SA335P91钢焊接工艺探讨

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SA335P91钢的焊接工艺

SA335P91钢的焊接工艺SA335P91钢是一种改进型的9Cr-1Mo钢，是由美国橡树岭国家实验室和美国燃烧公司研究开发的，它是一类在9Cr－1Mo钢基础上加入了V、Nb、N、Ti、Al合金元素的改进型的新钢种。

由于该钢种具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能，同时热强性好，能有效地减轻结构自重，因而近几十年应用在美、欧、日等发达国家的电站设备中。

我国也从20世纪90年代中期引进了该钢种，并应用于十余座火力发电厂中，但由于P91钢属马氏体钢，具有一定冷裂倾向和接头脆化倾向，因而对焊接工艺和热处理工艺有严格的要求，操作技术上也有一些特点。

1 焊接材料及方法（1）P91钢管规格为￠325.5mm×29.5mm，焊接材料由AEC提供，包括￠2.4mm 的CM-91G焊丝，￠3.2mm和￠4.0mm的CROMOCORD9M焊条。

（2）焊接工艺为手工钨极氩弧焊打底，电弧焊盖面，管内壁充氩保护。

接头形式为双V形坡口对接焊缝，该坡口扩大了底层的焊接空间，易于焊丝摆动，熔合良好，使熔滴准确到位并焊透，以保证背面成形的均匀性。

2 焊接加热规范根据国外有关资料介绍，P91钢除TIG焊外，其他工艺，不论材料厚度多少，预热温度都需要至少200℃，而对TIG焊来说，由于其非常低的扩散氢含量，预热温度可以放宽至100－150℃左右，最高层间温度一般限制在300℃左右，这样可以保证每道焊缝都转变为马氏体组织，从而在下一道焊缝的热循环下都得到部分回火。

焊后热处理温度的选择也有一些限制因素：这一温度须高于各种标准所规定的最低温度，即高于730℃，在实际操作中，为使焊缝金属获得足够的回火，实际的处理温度明显需要高于这一水平（但不超过780－790℃）。

实际焊接施工中，经755℃保温2－3h的热处理，可得到满意的冲击韧性，而且也保证了整个焊接接头区的硬度低于300HV，焊缝金属硬度一般为2402－280HV。

预热是反之再热裂纹和冷裂纹的有效手段。

SA335P91钢焊接工艺评定

观。
图１充氩保护焊接效果实例根部焊缝易氧化、出现未焊透、未熔化的
图２免充氩焊接保护荆的焊接效果理想
２３可代替气体保护。．１３Ｓ３５Ｐ１Ａ３－９钢焊接工艺评定采用免充氩保护剂实际应用效果我们根据焊接保护剂的使用说明的要求进行
反复多次探讨对焊口根部进行宏观检查，口内焊部进行ｘ射线探伤检查，通过对焊Ｅ根部的宏观ｌ
４５防止烧穿、．气孔。４．６焊缝强度更高、韧性更好４７焊接速度更快。．４．８焊后打磨更少，操作更容５应用、推广情况焊接Ｓ３５９钢焊接工艺｛Ａ３Ｐ１保护剂，根据我们的反复试验，进太仓港环保发电有限公司２３ｘ０机组的实际应用，焊接保护剂的效止了焊缝背面的氧化及各种缺陷ｆ焊缝的强度、，韧性提高了焊接速容易，保证了工程焊接质量。可推广到安装３００ＭＷ、０／６０￣汽、热段管道的焊接，也可推广高１热面管道的发电厂。在进行割管Ｊ
科
杨桂荣
科技论坛ｆｆｆ
Ｓ３５９钢焊接工艺评定Ａ３Ｐ１
尚衍华
（黑龙江省火电第三工程公司，江哈尔滨１０１）黑龙５００
摘要：经过反复多次的焊接模拟及试验研究，成功的将焊接保护剂用于国内新钢种的Ｓ３５Ｐ１Ａ３一９钢的焊接工艺，采取了免充氩的焊对新钢种Ｓ３５Ｐ１Ａ３一９进行工艺评定，并应用到太仓港环保发电有限公司２３０Ｗ和２６０Ｗ实际工程中，￣０Ｍｘ０Ｍ焊接质量达到标准要求。
行的。有很广的推广使用价值。４发现、发明及创新点４．１背面无需充氩保护。４２防止氧化物夹杂。．

