1超厚P92钢超厚壁管焊接工艺研

(1)P92钢超厚壁管焊接工艺研究
技术总结
目录
1. 概述
2.P92钢的焊接性
3.P92钢超厚壁管焊接工艺
4.P92钢焊接工艺评定要求
5.P92钢焊接及热处理工艺工艺流程
6.P92钢焊接工艺评定实施
7.恒温温度显示分析
8.焊后质量检验及试验
9.附录
1 概述
1000MW超超临界燃煤发电机组。

锅炉采用上海锅炉厂有限责任公司生产的1000MW燃煤锅炉为超超临界参数直流塔式炉，锅炉出口蒸汽参数温度为605/603℃，压力不大于28.00MPa(a)，对应汽机的入口参数27.0MPa(a)/600/600℃；汽机侧主蒸汽管道从过热器出口集箱的两侧接出四根，两两汇合成两根主蒸汽管道，两路主蒸汽管道在汽轮机机头接入主汽门，主蒸汽管道材质为P92钢，其中主管道规格为φ531×91mm，分管道规格为φ380×66mm。

P92钢是在P91钢中添加钨（1.7%W）和降低钼（0.5%Mo）而开发的新钢种，适用于蒸汽温度在580～620℃的超超临界机组厚壁部件材料，已在国内多个电厂中得到了应用，焊接工艺已基本成熟。

在P92管道施工的基础上，国电焊接信息网2007年过3月在南京出台了《T/P92钢焊接指导性工艺》初稿。

但随着P92钢管道壁厚的增加，主蒸汽管道由75mm增至91mm以上，焊接质量要求高与接热处理工艺相对落后的矛盾已趋明显，采用先进的设备和工艺已成了关键。

2 P92钢的焊接性
T/P92钢的标准化学成分和机械性能列入表1和表2。

P92钢是在P91钢中添加钨（1.7%W）和降低钼（0.5%Mo）而开发的新钢种，因为钨可以显著提高钢材的高温蠕变断裂强度，P92钢工作温度比P91钢工作温度高，可以达到630℃。

但是，钢中过量添加钨会促进δ—铁素体的形成，降低冲击韧性和蠕变断裂温度。

表1 P92钢的化学成分
表2 P92钢的机械性能
3 P92钢超厚壁管焊接工艺
焊接母材：φ531×91mm，实测为φn531×93mm。

焊接材料：焊丝MTS616 φ2.4 mm；焊条MTS616 φ
2.5 mm、φ
3.2 mm。

焊接工艺：GTAW+SMAW。

坡口型式：双V型对接，坡口示意图见右上图1。

焊接工艺参数：详见下表3。

表3 焊接工艺参数表
4 P92钢焊接工艺评定要求
焊接线能量不大于2000J/mm 。

预热温度：GTAW 为100℃～200℃、SMAW 为200℃～250℃。

层间温度：150-250℃。

热处理温差：≤20℃。

拉伸试验：
σb ≥
620Mpa 。

冲击试验：Akv J/cm 2。

5 P92钢焊接及热处理工艺工艺流程
焊接坡口PT 检验→#2、#4热电偶布置→对口、塞块焊接→预热热电偶、加热器布置→气室制作→氩弧焊前预热→氩弧焊打底→第二层氩弧焊焊接→电弧焊预热升温→电弧焊中间层焊接→焊接中间停顿消氢处理（根据施工情况）→盖面焊接→热电偶布置及热处理挷扎→焊后热处理→RT 、UT 及硬度检验→试件制备→试验→出具报告。

6 P92钢焊接工艺评定实施 6.1焊接准备工作
6.1.1 母材、焊材质量保证书检查确认，材料满足工艺评定使用要求。

焊条按标准进行烘干、保温贮存。

6.1.2焊前清理：用角向磨光机等对坡口及其内外两侧各15~20mm 范围内打磨干净，清除水、锈、漆及污垢等脏物，并露出金属光泽。

坡口进行PT 检查合格。

6.1.3 气室堵板制作完成。

6.1.4 焊机、热处理机调试完成；远红外测温仪、焊接检验尺、氩气表等计量合格。

6.1.5 焊接坡口尺寸测量检查完成。

6.1.6焊接环境要求：焊接时搭设防风防雨棚，并保证焊接地点光线充足，比如采用碘钨灯驱湿、提高环境温度,经实测焊接区温度为14-18℃、相对湿度为65-78%。

6.2 焊接对口
焊接对口塞块形状为锲形，材料采用低碳钢，在表面用MTS616焊条进行堆焊，堆焊厚度不小于4mm ，塞块数量为4块，具体布置见下图2图3。

图
6.3
二端气室采用薄钢板，上端开出气孔，不端开进行孔，坡口部门采用高压铝铂胶带封堵，焊接时撕一段焊一段，当φ2.5mm焊条焊接完毕可除去气室。

6.4 预热、层间温度控制
焊前预热、层间温度控制、后热处理时加热选用远红外热处理机，上下各二片履带加热器，热电偶布置位置为上下6点、12点各2支，距离坡口边缘25mm，同时要保证热电偶测温点不得裸露。

预热温度及层间温度的测定，宜选用便携式测温仪器，接触式测温仪或远红处测温仪。

测温方法：预热温度在坡口内测量；层间温度在起焊点前50mm处测量。

6.5 氩弧焊焊接
6.5.1 氩弧焊焊接时预热温度控制在100-150℃，层间温度控制在150-250℃。

6.5.2 焊前进行背部充氩保护，室内氩气纯度用打火机进行测试。

6.5.3 采用带高频引弧功能的焊机进行氩弧焊的焊接。

6.5.4 氩弧焊焊二层，第二层开绐分道，所的焊接接头再次焊接前必须进行打磨。

6.5.5 氩弧焊打底的焊层厚度控制在 2.8～3.2mm范围内,经测量二层找底厚度为 4.5-5mm。

6.6 后热处理
后热处理是当焊接接头中间停顿时，应于焊后立即做加热温度为350℃，恒温时间为2小时的热处理。