P92、P122钢现场焊接及热处理工艺的实施

80。 第28卷第9期 2007年9月 电力建设 ElectricPowetConstruction Voi28No9 Sep，2007 ·设备与材料· P92、P122钢现场焊接及热处理工艺的实施 包镇回。沈刚 (渐江省火电建设公司，杭州市，310016 [摘要]华能玉环电厂1号机组是国内首台超超J临界机组，首次在主蒸汽管道采用SA335P92、SA335P122 材质。在l号机组P92、P122钢的现场焊接施工中，采用了．GTAW+SMAW工艺，内充氩保护．焊前预热，进行2 层氲弧焊打底．2层氩弧焊厚度为5-6mm，预热方法采用电加热方式，采用较小的焊接热输入量进行施焊。焊 接结束后，立即降温进行马氏体转变。玉环电厂1号机主蒸汽(P122、F92)及再热热段(P91)经过焊缝硬度及微 观金相检验符台业主的要求。 [关键词】P92P122焊接热处理 中图分类号：TG457．1l文献标识码：B文章编号：1000—7229(2007)09—0080-03 ImplementationofP92andP122SteelFieldWeldingandHeatTreatment BAOZhen-hui，SHENGang 隹hqiangThermalPowerConstructionCo．，Hang出ou310016，china) [Abstract]TheNo．1unit01"YuhuanPowerPIantofl：lhlaneng,thefixatultrasupmcaStiealunitinChiha,Ile,e8SA335P92andSA335P122materialsin mainsteampipeforthefirsttimeinChinaDⅢ_iⅡg她FiddweldingofP92andPl22at嘴1，岫GTAW+SMAWisused．Thepipew∞fiBedwithArgon gasandpreheatedeleetrlcally．TworootlayersofGTAWwithatotahhieknessof5—6mmwemI。efformed．HeatinputwaskeptlowdurlngweldingAfter welding,thestructureiscooledimmediatelytoallowmartensiteformation．1herigidityandmicrometallograDhicexaminationsoftheweldinglinesshow thatthequalityofmainsteampipe俨122andP92)andreheaterhight鲫p唧tmsection(P91)rneetowner’srequiremenls [KeywordslP92；P122；welding；heattrearl『nent 1 P92、P122钢的特性 P92、P122钢都有较明显的时效倾向，且发生 在500—650℃的温度范围内，这正是这些钢材的工 作温度。P92、P122钢的时效倾向见图1．从中可看 到3000h时效后其韧性下降了许多，但在3000h SMAW：ThermanitMTS616frhermanitMTS911；母4,0mm p 昌 S ， U 柑 量 保温时间，h 图1 1'92、P122钢的时效倾向 “10、 以后冲击功下降的倾向就不明显，。为了确保时效 后焊缝韧性能保持在要求的水平上，时效前焊缝的 原始韧性必须有充分的裕度，必须做到测温精确．同 时提高焊接接头的温度均匀性，才能保证焊接接头 的性能及服役寿命。 P92、P122钢是经过正火及回火处理，显微组织 为回火马氏体组织(主要是Fe、Cr、Mo的碳化物及 V、Nb的氮化物)。 由于采用了特殊精炼技术及精密铸造技术， P92、P122钢的C、S、P等元素含量低、纯净度高．其 焊态低c马氏体仍具有一定的塑性，焊接冷裂纹倾 向大为降低。 1．1焊接材料的选择 现场焊接所选用的焊材除要求焊缝金属满足室 温下的强度外．