SA335P91钢焊接工艺

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１４６・
科技论坛
ＳＡ３３５Ｐ９１钢焊责任公司，黑龙江大庆１６３８１５）摘要：本文介绍了发电厂２ｘ３３０ＭＷ的机组工程，对于ＳＡ３３５Ｐ９１钢的主要化学成分、物理力学性能以及焊接工艺进行全面分析，以洪参考。关键词：钢焊接工艺；冷裂纹；焊后热处理；处理规范华能新华发电有限责任公司２ ×３３０ＭＷ机组工程。发电机组哈３焊接工艺尔滨三大动力产品，锅炉采用哈锅炉厂有限公司的１０１８ｔ／ｈ亚临界３．１焊接方法压力控制循环锅炉，型号为：ＳＧ一１０１８／１８．６一ＹＭ２３，机组为亚临界压（１）氩弧焊（Ｗｓ）打底焊。为防止Ｐ９１钢焊缝根部氧化，ＴＩＧ打底力、中间再热、冷凝式燃煤机组。其主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道焊缝时，在管内壁涂刷免冲氩保护剂。（２）电弧焊（Ｄｓ）填充及盖面。热段）、材质为ＳＡ３３５Ｐ９１钢，规格分别为：ＤＩ３６８－３Ｘ４０、ＤＩ２７３．Ｐ９１钢大径厚壁管采取多层多道焊法焊接每层焊道接头错开０５ｘ３０、ＤＩ５０８ ×２０、ＤＩ６８６Ｘ２３现场安装焊口数４５个。１０ — １５ａｒｍ。（３）在焊接过程中，焊层、焊道尺寸，多层多道焊，焊层厚１ＳＡ３３５Ｐ９１钢的焊接特性度以焊条直径为宜，焊道宽度以焊条直径３倍（３）为宜，最大１．１这一钢类型属于空冷马式体钢，其组织结构为马氏体，在焊不超过４倍。（４）清理，每焊一层（道）用角磨机或钢丝刷彻底清除焊接加工过程中，一般采用的是正火与回火，是一种高空淬特性的耐渣及飞溅，特别是中间接头及坡口边缘。水平固定焊焊口表面应焊热钢，在其焊接过程中，如果工作人员出现失误，就会直接导致这种接一层至少三道焊缝，中间应有退火焊道。层间温度控制在钢表现出现裂纹。一般来说，产生裂纹现象的原因可以分为以下三２６０ —３００￣Ｃ左右，每焊一层用测温笔测温或用红外线测温仪。（５）对冲：１）这种钢的组织结构具有一定的敏感性，由于其空淬特性相对于Ｐ９１钢焊Ｉ＝１从打底到填充盖面应连续完成，焊接热过程中途不得较大，极易造成冷裂纹现象的发生；２）在焊接过程中，由于其中在马中断。；体结构中存在着过饱和的氢，并已经形成了一种氢分子，这就导３．２焊前预热及层温控制攻钢在焊接过程中脆化，出现裂纹；３）由于ＳＡ３３５Ｐ９１钢管的直径在Ｐ９１钢的焊接过程中，需采取预热来防止冷裂纹的发生。Ｐ９１旧对比较大，管壁也比较厚，因此这种钢的刚度相对较大，具有非常钢焊接时预热温度一般大于ＭＦ温度，Ｐ９１钢的ＭＦ温度为１００ ℃，赶的约束力，因此在对其进行焊接的过程中，我们必须要在其预热预热温度低于１００￣Ｅ，产生冷裂纹的几率为１００％，预热温度高于！＿ｆ勺过程中就采取措施避免裂纹的发生。２００￣Ｃ，基本上不会产生裂纹。焊接时，除ＴＩＧ焊以外，其它工艺，不１．２为保证焊接质量，需要对焊接区域的组织转变进程合理控论材料壁厚多少，预热至少需２００￣Ｃ。ＴＩＧ焊接，由于其扩散氢含量制。根据分析，ＳＡ３３５Ｐ９１钢进行牧师体转变的起始温度为３８０ ℃，非常低，预热温度可放宽至１００ — １５０ ℃。华能新华发电有限责任公变完成的温度为１００ｃＣ，而ＡＣ１Ｂ的温度为８１０ ℃。