p91钢管道焊接工艺设计

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1、WORD格式编辑整理P91钢管道焊接工艺摘要：由于P91钢具有良好的高温综合性能，近十几年来在我国大型发电站的主蒸汽管道中得到了广泛应用。本文阐述了P91管道的焊接特性、焊接工艺、焊接质量检验、焊接质量监控及发展趋势。关键词：P91钢；焊接工艺；质量监控1.前言：在我国近十几年来的许多大型火力发电站机组建设中，主蒸汽管道都普遍采用A335P91（简称P91钢）钢。该钢是美国七十年代末八十年代初开发的新型马氏体耐热钢，相当于国产9Cr-1MoV钢种，该钢与国产钢相比，以具有高温强度高、抗氧化性能和抗蠕变性能好以及具有相对高的热传导性与低的热膨胀率等特点，填补了铁素体钢(如P

2、22)与奥氏体钢间的空白，使焊件具有较小的截面尺寸，有效地降低了焊件壁厚，减少了材料用量，降低了管道热应力，减少了热疲劳裂纹的危险。华能某地区电厂二期工程＃3、＃4炉扩建的2×300MW燃煤机组，由中南电力设计院设计，锅炉由东方锅炉(集团)股份有限公司生产，型号为DG1025/17.4-Ⅱ12，汽轮机采用哈尔滨汽轮机有限责任公司生产，型式为亚临界一次中间再热，单轴双缸双排汽凝汽式汽轮机。主蒸汽主管、支管和高旁阀前管道的设计温度均为545℃，管材规格分别为Φ364×41、Φ273×29和Φ216×23，材质为A335P91。P91钢过去在我国各热电站应用还不十分普遍，各施工

3、单位的焊接工艺评定工作及焊接、热处理的特点都需要在施工过程中摸索，而且管道组装顺序对焊接质量也起着关键作用。为保证P91钢管道的焊接工艺和焊接质量达到要求，必须根据P91钢的焊接特性作出焊接工艺评定，并根据评定报告作为现场安装、焊接施工的依据，以及在现场施工过程中严格执行此工艺要求。2.焊接性分析2.1钢材的化学成分A335—P91钢的化学成分如下表：专业知识分享WORD格式编辑整理CMnP≤S≤SiCr0.08—0.120.30—0.600.0200.0100.20—0.508.0—9.50MoVNNi≤Al≤Nb0.85—1.050.18—0.250.03—0.070

4、.400.040.06—0.10从上述表中可以看出，此钢属于中合金耐热钢。2.2P91钢的焊接特性①由于P91是中合金钢，它具有相当高的冷裂倾向，在不预热条件下焊接裂纹达100%，当预热200～250℃时可避免冷裂纹的产生。②在焊接过程中严格控制焊件的层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度是首要的任务。其次要十分注意从层间温度冷却至焊后热处理开始的时间间隔。③对焊接输入热量的控制要求比较高，实践经验证明，采用较小的焊条直径、比较低的层间温度和较小的焊接线能量，冲击韧性可以大大提高。④焊接接头在焊后状态均为高硬度的不稳定组织，焊后必须作相应的热处理。2.3焊接方法的选择P

5、91钢有较高的淬硬倾向，对焊接冷裂纹很敏感，可采用钨极氩弧打底和低氢型焊条填充和盖面的焊条电弧焊焊接。3．焊接工艺评定为焊接施工提供依据，依照DL/T868-2004《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》的规定，制定下列焊接工艺评定方案：3.1坡口型式：双V型，如下图所示：3.2对口间隙：3～5mm　专业知识分享WORD格式编辑整理3.3焊接工艺规范、参数(见表1)　表1各层焊接工艺规范、参数层数焊接方法焊接材料焊接参数型号规格极性电流（A）电压（V）1～2GTAWER90S-B9φ2.5直流正接90～11010～143～6SMAWE9015-B9φ3.2直流反接1

6、00～12020～247层以上SMAWE9015-B9φ4.0直流反接135～15020～24盖面层SMAWE9015-B9φ3.2直流反接100～12020～243.4预热方式/温度：跟踪电加热/150-200℃（GTAW）、200-250℃（SMAW）。　　3.5保护气体：氩气，纯度≥99.99%，氩气流量：焊枪8-12L/min，背面第一遍10-25L/min，第二遍3-8L/min。3.6层间温度：＜250℃（采用远红外线测仪控温）。3.7后热处理：焊后升温至300-350℃，保温2h。　3.8热处理：温度750℃-770℃，保温时间5min/mm，且不少于4h；

7、焊后热处理升降温度小于150℃/h。　按上述工艺焊接了水平固定、垂直固定各一件的Φ273×30试件，经检查和检验，均符合规范要求。4.焊接施工工艺在工艺评定合格的基础上，依据工艺评定报告，及时编制了有关的焊接作业指导书。P91钢焊接作业指导书的内容如下：4.1焊前准备4.11焊材的选择　焊丝ER90S-B9  　焊条E9015-B94.12坡口加工坡口采用机械加工，坡口应平滑均匀，尺寸符合要求，对口前需认真检查，发现不合格者必须用磨光机等工具修磨至合格。清理坡口内外壁两侧15～20mm范围内的铁锈、油污等污物，直至露出金属光泽