SA335-P91鋼大直徑厚壁管道裂紋焊接修復(fù)

分析了sa335-p91鋼的特點(diǎn)和焊接性能,從焊接工藝方法、焊材選用、焊接坡口制備、焊接工藝規(guī)范、焊接過程控制、焊后熱處理等方面闡述了鍋爐再熱蒸汽管道sa335-p91鋼的焊接過程。焊接質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果表明,鍋爐再熱蒸汽管道sa335-p91鋼焊接的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合要求。

本文結(jié)合2×600mw超臨界發(fā)電機(jī)組安裝工程中sa335-p91主蒸汽管道的焊接施工經(jīng)驗(yàn),通過對(duì)sa335-p91鋼焊接性能分析,介紹了為保證焊接接頭的焊接質(zhì)量,從焊前準(zhǔn)備到焊后檢驗(yàn)整個(gè)過程所采取的焊接及熱處理工藝。

青海華電大通2×300mw機(jī)組工程中主蒸汽管道采用sa335p91鋼制造,sa335p91鋼在國(guó)內(nèi)屬應(yīng)用推廣階段,該鋼種是我省首次在火力發(fā)電廠應(yīng)用的新鋼種,本文就具體的現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝和技術(shù)措施給予了較詳細(xì)的闡述,對(duì)sa335p91鋼現(xiàn)場(chǎng)施焊有一定參考意義。

厚壁sa335p91管道埋弧焊 在低溫情況下，為了確保厚壁sa335p91埋弧焊焊縫的質(zhì)量， 我廠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)制定合理的焊接工藝來確 保厚壁p91管道的質(zhì)量。 一、母材及焊材概述 1.p91鋼材料特性。p91鋼是在9cr-1mo鋼的基礎(chǔ)上加入v、 nb、n，縮小c、cr、si、mo、p、s等元素含量范圍的一種馬氏 體耐熱鋼。20世紀(jì)70年代后期由美國(guó)燃燒工程和橡樹嶺國(guó)家試 驗(yàn)室（ornl）共同研制，其目的是應(yīng)用于溫度不超過550℃的液 態(tài)金屬快中子反應(yīng)堆（lmfbr）材料。p91鋼在1984年得到了美 國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)的批準(zhǔn)，納入asmesa335標(biāo)準(zhǔn)。由于其具有較 好的工藝性能、力學(xué)性能、低的熱膨脹系數(shù)和高的熱傳導(dǎo)率，廣 泛應(yīng)用在制造超臨界和超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的高溫管道和集 箱。 2.p91焊接難點(diǎn)。（1）焊接裂紋敏感性。鋼含有多種

sa335p91鋼的焊接工藝 sa335p91鋼是一種改進(jìn)型的9cr-1mo鋼，是由美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)燃 燒公司研究開發(fā)的，它是一類在9cr－1mo鋼基礎(chǔ)上加入了v、nb、n、ti、al 合金元素的改進(jìn)型的新鋼種。由于該鋼種具有良好的抗高溫氧化和抗蠕變性能， 同時(shí)熱強(qiáng)性好，能有效地減輕結(jié)構(gòu)自重，因而近幾十年應(yīng)用在美、歐、日等發(fā)達(dá) 國(guó)家的電站設(shè)備中。我國(guó)也從20世紀(jì)90年代中期引進(jìn)了該鋼種，并應(yīng)用于十余 座火力發(fā)電廠中，但由于p91鋼屬馬氏體鋼，具有一定冷裂傾向和接頭脆化傾向， 因而對(duì)焊接工藝和熱處理工藝有嚴(yán)格的要求，操作技術(shù)上也有一些特點(diǎn)。 1焊接材料及方法 （1）p91鋼管規(guī)格為￠325.5mm×29.5mm，焊接材料由aec提供，包括￠2.4mm 的cm-91g焊絲，￠3.2mm和￠4.0mm的cromocord9m焊條。 （2）焊接工藝為手工鎢極

a335-p22厚壁管道的焊接要想滿足多種復(fù)雜工程要求,需要制定多種焊接方法組合的焊接工藝。在探究和分析了a355-p22厚壁管材焊接特性后,想出了一套適合a335-p22厚壁管的焊接工藝。該工藝同時(shí)采用了多種焊接方法。