ＡＳＡ３３５Ｐ９１在司主蒸汽管道ＴＩＧ焊接的预热温度为１００～１５０￣Ｃ，选择这一温度的早接的过程中，焊接人员首先应该对其进行预热，然后在焊接的过原因：（一）可防止冷裂纹产生；（二）如预热温度过高，则不利于焊工呈中，严格控制其温度，保证其钢的预热温度不得超过３８０ｏＣ。等到操作，易产生焊接缺陷。所以选定预热温度为１００～１５０￣Ｃ。早接完成之后，钢的温度会逐渐冷却，直到处于１００ ℃之后控制其电弧焊时，层温控制在２５０～３００ ℃左右，最多不超过３２０￣（２。Ｐ９１盅度不再冷却。为了有效的控制焊接区域的组织转变进程，我们需钢ＭＳ温度为３８０￣Ｃ左右，层温控制在２５０～３２０￣（２之间，介于ＭＦ点要将ＳＡ３３５Ｐ９１钢进行憨厚热处理，这样能够使其变成回火马氏体温度之上，ＭＳ点温度之下，尽量保证每道焊缝的金相组织基本上转的状态。变为马氏体组织，从而在热处理后得到回火马氏体组织。１．３为了消除ＳＡ３３５Ｐ９１钢中的残余应力，改变其间的组织结３＿３ＴＩＧ打底及次层焊接构，我们需要对其进行焊后热处理。在ＳＡ３３５Ｐ９１钢进行焊接的过为防止Ｐｇｌ钢根部氧化，焊前涂刷免充氩保护剂（美国进口，太呈中，由于其中存在较大的残余应力，当焊接区在进行组织转变的阳牌）涂刷范围从钝边至管道内壁３ａｒｍ范围，该保护剂经过工艺试程中就会发生较大的应力，无法保证其焊接质量，因此我们必须验完全能够达到充氩的效果，比充氩制作器室工艺简单，有利于现采取有效的措施将这些应力彻底消除，保证其焊接的质量，避免场操作，能够满足工艺要求。弧焊打底层厚度应不小于３ａｒｍ，以防止纹的发生。手弧焊时将打底层击穿。２ＳＡ３３５Ｐ９１钢的焊前准备３．４手工电弧焊（ＳＭＡｗ焊）在对该类型钢进行焊接之前，我们需要采用合适的电焊机进行（１）手工点弧焊时采用多层多道焊，小规范焊接，焊接时严格控悍接，以保证其焊接质量。一般来说，我们对该类型采用的制层温。在其焊接过程中，如焊接热输入过大，层温过高，会导至金ＺＸ７ — ４００Ｓ型号的逆变弧电焊机，这种电焊机具有非常高的性能。采属合金元素烧损，焊缝金相转变不符要求，进而使得焊接接头的冲ｊ日的焊接材料为热锅蒂森生产的氩弧焊丝以及焊条。其中氩弧焊丝击韧性等力学性能达不到要求，故，焊接过程中必须采用小规范焊｜一使用之前，技术人员应该将其表面的污物清楚干净，而在焊条使接，并对层温严格控制。焊接过程中，焊接热输入的控制可通过控制Ｈ之前，技术人员应该将其放置到３５０～４００ ℃的烘干箱内进行烘焊接电流，焊接电压，焊道厚度及焊道宽度等达到要求，要求每层焊『＝，其烘干时间不得少于２小时。在进行焊接的过程中，我们应该将道厚度小于等于焊条直径，焊条摆动幅度，最宽不得超过焊条直径其材料放置到保温筒当中，将其温度控制在８０ — １００￣Ｃ。需要用时取的３倍。（２）焊接时，注意焊接收弧质量，必须将弧坑填满，防止产生ｍ即用。弧坑裂纹。坡口制备：４结论（１）坡口及内外壁两侧１５ — ２０ａｒｍ范围内用角磨将锈、油、垢和ＳＡ３３５Ｐ９１钢的焊接是一项非常复杂的工艺，在焊接过程中必戈化物等杂物清理干净，直至露出金属光泽。（２）对口装配；对口装须要做好每一项施工工艺，严格控制每一项工作环节的质量，根据 ¨ 己时应将管子垫置牢固。严禁在焊缝坡口外引弧，严禁在管子上焊相关规定与标准进行施工，这样才能够保证其焊接质量。接临时支撑物。（３）对口点固。Ｐ９１对口装配及点固焊，采用“ 定位参考文献块” 点固在坡口内。点固焊前用电阻加热点固焊区１００ — １５０ｏＣ，用氩『１］ＤＬ — Ｔ８６９ — ２０１２火力��

国产SA-335P91钢的焊接工艺

相当，缺口冲击吸收能量略低于进口Ｐ１，远Ｖ形９钢但高于标准值。主要合金元素与进口Ｐ１钢基本一致，９但杂质元素的ＳＰ的含量高于进口Ｐ１钢。、９
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化。焊条规格不超过ｔ４ｍ焊条焊接时采用多层多ｈｍ，
图６焊后热处理工艺曲线
道焊，焊道厚度不超过焊条直径．动宽度不超过焊条摆直径的３倍。焊条焊接厚度超过８ｍｍ时可以采用埋．弧焊焊接，焊丝直径不超过３２ｍ．ｍ。焊条和焊剂使用
本文以国内某公司生产的Ｐ１大口径无缝钢管为９研究对象，点分析了国产Ｐ１的焊接工艺，与进重９钢并
口Ｐ１进行了比较。９钢
入一定量的Ｎ、Ｎ等元素，用纯净化、晶化冶金ｂＶ、采细技术，以及微合金化和控轧、冷等工艺，发出的新控开
—
图８国产和进口Ｆ１钢焊接接头冲击试验值ｒ３
没有开裂，实验结果合格。金相检测发现，国产和进口
Ｐ１钢试样的焊缝、影响区和母材均为回火马氏体组９热
织。
３结论
（）１国产Ｐ１钢的强度和硬度与进口Ｐ１钢大致９９
代中合金耐热钢。Ｐ１以其良好的高温持久强度、９钢

SA335P91焊接裂纹原因分析及解决方法探究

SA335 P91焊接裂纹原因分析及解决方法探究发布时间：2022-02-16T07:13:47.722Z 来源：《科技新时代》2021年12期作者：吴亚荣[导读] SA335 P91是一种马氏体耐热钢材料，具有良好焊接性、耐高温性、韧性、抗氧化性、抗疲劳性等多种综合性能，在加工过程中应用越来越普遍。

中石化第十建设有限公司山东省青岛市266000摘要：SA335 P91是一种马氏体耐热钢材料，具有良好焊接性、耐高温性、韧性、抗氧化性、抗疲劳性等多种综合性能，在加工过程中应用越来越普遍。

在蒸汽管道施工中，尤其是超临界机组的主蒸汽管道中，P91材料应用非常普遍。

由于P91材料长期在极端条件下服役，因此接头部位容易产生裂纹，继而造成接头部位的蠕变性能降低直到失效。

对SA335 P91焊接裂纹原因机理进行分析是优化焊接工艺，制定裂纹防控办法的前提。

文章在分析SA335 P91焊接裂纹原因的基础上提出焊接技术及注意事项，供相关人士参考。

关键词：SA335 P91；焊接施工；裂纹；原因；解决办法1、引言在蒸汽管道中经常采用SA335 P91钢材，其具有的良好综合性能可以满足工艺生产中对于耐高温、抗氧化、抗疲劳、强韧性等实际需求。

由于SA335 P91材料属于铁素体类耐热材料，在长期服役过程中接头位置的晶热影响区容易发生蠕变，从而产生裂纹，给生产安全带来不利影响。

2、SA335 P91焊接裂纹原因分析对焊接裂纹进行形貌分析，利用探伤设备对焊缝裂纹进行探伤检测，发现焊缝裂纹具有很明显的热裂纹特征。

同时热影响区观察到有部分横向裂纹。

为了确定裂纹的冷热属性，对焊缝部件进行金相分析，根据金相分析得到的色彩和光泽规律判断裂属性。

经过金相分析发现，裂纹位置存在氧化色彩，氧化规律与裂纹走向基本一致，说明裂纹属于热裂纹，可能与材料长期高温环境下服役有关。

横向裂纹的金相分析中发现裂纹部位有金属光泽的特征，与冷裂纹的特征相似。

对SA335 P91材料的焊接性能进行分析，由于材料的组分对热影响区的淬硬及冷裂纹形成有紧密影响，可通过SA335 P91材料中碳含量来评价材料对热影响区的淬硬和冷裂纹的敏感性。

