火電廠SA335P92鋼現場焊接工藝

摘 要：本文主要介紹了SA335P92鋼的化學成分、力學性能和現場焊接工藝要點。

關鍵詞：高溫蠕變性能 冷裂紋 層間溫度 焊接工藝

中圖分類號：TM62文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0104-01

1 引言

為滿足超超臨界鍋爐溫度和壓力的提高，歐美和日本通過在T/P91鋼的基礎上適當降低Mo元素的含量，并加入一定量的W以將材料的鉬當量（Mo+0.5W）從P91鋼的1%提高到約1.5%，同時加入微量的硼，得到了SA213T92/SA335 P92鋼，該鋼在與9%Cr系列的其他常用耐熱鋼相比，其耐高溫腐蝕和抗氧化性能相似，但高溫強度和蠕變性能大大提高。

2 SA335P92鋼的化學成份及力學性能

2.1 SA335P92鋼化學成分表（表1）

2.2 SA335P92鋼力學性能

常溫下σb 630MPa，σs 530MPa，延伸率17%%，沖擊功31kvJ，硬度225～270HB；在620℃使用溫度下許用應力70MPa。

3 可焊性分析

3.1 焊縫韌性低

T/P92鋼焊接時熔敷金屬中的Nb、V等微合金化合元素仍會大部分固溶在金屬中，固溶強化降低了焊縫韌性，且W的存在更加劇了焊縫韌性的降低。另外，如果焊接線能量輸入過大，熔池高溫停留時間較長，過熱金屬晶粒會嚴重長大，直接影響焊縫抗沖擊承載能力。

3.2 焊接冷裂紋

雖然T/P92鋼的C、S、P等元素質量含量低，且具有晶粒細、韌性高的特點，焊接冷裂紋傾向大為降低，但仍還有一定傾向，應嚴格控制預熱溫度，焊后及時熱處理。

4 T/P92鋼焊接工藝

4.1 焊接方法

T92小管焊口采用全氬弧焊GTAW；P92大管焊口采用氬弧焊打底/手工電弧焊蓋面。

4.2 焊接材料

焊絲選用Thermanit MTS616-ER90S-G，φ2.4；焊條ALCROMOCORD 92，φ2.5、φ3.2。

4.3 焊接工藝參數

焊接參數垂直固定時偏上限選取，水平固定焊及小徑管偏下限選取。大徑管氬弧焊打底至少2層，φ2.5mm焊條焊2層，然后使用φ3.2mm焊條。

4.4 溫度控制

小口徑焊口選用便攜式遠紅外測溫儀，大中徑厚壁采用電腦控溫。測溫方法：預熱溫度在坡口內測量，層間溫度在起焊點前50mm處測量。

4.5 焊前預熱

4.5.1 預熱方法

T92小管焊口采用火焰預熱，火焰距離焊口10mm以上，噴嘴移動均勻，不得長時間在同一位置停留，防止氧化或對母材增碳，加熱寬度每側不小于100mm；P92焊口采用電加熱預熱，每側加熱寬度為母材壁厚的3倍，且不小于100mm。在溫度記錄儀顯示到達預熱溫度后，應保持該溫度30min后方可開始焊接，以保證預熱溫度的勻透性，減小溫度梯度。

4.5.2 預熱溫度和層間溫度

焊接過程中可以將溫度降至200℃左右，這樣有利于層間溫度的控制。

4.5.3 升降溫速度

大中徑厚壁管道升降溫速度按6250/δ計算，滿足升溫速度80～150℃/h，降溫速度≤150℃/h。

4.5.4 P92焊口應盡量一次性連續焊完

如果特殊情況一次焊接未能完成，而夜間未安排施工，可將層間溫度控制在80 ～100℃，第二天熱處理人員提前再將溫度升到預熱溫度；或在當天焊接結束后，將溫度降到80～100℃，恒溫2h后，再將溫度升到預熱溫度，盡量保證馬氏體轉變過程。

4.6 背部充氬

對口前，在管內距坡口中心兩側各200～300mm處用可溶紙封堵做成密封氣室，對口后，在坡口處間隙處用保溫棉進行封堵，然后向管內充氬排盡氣室內空氣。焊接時撥開一段焊接一段，最后打底焊接收口時，注意調節控制好氬氣流量大小，確保打底焊接質量。開始充氬氣流量可為10～20L/min，施焊過程中應保持在8～10L/min。

4.7 直徑194mm以上的P92焊口采用兩人對稱焊，打底時相互配合，一名焊工施焊，另一名焊工用手電筒觀察焊縫背面的透度情況，發現問題及時處理

4.8 T/P92鋼對線性能量輸入十分敏感，需嚴格控制焊接溫度

電弧焊最大焊條選φ3.2mm，焊層厚不大于焊條直徑，焊道寬度不大于焊條直徑的4倍；要選擇合適的預熱溫度，若溫度過高，焊接時焊縫溫度會提升非常快，若過低，將會影響打底焊質量，甚至于出現裂紋缺陷。

4.9 焊后熱處理

4.9.1 采用遠紅外電加熱高溫回火工藝，熱電偶采用電溶放電的方式固定（焊）在焊縫上

對于φ<273mm的管道，采用一只熱電偶點焊在焊縫中心測溫；對于間隙小于100mm的排管，則采用兩只熱電偶，分別點焊在兩端焊口的焊縫中心；對于φ>219mm且壁厚大于20mm的管道，加熱器應分區控制，并適當增加溫度監控點（不少于3點）。

4.9.2 熱處理參數

恒溫溫度：（760±10）℃；恒溫時間以焊件內外壁厚溫差不大于20℃為準，大管時間為：（2～3）×1h/25mm；小管徑時間為10min/mm，且不小于1h。升溫速度80℃/h～150℃/h，降溫速度≤150℃/h。

4.9.3 對于管道系統長的大徑焊口降低降溫速度

熱處理時應適當增加保溫寬度，延長保溫時間，同時在升降溫速度過程中，盡量保證焊口在300℃以上高溫區時間較長，即降低降溫速度。升溫時300℃以下按照計算速率，300℃以上采用80℃/h，降溫過程300℃以上采用100℃/h，300℃以下可以不控制。

參考文獻

[1]范長信.超超臨界機組鍋爐新型耐熱鋼的焊接[J].電力設備，2006（14）：15-18.

[2]T/P92鋼焊接指導性工藝.國電焊接信息網.

[3]焊力發電廠焊接技術規程.DL/T869-2004.