在對(duì)p92鋼焊接熱處理工藝實(shí)驗(yàn)的探索過程中,發(fā)現(xiàn)了有效降低厚壁管道在熱處理過程中內(nèi)、外壁溫差的方法。以此進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了總結(jié),為現(xiàn)場(chǎng)厚壁p92管道熱處理工藝的探索提供了一個(gè)全新的思路。

sa335p91鋼屬改良型9cr-1mo高強(qiáng)度馬氏體耐熱鋼,與傳統(tǒng)的cr-mo耐熱鋼相比,具有高溫強(qiáng)度高、抗蠕變性能和抗氧化性能好等優(yōu)點(diǎn)。sa335p91鋼焊接性的主要問題是冷裂紋敏感性較強(qiáng)以及沖擊韌性下降。針對(duì)上述問題進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),選擇gtaw+smaw焊接方法,制定了合理的焊接工藝:氬弧焊封底時(shí)其預(yù)熱溫度為100℃～150℃,焊條電弧焊的焊前預(yù)熱溫度為200℃～300℃;焊條電弧焊層間溫度應(yīng)為200℃～300℃;焊接線能量在25～30kj/cm以下,gtaw在12～15kj/cm;焊后熱處理溫度750℃～770℃,保溫4～6h,升降溫速度小于150℃/h。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件,采取有效的工藝控制措施,獲得了較好的焊接質(zhì)量,綜合性能良好。

研究開發(fā)了大直徑厚壁管氣電立焊焊接技術(shù),大幅度提高了焊接生產(chǎn)率,且焊縫成形美觀,質(zhì)量?jī)?yōu)良、穩(wěn)定

詳細(xì)介紹材質(zhì)為x6crnimoti17-12-2的不銹鋼厚壁管道焊接方法,重點(diǎn)敘述在焊接過程中需特別注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié),以及焊接實(shí)際操作要點(diǎn)。

介紹了sa387cr11cl2-b高強(qiáng)鋼的焊接技術(shù)以及焊接性能,同時(shí)也敘述了如何正確使用焊接技術(shù)和質(zhì)量控制,以得到合格的壓力管道焊接質(zhì)量。

對(duì)sa335p91鋼的主要性能進(jìn)行了介紹，并對(duì)熱彎管工藝特點(diǎn)進(jìn)行了分析，通過中頻感應(yīng)加熱彎管和彎后熱處理工藝試驗(yàn)，確定出滿足材料使用性能和質(zhì)量要求的中頻感應(yīng)加熱彎管工藝，提出了制造中需控制的重要尺寸要素。

基于良好的高溫持久強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和高溫抗蠕變能力等綜合性能,asmesa335p91(簡(jiǎn)稱p91)材質(zhì)廣泛用于大型煉化裝置管道以及電站中,從p91的特性,結(jié)合典型施工案例,總結(jié)出相對(duì)合理的施工工藝。

針對(duì)sa335p91鋼管和0cr13鋼帶的焊接特性制定工藝方案,通過金相、硬度、焊著率的檢查和模擬工況處理實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)、水壓實(shí)驗(yàn),證明該類翅片管的焊接工藝是可靠的,該類翅片管焊接后不用熱處理。

介紹了采用手工鎢極氬弧焊打底、埋弧焊填充、蓋面的焊接工藝對(duì)大口徑厚壁p91鋼管道進(jìn)行焊接的工藝。在整個(gè)焊接及管理過程中研制出了一套適用的裝置和施工方法。這種應(yīng)用自動(dòng)焊設(shè)備采用新工藝的施工方法將制造廠焊接工藝與現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)、難點(diǎn)相結(jié)合,具有一定的借鑒意義。