A335-P91材料管道焊接

焊工对称焊接
3.4手工电弧焊时采用分道分层焊接，焊肉厚度不得
超过3mm，宽度不得超过所使用焊条直径的3倍，焊条直径3.2mm,且采用回火焊道，焊件达到预热温度后及时进行焊接。 3.5每道焊缝尽可能一次焊完。当中断焊接时对焊接接头采取300～350℃、2h后热处理措施。恢复焊接时，检查接头无裂纹后再按焊接工艺要求重新预热、焊接。
3.8焊缝边缘应圆滑过渡到母材，表面不允许有未熔合、
气孔、夹渣等缺陷；焊缝根部不允许有未焊透情况，内凹≤1.5mm。咬边深度≯0.5mm；焊缝两侧总长度≯ 焊缝全长的10%，且≯40mm。焊接角变形≯3/200。 3.9 由于P91钢焊接时，熔池铁水粘度大，流动性差，要求焊接规范较小，因而容易出现夹渣、层间未熔合等焊接缺陷。为避免焊接缺陷产生及保证焊接接头的综合机械性能，必须采用多层多道、小规范进行焊接，每层厚度尽量减薄，焊肉的厚度不宜超过所用焊条直径，焊条摆幅不超过焊条直径的3倍，每层焊道必须清理干净，尤其注意清理接头及焊道两侧，焊缝外表焊接完毕，要求焊工立即进行清理自检，发现外表成形不良马上修补，严禁在焊缝冷却后再直接补焊。
一．管道材料特性分析
P91合金管钢相当于国标10Cr9Mo1VNb。该钢是在9Cr-1Mo的基础上，适当地降低了C、 S、P含量，添加微量的V、Nb、N元素，其化学成分和常温力学性能见表1，表2. 与P91钢对应的德国钢号为X10CrMoVNNb91，日本钢号为HCM95，法国则为 TUZ10CDVNb0901
接的整个过程严格控制，在对口、预热、点固焊、GTAW封底焊接、SMAW焊接、层间温度、层间厚度、根层探伤、外观检查、最终热处理、无损检验等多道工序进行监控。
由于P91材料焊接工艺特性的要求，往往业主、监理对其焊

P91管道焊接及热处理技术探讨

P91管道焊接及热处理技术探讨摘要：本文根据SA335-P91材质管道的焊接特点，重点分析了焊接和热处理中的技术要求，制定出适合现场的焊接和热处理方法，获得了良好的焊接效果，确保了SA335-P91材质管道的焊接质量。

关键词：P91 焊接及热处理探讨1 前言随着科技的发展，新结构、新设备、新材料、新工艺的广泛应用，P91钢做为一种改进型9 Cr-1 Mo钢，因其良好的综合性能和适宜的性价比使该钢种在火力发电厂的蒸汽管道上得到广泛应用。

目前国内各主力火力发电机组的主蒸汽管道材料普遍采用SA335-P91钢，这种钢材的焊接和热处理技术处于经验积累阶段。

2 SA335-P91钢简介SA335-P91钢属空冷马氏体钢，实质上是以原9 Cr-1 Mo钢基础上加入强化元素V、Nb、N等形成的一种变质新钢种，目的是进一步提高高温强度。

组织为马氏体，具有相当高的空冷特性，焊接过程中处理不当易产生裂纹。

SA335-P91钢的化学成分和力学性能表：3开工条件准备与排查3.1焊接施工一般工艺流程3.2开工条件排查人：焊工已进行岗前模拟练习，并报验；热处理工已报验；旁站技术员、质检员到位。