还必须满足运行温度下的韧性和强 牧稿日期：2007—03—15 作者简介：包镇回(1948一)，男．高级技师．长期从事火力发电厂现场焊接工作。 万方数据 第9期 P92、P122钢现场焊接及热处理工艺的实施 ·81 度(蠕变强度)要求。焊缝金属在其熔敷成型及冷却 过程中，一些微量元素(Ⅳb、v等)大部分固溶在焊 缝金属中，通过固溶强化反而降低焊缝韧性。因此焊 缝金属的冲击韧性总是低于母材的。为了提高焊缝 的韧性，必须合理地搭配Nb、W、V、Mn、Ni等微量元 素的含量，严格控制P、S、N、O、H等有害微量元素 及降低C含量。 1．2焊接工艺的选择 通过P92钢熔敷金属试验，确定了以下焊接工 艺：采用GTAW+SMAW工艺，内充氩保护，焊前预 热．预热温度为150—250oC，层问温度控制在300oc 以内。采用较小的焊接线能量，采取多层多道焊并避 免过厚的焊道．努力使热影响区软化带变得窄一些， 缩小其影响。焊后冷却到80～100℃时进行马氏体转 变。然后进行760+_10℃恒温4h的焊后热处理。 2焊接工艺的实施要点 2．1打底 为防止电焊击穿氩弧焊打底层，进行2层氩弧 焊打底，厚度为5～6mm，焊接工艺参数见表1。 2．2充氩 为防止焊缝根部氧化，在氩弧焊打底(2层)及 电焊填充的第l层必须进行充氩保护。常用的充氩 方法是采用气室密封充氩，气室的封堵材料可以是 高温橡胶、水溶纸等。但这些材料必须是在施工后可 以顺利取出或在水压时可以消除的。充氩的好坏直 接关系到焊缝根部的质量及施工是否能顺利进行， 密封气室在对口之前必须设置好。 2．3预热 预热方法采用电加热方式．氩弧焊打底时，预热 温度为150～200℃(指坡口实测温度，用远红外测温 仪测温)。2层氨弧焊完成后预热温度升温至200～ 250℃后进行电焊层的填充及盖面层焊接。 2．4焊接要点 2．4．1焊前及过程中的清理 对口前，应将焊口每侧15—20illrll范围，将管子 内外、壁的油、垢、锈、漆等清理干净，直至呈金属光 泽：坡口处母材无裂纹、重皮、坡KI损伤及毛刺等缺 陷；每个焊口施焊前必须进行PT检验(检验范围坡 口及其边缘20mm范围)，检验合格后方可施焊。 焊接过程中应注意避免保温材料等异物落人焊 缝中，并注意层问清理，焊接中应将每层焊道接头错 开lO一15111111．同时注意焊接平滑，便于清渣和避免 出现“死角”。每层(道)焊缝焊接完毕后，应用磨光机 或钢丝刷等将焊渣、飞溅物等清理十净(尤其应注意 中间接头和坡口边缘)。2G位置焊口在填充层中应 事先控制好每层的焊道的厚度及宽度，防止最后一 道焊缝焊接时产生层间未融合或夹渣等缺陷。 2．4．2焊接参数控制 必须采用较小的焊接热输入量进行施焊。如采 用小直径焊条，采用比较小的焊接电流；采用比较快 的焊接速度；采用比较低的层间温度等。根据工艺评 定要求，焊接线能量控制在20kJ／cal范围之内。 在施焊过程中对焊层厚度、摆动宽度、层间温度 等方面进行了控制。在施工中要求焊层厚度不大于 所用焊条直径，摆动宽度不大于所用焊条直径的3 倍．层间温度控制在300℃以内。同时多层多道焊接 头应错开，严禁同时在一处收弧，以免局部温度过高 影响施焊质量 2．5马氏体转变 焊接结束后，立即降温进行马氏体转变，转变温 度为80-100℃。恒温时间根据管子壁厚而定，但必 须使整个焊接接头温度都能达到100℃以下。为使 内外壁温度能够均匀，在焊接结束后及恒温过程中 可以将管道两端密封板打开，让管子内部的空气自 由流通。同时在管道壁温较低的情况下可将预热用 的加热器及保温材料拆除，确保整个焊缝内外均能 降温至80—100℃，完成马氏体转变。 2．6消氢处理 热处理过程中由于一些不可抗拒的因素，无法 立即进行焊后热处理时，可以先进行消氢，消氢处理 温度为350℃．时间为3h，然后缓慢冷却至室温。 3焊后热处理和相关设定 3．1热处理升降温速度 (1)Di349x72：升温速度300℃以下时不大于 120℃／ll；300℃以上时不大于80℃／Il。 