介紹了采用手工鎢極氬弧焊打底、埋弧焊填充、蓋面的焊接工藝對(duì)大口徑厚壁p91鋼管道進(jìn)行焊接的工藝。在整個(gè)焊接及管理過程中研制出了一套適用的裝置和施工方法。這種應(yīng)用自動(dòng)焊設(shè)備采用新工藝的施工方法將制造廠焊接工藝與現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)、難點(diǎn)相結(jié)合,具有一定的借鑒意義。

與以往1.5mw風(fēng)電塔筒相比,3.0mw風(fēng)電塔架具有直徑大、管壁厚等特點(diǎn),所以在焊接過程中與以往的工藝有所不同,需要進(jìn)行焊前預(yù)熱、焊后消除應(yīng)力處理,以改善其組織性能,來保證風(fēng)電塔筒的焊接質(zhì)量。重點(diǎn)介紹了大慶和平牧場(chǎng)3.0mw風(fēng)電塔筒的焊接工藝和熱處理工藝;嚴(yán)格控制焊接順序及影響焊接質(zhì)量的層間溫度、層間清理、清根質(zhì)量、焊劑烘焙、工藝參數(shù)等各個(gè)環(huán)節(jié);很好地解決了厚壁大直徑風(fēng)電塔筒焊接遇到的困難,達(dá)到了風(fēng)電塔筒的焊接質(zhì)量控制要求,從而保證風(fēng)電塔筒的整體質(zhì)量要求,保證風(fēng)電機(jī)組正常、安全運(yùn)行。

在對(duì)p91鋼進(jìn)行焊接性能分析的基礎(chǔ)上,提出了大口徑厚壁p91鋼管的焊接工藝方案以及焊接注意事項(xiàng),包括坡口檢查及清理、焊口組對(duì)及定位焊、背面充氬保護(hù)、焊前預(yù)熱、手工鎢極氬弧焊打底、焊條電弧填充及蓋面,以及焊后熱處理等。

新型耐熱鋼的焊接是電站安裝工程中的一個(gè)技術(shù)難關(guān),隨著電站設(shè)備參數(shù)的不斷提高,新型耐熱鋼不斷發(fā)展,焊接技術(shù)難度更大。焊接工藝是影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行。本文闡述廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電廠一期工程5×600mw機(jī)組工程鍋爐末級(jí)過熱器在現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接中遇到的難點(diǎn),以及解決這些難點(diǎn)所采取的工藝、措施和方法。實(shí)踐證明該工藝措施和方法切實(shí)可行,為以后工程安裝中遇到類似的情況能起到一定的參考作用。

研究了火電站大直徑厚壁管藥芯焊絲全位置半自動(dòng)焊接的工藝技術(shù)。用１．２ｍｍ細(xì)徑藥芯焊絲、ｃｏ２氣體保護(hù)、低頻橫向擺動(dòng)、多層單道熔敷方式等工藝技術(shù)，可進(jìn)行碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼大直徑厚壁管道的高質(zhì)量全位置焊接，且焊接生產(chǎn)率比手工電弧焊提高一倍以上，焊接生產(chǎn)成本降低３５％～４７％。

介紹了貴州安順電廠二期擴(kuò)建工程2×300mw燃煤機(jī)組鍋爐高溫過熱器出口集箱的焊接工藝。從現(xiàn)場(chǎng)的焊接工藝性能試驗(yàn),sa335p91鋼的焊接性能、焊前準(zhǔn)備、焊接工藝、焊接及焊后熱處理、質(zhì)量保證措施等方面介紹了sa335p91鋼的焊接。sa335p91屬于高合金耐熱鋼,中間層焊至20～25mm后進(jìn)行后熱處理,冷卻至室溫,進(jìn)行射線分層探傷,分層探傷合格后一次焊接完成,并立即進(jìn)行焊后熱處理,冷卻至室溫,進(jìn)行超聲波探傷,一次合格率100%,焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良。

以p91鋼材焊接性能為依據(jù),從人機(jī)料法環(huán)方面分析p91超厚壁大徑管道現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝并推廣應(yīng)用,對(duì)提高p91鋼材及管道焊接質(zhì)量提供參考。