机：焊接、热处理设备完好；热电偶、记录仪、远红外测温仪已校验。

料：焊材已采购并报验烘培；氩气到位；充氩装置、定位块制作完成。

法：工艺评定合格；作业指导书已审批交底。

环：环境包括温度和挡风雨雪设施满足要求；脚手架搭设满足焊接和热处理要求。

3.3焊前准备充氩保护安装到位；坡口检查清理并对口合格；充氩开始；对口点焊（“定位块”3块）；预热开始。

3.4充氩方法焊接前，管道内部应充氩保护，管道焊口每侧300mm-400mm位置，用牛皮纸密封，形成气室；利用φ22不锈钢管敲扁作成“气针”插入待焊坡口中，氩气流量10-20L/ min，施焊过程中保持8-12 L/ min。

充氩时，焊口间隙用保温棉条密封，水平固定位置焊口应从上部充氩，用燃烧的火柴或打火机在第一点口处检验，熄灭则充氩达到可焊要求。

SA-335P91钢的焊接工艺探讨

第５期２１０２年９月
锅
炉
制
造
Ｎｏ５．Ｓｐ．０１ｅ２２
ＢＯＩＬＥＲＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ
文章编号：Ｎ３— ２９２１）５— ０２— ２Ｃ２１４（０２００４０
Ｓ３５９Ａ一３的焊接工艺探讨Ｐ１钢
Ｓ３５９Ａ一３Ｐ１钢是一种改进的９ｒＭｏ钢，Ｃ一１
组织为马氏体。ＳＡ一３５９３Ｐ１钢具有低的热膨胀
系数和好的导热性，一种物理性能较好的管道是
用热强钢；Ａ一３Ｐ１钢的抗拉强度和屈服极限Ｓ３５９
ＦａａｔｏｎＸｉｏａ
（ａｂｎＢｉｒｏｐｎｍｔｄＨａｉ１００，ｈｎ）Ｈｒｉｏｌｍａｙｌｉ，ｒｎ５０１ＣｉｅＣｉｅｂａ
ＡｂｓｒｃＴｈｒｂｅａｕｌｉｇＳ一３５Ｐｓｅｌｈｓａｈｅｅｒｎｒｔｅｔｏｔｔａｔ：ｅｐｏｌｍｂｏｔｗｅｄｎＡ３９１ｔｅａｃｉｖｄｍｏｅａｄｍｏｅａｔｎｉｎｗｉｈｍｏｅａｐｉａｉｎ．ＴｈｒｏｍａｃｎｄｗｅｄｂｌｔｆＳ一３５ＰｓｅｌｈｓｂｅｎｒｄｅｎｔｉｒｐｌｃｔｏｅｐｅｆｒｎｅａｌａｉｉｙｏＡ３９１ｔｅａｅｎｉｔｏｕｃｄｉｈｓ
范小涛
（尔滨锅炉厂有限责任公司，哈黑龙江哈尔滨１０４）５０６摘

浅谈新型耐热钢SA335_P91钢管道安装焊接热处理工艺方法

浅谈新型耐热钢SA335-P91钢管道安装焊接热处理工艺方法罗启云李洪鹏（青海火电工程公司 810003）摘要：本文主要介绍了SA335-P91钢管道安装中焊接热处理工艺方法。

通过在近几年我公司承接的300MW以上火电机组安装中积累的实践经验、数据和技术资料对SA335-P91钢的焊接热处理工艺方法进行分析与探讨。

关键词：新型耐热钢 SA335-P91钢焊接热处理工艺方法1 引言随着锅炉蒸汽温度和压力的提高，电厂的效率在大幅度地提高，供电煤耗在大幅度地下降，而提高蒸汽参数遇到的主要技术难题是金属材料耐高温、高压及焊接问题。

焊接是保证火电建设质量和发电设备安全运行的重要基础专业。

我国已开始大力发展的超临界、超超临界火力发电锅炉所采用的新型耐热钢与传统的低合金耐热钢在质的区别，广大电站焊接工作者有必要在掌握这些新材料特点的基础上调整几十年来在焊接传统的低合金耐热钢时所形成的观念。

需要对新型耐热钢进行深入的研究和实践，加大焊接科研力度，加大对焊接及相关专业人员的技术培训，进一步提高专业技术素质，以保证我国电力发展目标的实现。

SA335P91钢（以下简称P91钢），先后是1993年和1996年引入我国，基本都使用在亚临界以上中大型火电机组上，多是应用于过热器、再热、主蒸汽等管道；这种钢材的出现，使火电机组蒸汽温度在535/566℃之间徘徊了几十年的现象得到改善，从而使火电厂效率有了明显的提高。

