TP91和TP92钢的焊接工艺.pdf

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1、T/P91和T/P92钢的焊接工艺摘要：目前火电机组正在向着高参数大容量方向发展，蒸汽温度和压力进一步提高，为此开发了一些新型马氏体耐热钢。这些钢的合金元素含量较以前的锅炉用钢更高，焊接性能相比之下有所下降。下面主要对超临界和超超临界机组用T/P91、T/P92钢的焊接工艺性能试验、化学成分分析、焊接接头性能、热处理工艺及焊接操作注意事项等进行了讨论。并对T/P92钢用焊接材料进行了分析和介绍。关键词：超超临界机组；新型马氏体耐热钢；焊接工艺0前言随着电力工业发展的高参数、大容量、高效率、低污染，国内新建火电厂及设备检修更换构件中已广泛采用SA-213T

2、91钢，SA-213T91钢是一种改良型的9Cr-1Mo钢，是在原9Cr-1Mo马氏体钢基础上，降低含碳量，添加微量V、Nb等合金元素，控制N、Al含量得到的。但在焊接试验研究及施工生产中还存在一些亟待解决的问题。为了更好的使用该钢种，我们对SA-213T91钢进行了焊接工艺试验。提高温度和压力来增加发电效率和减少燃煤机组对大气的污染，是当今电站建设的方向，同时要求开发高温蠕变断裂强度比较高的新型马氏体耐热钢，来适应超临界的温度和压力参数。美国开发了T/P92新型马氏体耐热钢，日本开发了600℃～630℃长期运行的T/P92新型马氏体耐热钢（NF616，

3、95%Cr-2W）。T/P92钢是在T/P91钢的基础上适当降低钼元素的含量（0.5%Mo），同时加入一定量的钨（1.8%W）以将材料的钼当量（Mo+0.5W）从T/P91钢的1%提到到约1.5%，该钢还加入了微量的硼，经上述合金化改良后，与其它铬-钼耐热钢相比，T/P92钢的耐高温腐蚀新型马氏体耐热钢的加工性能好，高温蠕变断裂强度非常高，抗腐蚀性好，可以提高耐热钢的和氧化性能与9%Cr钢相似，但材料的高温强度和蠕变性能得到了进一步提高。由此带来的主要优点是，在相同的工作温度，压力或设计寿命条件下，能够进一步降低电站锅炉及管道系统的重量；或者在同样的结构

4、尺寸下，进一步提高结构的设计工作温度，从而提高系统的热效率；同时，T/P92钢还具有优于奥氏体不锈钢（如347H）的抗低周热疲劳性能。T/P92钢的成份范围及常用的产品类型见下：T92（ASTM/ASMEA213）：92合金小直径管材，P92（ASTM/ASMEA335）：92合金大直径管材，F92（ASTM/ASMEA182）：92合金锻件。工作温度，减少钢材厚度，降低钢材消耗量，降低管道热应力。新型马氏体耐热钢迅速在电站设备制造业中得以推广应用。1焊接工艺1.1SA-213T91钢的焊接工艺对SA-213T91钢管的焊接工艺特点、预热、焊接及焊后热处

5、理等工艺规范进行了工艺试验，并对焊接接头进行了各项性能试验，取得了良好的效果。1.1.1SA-213T91钢的化学成分及特点1.1.1.1其化学成分和常温力学性能分别如表1所示。表1.T91钢的化学成分成分CMnSiSpCrNiMoNbVN下限0.080.300.20--8.00-0.850.060.180.03上限0.120.600.500.010.029.500.401.050.100.250.07由表1可以看出T91钢的化学成分限制是十分严格的。1.1.1.2新型马氏体耐热钢的焊接超超临界机组锅炉用新型马氏体耐热钢常用于超超临界机组管道和过热器管上

6、。T/P91钢使用温度小于593℃。T/P92是在T/P91耐热钢基础上发展起来的新型耐热钢，其中T/P92是在T/P91的基础上通过加入1.5%～2.0%W代替部分Mo元素，Mo元素含量下降到0.3%～0.6%而形成的。这些9%Cr钢具有良好的力学性能。马氏体钢的下一步发展是在这些钢的基础上加入Co、B等合金元素来进一步提高抗蠕变性能和抗氧化性能。1.1.2SA-213T91钢焊接工艺试验1.1.2.1试验条件（1）钢材T91钢，￠42×5mm（2）焊接方法采用手工钨极氩弧焊，氩气流量8－10L/min(背面充氩6－8L/min)（3）环境温度20－3

7、0℃，湿度<60％。（4）焊接位置水平固定（5G），垂直固定（2G）。（5）热处理设备LWK－12×（0－220）－B。（6）焊接设备ZX7-400STG。（7）焊接材料焊丝：MTS-3,￠2.4mm。1.1.2.2焊接工艺规范（1）焊前坡口制备（机械加工出V型30°坡口）（2）焊前清理清除坡口内外母材表面两侧10mm范围内及焊丝表面的油污、铁锈、水分等，直至露出金属光泽。（3）对口点固焊将焊丝熔化金属直接点固在对口的根部，对口错边不超过0.5mm；点固焊前用电阻加热坡口区到150℃；点固焊及正常施焊过程中不得在管子表面试电流，乱引弧。（4）焊前预热焊前

8、采用电阻加热坡口两侧150mm左右，预热温度为150℃。层间温度保持在200－3