超超临界机组钢材焊接技术介绍4

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1、广东河源发电厂（2×600MW）超超临界机组安装工程焊接技术目录1前言22SA335-P92钢的焊接22.1概述22.2P92钢化学成份及性能特点32.3P92钢焊接的重点及难点32.4P92钢的焊接工艺52.5P92钢现场的安装焊接163新型奥氏体钢的焊接193.1概述193.2新型Cr、Ni纯奥氏体钢焊接控制的难点213.3四种新型奥氏体钢焊接裂纹敏感性的比较233.4影响Cr-Ni奥氏体钢应力腐蚀的因素233.5焊接新型奥氏体钢的工艺原则243.6焊接工艺评定243.7新型奥氏体不锈钢现场的安装焊接254结束语263—27/27[技术方案]超超临界机组新耐热钢的焊接广东

2、河源发电厂（2×600MW）超超临界机组安装工程焊接技术超超临界机组新型耐热钢的焊接技术1前言广东河源发电厂2×600MW工程将安装建设我省第一台超超临界机组，该工程锅炉选用上海锅炉厂生产的超超临界锅炉，设计参数较超临界机组又有较大的提升。为满足机组在高参数下长期安全可靠运行的需要，超超临界锅炉受热面部件及主蒸汽管道等选用了众多的新钢材如SA335-P92、T/P122、SUPER304H、TP347HFG、HR3C等等，该类钢材均是近两年来我国引进的新型耐热钢，目前其焊接技术尚未为大多数电建施工单位所熟悉和掌握。上述钢种可以分为两类，一类为马氏体耐热钢，后三种为奥氏体不锈钢

3、。其中，SA335-P92是适合我国国情而大量设计选用的钢种，其高温强度、抗氧化性均优于P91钢，通常用于620℃超超临界机组的主蒸汽管道、再热热段管道，而T92、SUPER304H、TP347HFG、HR3C则主要用于锅炉的再热器及过热器等受热面。新钢材的大量使用，必然给现场的安装带来众多新的问题，其中最关键的是增加了安装焊接施工及质量管理的难度。基于上述情况，作为超超临界机组的焊接技术，主要应解决P92和25Cr-20Ni（HR3C）等新型耐热钢的焊接工艺问题。2SA335-P92钢的焊接2.1概述众所周知，SA335-P91材料由于其良好的高温持久性能和抗氧化性能，目前

4、已普遍应用于我国300MW、600MW等火力发电机组高温管道和部件中，相关的焊接工艺也已成熟，但P91钢的极限长期使用温度仅585℃，已不能满足更高参数机组发展的需要。为此，世界有关钢材研究机构顺着P91钢研发的思路，在P91钢合金成份的基础上，增加了约1.7%的W，将Mo含量从1%降到约0.5%，并严格控制冶炼扎制等工艺，从而研发了强度等级更高的高合金耐热钢，即SA335-T/P92钢。SA335-T/P92钢的高温热稳定性和热强性较P91钢提高了约30%，极限长期使用温度达到了625℃，如图1为部分耐热钢材料许用应力的对比。P122钢含Cr量较高，但材料的焊接性较差，长时

5、高温运行的组织稳定性稍差；P92钢高温持久强度高，焊接性与P91接近。因此，在同等参数条件下，选用P92材料可大大减少管材厚度和重量，不仅能较好的解决构件的承载问题，也可有效降低安装及焊接施工工艺操作的难度。3—27/27[技术方案]超超临界机组新耐热钢的焊接广东河源发电厂（2×600MW）超超临界机组安装工程焊接技术图1、耐热钢材料许用应力与温度的关系1.1P92钢化学成份及性能特点SA335-P92钢母材的基本成份为0.1%C-9%Cr-0.5%Mo-1.7%W，同时加入了V、Nb、N和B等微合金化元素，对其化学成份的严格控制和均匀化使其淬火后可获得几乎不含残余δ铁素体的

6、全马氏体组织。经淬火+回火处理后，P92钢的显微组织为Mo和W固溶强化的回火马氏体，其基体含有回火析出的M23C6类金属碳化物（Fe、Cr或Mo的碳化物）以及以MX形式存在的V和Nb的碳/氮化物，从而使P92合金的高温蠕变强度在P91合金的基础上得到进一步的提高。SA335-P92钢各类合金元素的含量见表1，常温力学性能见表2。表1：SA335-P92钢化学成份范围元素CMnSiSPNiCrWt%0.07～0.130.30～0.60≤0.5≤0.01≤0.02≤0.408.5～9.5元素MoWVNbAlBNWt%0.3～0.61.5～2.00.15～0.250.040～0.0

7、90≤0.0400.001～0.0060.030～0.070表2：SA335-P92钢常温力学性能标准材质屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)纵向延伸率%冲击韧性Akv(J)硬度HBA213-A335P92≥440≥620≥2041≤2501.2P92钢焊接的重点及难点1.2.1预热及层间温度的控制3—27/27[技术方案]超超临界机组新耐热钢的焊接广东河源发电厂（2×600MW）超超临界机组安装工程焊接技术P92钢合金含量在10%以上，属高合金钢，虽然该钢的合金成份中C、S、P含量较低，但仍存在一定的