我公司焊培中心按照质量体系的要求，于2004年11月开始，编写了“P91钢工艺评定方案”，规定了P91钢焊接的基本程序、任务要求和达到的质量目标。

施焊前组织参与焊接的焊工、热处理工、质检人员学习了相关规程、规范、文件，了解该钢种焊接性和使用性。

2005年5月，历时半年，先后做了多次试验，并且完成了焊接工艺评定工作。

通过对P91钢的工艺评定，我们获得了第一手的焊接热处理资料，并且将此工艺成功地应用到了近年来我公司承建的多个火电安装机组工程当中。

浅谈A335 P91钢焊接工艺评定

浅谈A335 P91钢焊接工艺评定摘要：A335P91钢具有良好的高温综合性能，在大型发电站、核电站以及石油裂化装置中都得到了广泛应用。

本文阐述了A335P91管道的焊接特性、焊接材料选择，焊接工艺、焊后热处理及焊接试验等。

关键词：P91钢；焊接工艺评定；焊接材料；焊后热处理；机械性能试验。

1、前言浙江石油化工有限公司2#140万吨/年乙烯装置高压、超高压蒸汽管道，材质为SA335P91无缝钢管，规格为Φ711×50、Φ323.8x25.4和φ273x21.44三种，设计压力13.5MPa，试验压力33.5MPa，剧烈循环工况。

A335P91（简称P91钢）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，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，填补了铁素体钢与奥氏体钢的空白，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。

P91?钢以其具有良好的高温力学性能、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能，在电站锅炉的过热器、再热器及主蒸汽管道上获得越来越广的应用，也应用于核电热交换器以及石油裂化装置炉管。

2、焊接性分析2.1钢材的化学成分P91钢是在9Cr1MoV钢的基础上降低含碳量，严格限制硫、磷的含量，添加少量的钒、铌元素进行合金化。

典型的SA335 P91 钢的化学成份见表1：表1 SA335P91 钢母材的化学成份 (%)2.2 P91钢的焊接特性从P91钢化学成分可以看出，属于中合金耐热钢，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。

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,且对焊接输入热量的控制要求比较高，采用较小焊接线能量，冲击韧性可以大大提高。

SA335P91钢焊接工艺研究

高层问温度 ≤２８０ｏＣ为宜。２．２焊接和焊接材料
２．２．１手工氩弧焊
有良好的高温热强和抗氧化性能。目前，国内外大型
电站锅炉再热器，过热器管道和集箱已在广泛使用。使用ＳＡ３３５Ｐ９１钢，可以减少结构的设计壁厚，降低结
周口４６１４００）
摘
要：ＳＡ３３５Ｐ９１钢是一种改进型的９Ｃｒ一１Ｍｏ钢，它是由美国橡树岭国家实验室和美国燃烧公司研究开发的新钢
种。ＳＡ３３５Ｐ９１钢属马氏体钢，具有一定冷裂倾向和接头脆化倾向，因而对焊接工艺和热处理工艺有严格的要求。
０引言
ＳＡ３３５Ｐ９１，规格￣，４５７ｍｍｘ４５ｍｌＴｌ。经公司几位焊接专
’
华能辛店电厂三期２ｘ３００ＭＷ机组，过热器连接管设计压力１８．３７ＭＰａ，设计温度５４６℃，管道采用材料为ＳＡ３３５Ｐ９１钢。我公司也是第一次接触到此类钢种，这在焊接工艺设计和焊接工艺评定方面产生了新的问题。又因为该钢是一种改进型的９Ｃｒ－ｌＭｏ钢，是由美国橡树岭国家实验室和美国燃烧公司研究开发的，它是一类在９Ｃｒ一１Ｍｏ钢基础上加入了Ｖ、Ｎｂ、Ｎ、Ｔｉ、Ａ１合金元素的改进型的新钢种。而且该钢种具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能，同时热强性好，能有效地减轻