降温速度300℃以上时不大于80℃m；300℃ 表1焊接工艺 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 参数 焊接方法 焊材 规格／mm 电流／A 极性 电压／v 焊接速度／(ram·rain。) GTAW biTS一616 士24 90—125 直流正接 10～12 60～80 SMAW biTS一616 625 80—110 直流反接 21-23 90～150 SMAW M幅一616 曲3．2 90—120 直流反接 21—24 90—150 SMAW biTS一616 q,4．0 130-150 直流反接 21～26 130—160 万方数据 ·82 电力建设 第28卷 以下时在保温层内冷却至窜温。 (2)Di248×53：升温速度300℃以下时不大于 200℃／h：300℃以卜时不大于110℃／ll。 降温速度300qc以上时不大于110℃／h。 3．2热处理温度的设定 焊后热处理的恒温温度为760±10屯。在实际热 处理过程中应根据所用焊材Ni、Mn含量调整实际 的热处理控温温度。当Ni+Mn<1．O％时，热处理温度 应往上限设定，1．0％一 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 中所要求的加热 宽度，增加加热宽度可以确保均温区宽度，有效保证 整个焊接接头的焊后热处理目的。 3．6加热器布置 任何情况下，加热器不能重叠、交叉，且金属材 料不得与加热丝相碰，加热器与管壁应紧密接触。在 布置加热器时应注意加热区域的温度最高点必须是 在焊缝中心。对于垂直管，加热器的加热中心应偏离 焊缝中心，适当下移，下移量与壁厚、加热器宽度及 保温层宽度和厚度等有关。 3．7保温材料宽度的选择 保温材料宽度直接影响管道轴向的温度梯度。 现场的加热宽度根据以下公式选取： GCBe=HB+41"“iDxt 3．8保温材料厚度的选择 保温材料的厚度直接影响了所需加热器的功 率．我们要求保温材料的厚度必须不大于50mm。 4检验要求及结果 玉环电厂1号机主蒸汽(P122、P92)及再热热 段(P91)经过焊缝硬度及微观金相检验．符合业主 的要求。除按现有 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的验收指标外，业主对P92 焊缝的硬度及金相提出了更严格的要求。 4．1对P92焊口进行了lOO％硬度检验．同时进行 10％的金相微观检验。 4．2 焊缝硬度标准为180～250HB，焊缝微观组织 为以马氏体板条清晰的回火马氏体组织．且8铁素 体含量不超过3％，最严重视场不超过10％。 4．3 熔合区8铁素体含量不超过10％．最严重视 场不超过20％。 5结论 5．1 由于P92、P122钢中W1．8％的存在，提高了金 属的热强性，但给焊接带来了困难。 5．2充氩的好坏直接关系到焊缝根部的质量及施 工是否能顺利进行。 53控制焊接线能量可提高焊缝的冲击韧性。 5．4在焊接线能量相同的情况下，焊后热处理规范 对焊缝金属的冲击韧性影响很大。 5．5通过对热处理温控设备的改进，可提高测温的 准确性。 s．6合理选择加热器及保温材料可减小内外壁温 差，提高焊接接头温度的均匀性。 5．7热处理工作的质量决定P92、P122钢焊接接头 的金相组织和力学性能。 表2 P122／P92／P91焊后热处理硬度值 (责任编辑：刘同举) 万方数据 P92、P122钢现场焊接及热处理工艺的实施 作者： 包镇回， 沈刚， BAO Zhen-hui， SHEN Gang 作者单位： 浙江省火电建设公司,杭州市,310016 刊名： 电力建设 英文刊名： ELECTRIC POWER CONSTRUCTION 年，卷(期)： 2007,28(9) 被引用次数： 2次 引证文献(2条) 1.赵桂云.刘元生.孟庆若 P92钢焊接质量控制[期刊论文]-电力建设 2010(8) 2.田旭海.齐向前 不同焊后热处理方式对P92钢近表面组织性能的影响[期刊论文]-电力建设 2010(7) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dljs200709024.aspx