用鑄鋼件的經(jīng)營生產(chǎn)經(jīng)驗。2.2.5制造工藝本章設(shè)置的主要內(nèi)容為重型燃氣輪機用鑄鋼件制造過程中熔煉、鑄造、熱處理、消缺與補焊等工序的制造方式和要求，規(guī)范了產(chǎn)品一般工序流程，推薦了熱處理規(guī)范并對熱處理設(shè)備使用作了嚴格的要求。2.2.6技術(shù)要求本章重點規(guī)定了產(chǎn)品材料化學成分、顯微組織和力學性能，以及檢驗試塊的制造方案等相關(guān)技術(shù)要求，對材料成分偏差執(zhí)行的標準，產(chǎn)品尺寸、重量公差標準均作了明確的規(guī)定，避免產(chǎn)品在執(zhí)行過程中無據(jù)可依的情況。在標準附錄A列出了供方試制產(chǎn)品評審的附加試驗要求。32.2.7試驗方法本章規(guī)定了檢驗的總體要求，主要有：化學成分、力學性能、顯微組織、無損檢測、尺寸和外觀、等的檢驗方法、取樣規(guī)則和相應(yīng)的標準，及附件試驗要求等。2.2.8檢驗規(guī)則本章規(guī)定了力學性能和硬度的復(fù)試規(guī)則、顯微組織重新試驗的規(guī)定、重新熱處理及熱處理后重新檢驗的規(guī)定、無效試驗的規(guī)定等。2.2.9驗收和質(zhì)量證明書本章主要規(guī)定了產(chǎn)品制造商對交貨產(chǎn)品的檢驗要求，及交貨時的提供質(zhì)量證明書應(yīng)包括的軟件資料2.2.10標識和包裝本章主要供方交貨產(chǎn)品應(yīng)有的標識等內(nèi)容、及其包裝和發(fā)貨的規(guī)范要求。2.3解決的主要問題本文件確立了重型燃氣輪機用鑄鋼件的選材、訂貨、制造、檢測方法、檢驗規(guī)則、驗收交貨等通用技術(shù)要求，實現(xiàn)了對重型燃氣輪機鑄鋼件的選材、制造和檢驗等的統(tǒng)一規(guī)范，是對重型燃氣輪機鑄鋼件選材、制造和檢驗等的規(guī)范性指導(dǎo)。有利于解決多年來，由于我國重型燃氣輪機主機廠引進技術(shù)路線各不相同，造成重型燃氣輪機用鑄鋼件的制造、檢驗和驗收等缺少統(tǒng)一規(guī)范的技術(shù)標準，進而阻礙行業(yè)發(fā)展和參與國際競爭的問題。本文件的制定，使我國在國重型燃氣輪機鑄鋼件制造應(yīng)用有了自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)標準，填補了我國重型燃氣輪機鑄鋼件制造標準的空白，有利于提高我國重型燃氣輪機鑄鋼件的產(chǎn)品質(zhì)量，將推動我國重型燃氣輪機鑄鋼件制造技術(shù)進步，提升我國重型燃氣輪機鑄鋼件的國際競爭力，支撐我國重大裝備走出去戰(zhàn)略。3主要試驗（或驗證）情況本文件屬于通用技術(shù)標準，標準的主要技術(shù)內(nèi)容根據(jù)實際的科研成果、經(jīng)營生產(chǎn)經(jīng)驗以及相關(guān)國內(nèi)標準、國際標準和國外先進標準等確定。本文件主要技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)指標設(shè)置先進、合理，與相關(guān)標準協(xié)調(diào)，可操作性好。本標準中依據(jù)成熟標準設(shè)置的條款和技術(shù)指標如下。序號主要條款內(nèi)容或技術(shù)指標參考標準內(nèi)容異同6.1化學成分JISG5151EN10213JISG5121參照JISG5151標準中的SCPH2和SCPH21分別確定ZG245-480和ZG15Cr1Mo的化學成分；參照EN10213中G17CrMo5-5、G17CrMoV5-10和GX23CrMoV12-1分別確定ZG17Cr1Mo、ZG17Cr1Mo1V和ZG17Cr1Mo增加了Ti、Al控制，GX23CrMoV12-1取消了W的控制，增加了了Ti、Al控制；參照JISG5121標準中的SCS1確定ZG15Cr13的化學成分；ZG15Cr1Mo1V、ZG17Cr2Mo14和ZG15Cr13Ni1Mo材料參考了國內(nèi)外企業(yè)先進標準中的要求確定了化學成分。6.2力學性能JISG5151EN10213JISG5121參照JISG5151標準中的SCPH2和SCPH21分別確定ZG245-480和ZG15Cr1Mo的力學性能；參照EN10213中G17CrMo5-5、G17CrMoV5-10和GX23CrMoV12-1分別確定ZG17Cr1Mo、ZG17Cr1Mo1V和ZG23Cr12MoV的力學性能，這三個牌ZG17Cr1Mo1V還增加了斷面收縮率要求；參照JISG5121標準中的SCS1ZG15Cr1Mo1V、ZG17Cr2Mo1和ZG15Cr13Ni1Mo材料參考了國內(nèi)外企業(yè)先進標準中的要求確定了力學性能。7.1試驗方法及取樣方法、數(shù)量和位置JB/T11018參照JB/T11018，對燃機鑄鋼件的試驗方法及取樣方法、數(shù)量和位置進行細化明確。7.2化學成分分析GB/T4336、GB/T11170化學元素種類多，本標準化中涵蓋及引用了各化學元素分析方法的相關(guān)內(nèi)容。7.3.1取樣規(guī)則JB/T11018GB/T11352GB/T37681參照JB/T11018、GB/T11352和，GB/T37681，結(jié)合對燃機鑄鋼件的特點，細化了檢驗取樣規(guī)則等。8.1組批規(guī)則ISO4990JISG0307EN1559-1GB/T16253GB/T376811559-1、GB/T16253、GB/T37681，對燃機鑄鋼件的組批規(guī)則進行針對性的規(guī)定：根據(jù)鑄件重量進行分批。8.5重新熱處理ISO4990JISG0307EN1559-1GB/T16253GB/T32255GB/T376811559-1、GB/T16253、GB/T32255、GB/T37681，對燃機鑄鋼件的重新熱處理進行針對性的規(guī)定。8.6無效試驗的規(guī)定ISO4990JISG0307EN1559-1GB/T113521559-1、GB/T11352、GB/T37681，對燃機鑄鋼件的無效試驗及處理辦法進行細化和明確。5GB/T37681本文件中依據(jù)實際經(jīng)驗和試驗驗證設(shè)置的條款如下。序號主要條款內(nèi)容或技術(shù)指標設(shè)置依據(jù)或試驗驗證情況5.2鑄造依據(jù)各企業(yè)對大鑄件采購技術(shù)要求和制造經(jīng)驗進行總結(jié)制定，特別對芯撐和內(nèi)冷鐵的使用進行規(guī)5.3熱處理依據(jù)各企業(yè)對大鑄件采購技術(shù)要求和制造經(jīng)驗進行總結(jié)制定，特別對熱處理爐、熱處理前工件外觀要求、熱處理過程測溫及熱處理制度(推薦)等進行規(guī)定。5.4缺陷清除和補焊依據(jù)各企業(yè)制造經(jīng)驗內(nèi)容進行制定，特別對焊前缺陷消除、焊評要求、主要缺陷焊補、局部去應(yīng)力退火等進行規(guī)定。6.3顯微組織參考了國內(nèi)外企業(yè)先進標準中的要求規(guī)定了ZG15Cr1Mo1V、ZG15Cr13Ni1Mo的顯微組織要求。6.4硬度依據(jù)各企業(yè)對大鑄件采購技術(shù)要求和制造經(jīng)驗進行總結(jié)制定，特別是對不同材料的焊區(qū)硬度進行規(guī)8.4復(fù)驗依據(jù)國內(nèi)外先進標準，對各企業(yè)對大鑄件采購技術(shù)要求和制造經(jīng)驗進行總結(jié)制定。附錄A供方試制產(chǎn)品評審的附加試驗要求依據(jù)各企業(yè)對大鑄件采購技術(shù)要求和制造經(jīng)驗進行總結(jié)制定，特別是供方試制產(chǎn)品評審的時限、附加試驗內(nèi)容及要求。本文件是標準制訂項目，本文件涉及的重型燃氣輪機鑄鋼件，國內(nèi)多家生產(chǎn)廠家已生產(chǎn)制造近二十年，并廣泛用于相關(guān)重型燃氣輪機制造企業(yè)。在多年的制造與應(yīng)用中，對文件涉及材料及其技術(shù)指標、檢測方法、檢驗規(guī)則等進行了試驗（或驗證）了，技術(shù)成熟。本文件與試驗（或驗證）涉及的技術(shù)指標、檢驗規(guī)則等不存在重大技術(shù)變化。4標準中涉及專利的情況本文件項目尚未識別出涉及專利，不涉及知識產(chǎn)權(quán)問題。5預(yù)期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況5.1背景推進碳達峰碳中和，充分體現(xiàn)我國的大國擔當，“十四五”規(guī)劃綱要提出推進能源革命，建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源體系，我國將積極推進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，高效、清潔、多元化、智能化是能源轉(zhuǎn)型的主要特征。以重型燃氣輪機為核心的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，熱效率可以達到60%以上，“十三五”末，我國燃氣發(fā)電裝機9972萬千瓦，相比“十二五”末增加75％，隨著“兩機專項”工程的實施、分布式能源的發(fā)展、電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提升以及未來氫能源的利用等，重型燃氣輪機的產(chǎn)業(yè)和市場規(guī)模將6不斷擴大。重型燃氣輪機制造精密，關(guān)鍵零部件要求嚴苛，是體現(xiàn)一個國家科學研究水平和機械制造能力的尖端技術(shù)，被譽為“裝備制造業(yè)皇冠上的明珠”。重型燃氣輪機項目先后被列入“863計劃”和“科技創(chuàng)重型燃氣輪機主要結(jié)構(gòu)包括壓氣機、燃燒室、燃氣透平三大部分，包括了以大型錐形體、燃燒室缸體、透平缸體和壓氣機缸體等鑄件以及壓氣機輪盤、透平輪盤、拉桿、中間軸、扭力盤、前后軸頭、拉桿螺母等鍛件，由于重型燃機頻繁啟動、高溫長壽命設(shè)計以及高精密制造要求，對重型燃機鑄鍛件的材料、大型鑄鍛件的綜合性格提出了極高要求。我國的重型燃氣輪機產(chǎn)業(yè)起步于20世紀50年代，2001年，國家發(fā)改委印發(fā)《燃氣輪機產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)引進工作實施意見》，近20年來，我國重型燃氣輪機技術(shù)引進與消化吸收，技術(shù)自主創(chuàng)新取得了重大突破。在重型燃氣輪機用大型鑄鍛件材料方面，通過合作制造和自主開發(fā)，突破了國外的技術(shù)封鎖，解決了“材料”卡脖子的技術(shù)難題，從錐形體、壓氣機輪盤、透平輪盤等鍛件認證起步，目前已掌握了中國重燃、上海電氣、東方電氣等不同技術(shù)路線的材料和制造技術(shù)，國內(nèi)已形成了材料、鑄鍛件、檢測檢驗的技術(shù)和制造力量，具備了標準的研制條件。重型燃氣輪機用大型鑄鋼件材料包括碳鋼、CrMo及CrMoV低合金鋼、高Cr馬氏體耐熱鋼，主要產(chǎn)品有透平缸、壓氣機排氣缸、內(nèi)缸、靜葉持環(huán)、軸套、導(dǎo)流環(huán)、錐形體等零部件。燃機鑄鋼件普遍壁薄、內(nèi)部質(zhì)量和理化性能要求高、尺寸精度要求嚴格，模型需要數(shù)控加工，鑄造、熱處理、焊接和機械加工過程控制變形難度大。我國已成功研制的產(chǎn)品主要包含不同的技術(shù)路線，即德國西門子、美國GE、日本三菱和意大利安薩爾多等技術(shù)路線。技術(shù)等級、規(guī)格等級有西門子F/H燃機錐形體，南汽F燃機透平缸、壓氣機排氣缸等，上汽大F、小F軸套、導(dǎo)流環(huán)，東汽F燃機透平缸、壓氣機缸等（270MW機組、315MW機組應(yīng)用于萬寧1#、閔行、揭東、鳳泉、中電常熟、海南凱潤、肇慶協(xié)鑫等項目，還出口到韓國、埃及及馬來西亞等國，產(chǎn)品總體技術(shù)達到了國際先進水平。5.2目的和意義本標準的制定將支撐我國燃氣輪機裝備產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，保障供應(yīng)鏈自主可控。大型鑄鍛件是重型燃氣輪機主要結(jié)構(gòu)的核心零部件，對燃氣輪機裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵核心作用。本次成體系的研制重型燃氣輪機用大型鑄鍛件系列材料標準，有利于形成我國重型燃氣輪機用大型鑄鍛件材料體系，培育增強重型燃氣輪機材料配套能力，提升產(chǎn)業(yè)鏈材料供應(yīng)保障能力。本標準的制定還將規(guī)范和引導(dǎo)設(shè)計選材和經(jīng)營生產(chǎn)，提升燃氣輪機用大型鑄鍛件技術(shù)質(zhì)量水平。由于在重型燃氣輪機裝備行業(yè)形成了不同的技術(shù)路線，行業(yè)骨干企業(yè)在產(chǎn)業(yè)形成初期形成了各自的零件標準，各零件標準的來源也不盡相同，標準繁雜，造成不同機型、不同材料、不同設(shè)計的零件驗收條件中部分技術(shù)指標各有不同，從而使得材料生產(chǎn)組織難度大、鍛件驗收復(fù)雜。標準研制有利于規(guī)范和統(tǒng)一選材和技術(shù)要求，指導(dǎo)重型燃氣輪機設(shè)計制造和大型鑄鍛件材料制造，提升燃氣輪機用大型鑄鍛件技術(shù)質(zhì)量水平和競爭力。5.3標準對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用能源安全問題是我國當前經(jīng)濟發(fā)展和實現(xiàn)碳中和目標過程中的重要課題，隨著國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整及“雙碳”戰(zhàn)略的推進，能源正從粗放型利用向精細化發(fā)展，在“碳達峰”、“碳中和”背景下，發(fā)電必須不斷向更清潔高效的技術(shù)方向發(fā)展。本文件是對重型燃氣輪機鑄鋼件選材、制造和檢驗等的規(guī)范性指導(dǎo)。本文件的實施，將為相關(guān)企業(yè)重型燃氣輪機鑄鋼件的設(shè)計選材、訂貨、制造和檢驗提供重要依據(jù)和支撐。本文件的制定使我國在重型燃氣輪機鑄鋼件制造應(yīng)用有了自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)標準，填補了我國重型燃氣輪機鑄鋼件制造標準的空白，同時也反映材料、制造和檢驗方面的新技術(shù)和新要求，