SA335P91钢焊接工艺

一
Ｐ１的焊接工艺来说，９钢这道工序非常重要，只有当残余奥氏题组织全部转变为马氏体组织，再进行高温回火后，焊缝金相组织才能２１焊接选用ＺＴ４０．Ｘ－０Ｓ型逆变弧电焊机，－焊机性能优良。完全转变为回火马氏体组织。如无这道Ｔ序，焊缝焊接完毕后直接２２焊材选用：氩弧焊丝及焊条均选用德国蒂森的产品，焊丝牌冷却至室温，．焊接金相组织中马氏体转变不充分，有残余奥氏体不号；Ｒ０ — ９焊条牌号；９１一９氩弧焊丝使用前应除去表面受回火温度的影响，Ｅ９ＳＢ；Ｅ０８Ｂ；热处理后，焊缝金相组织为马氏体，不是回火马的油、等脏物。焊条使用前应在３０４０垢５０Ｔ的远红外焊条烘干箱氏体；再加上焊缝本身在相变过程中产生强大的相变应力，可能使内烘干，时间为２，，焊接时，于８—０Ｔ的保温筒内随用隋焊缝产生裂纹。４ｔ，／置０１０所以，该道工序是Ｐ１９钢焊接工艺至关重要的一环。
３焊前预热及层温控制。在Ｐ１．２９钢的焊接过程中，需采取预热来防止冷裂纹的发生。Ｐ１９钢焊接时预热温度一般大于ＭＦ温度，９Ｐ１
总结
一
１Ｐ１）９钢的焊接工艺是非常严谨的，必须做好施工过程中的每只有科学地制定Ｔ艺规范，并严格遵照施工，才能获得满意钢的ＭＦ温度为１０预热温度低于１０产生冷裂纹的几率为细节，０Ｔ，０Ｔ，２上述Ｔ艺在某电厂２３０＊０ＭＷ机组Ｔ程Ｐ钢管道９１１０预热温度高于２０基本上不会产生裂纹。焊接时，ＴＧ的焊接接头。）０％，０Ｔ，除ＩＰ１焊以外，它工艺，论材料壁厚多少，热至少需２０其不预０Ｔ。ＴＧ焊的焊接施工中，９钢管道焊口焊接及热处理完毕后，焊缝经无损Ｉ接，由于其扩散氢含量非常低，预热温度可放宽至１０１００～５Ｔ。江苏检测合格，焊缝金相为回火马氏体组织，硬度值符合ＤＪ８９２０Ｉ￣６ — ０４Ｔ１１Ｐ中南通天生港电厂主蒸汽管道ＴＧ焊接的预热温度为１０１０，Ｉ０～５Ｔ选《９，９钢管焊接Ｔ艺暂行规定一国家电力公司火电建设部》择这一温度的原因：）１可防止冷裂纹产生；）２如预热温度过高，则不有关硬度值的技术要求。

SA335-P91钢管道焊接

目录1.工程概况2.编制依据3.作业条件4.劳动力组织及机具配备5.施工技术措施6.质量保证措施7.安全文明施工及主要危险点8.环境保护措施9.附图10.安全技术措施交底1、工程概况大唐长山热电厂扩建工程，锅炉由哈尔滨锅炉厂有限公司生产，锅炉为超临界直流炉、单炉膛、螺旋管圈水冷壁、一次中间再热、全钢构架、悬吊结构Π型锅炉。

汽轮机为型号N660-24.2/566/566的超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，由哈尔滨汽轮机厂有限公司制造并供货。

主要工作量为大唐长山热电厂扩建工程锅炉、汽机范围内的所有SA335-P91钢管道的焊接。

2、编制依据大唐长山热电厂扩建工程相关管道及设备图纸《长山热电厂扩建工程施工组织总设计》《长山热电厂扩建工程专业施工组织设计》焊接专业《火力发电厂金属技术监督规程》DL438-2000《焊接工艺评定规程》DL/T868-2004《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004《火电施工质量检验及评定标准》焊接篇1996年版《焊工技术考核规程》DL/T679-1999《电力建设安全工作规程》（第一部分：火力发电厂）DL5009.1-2002《中华人民共和国安全生产法》2002年11月1日实施《火电机组达标投产考核标准（2001年版）及条文解释》《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98《焊接工艺评定》吉林省电力建设总公司《电力建设安全健康与环境管理工作规定》2002-01-21实施《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002《火力发电厂异种钢焊接技术规程》DL/T752-2004《T91/P91钢焊接工艺导则》电源质[2002]100号3、作业条件3.1SA335-P91钢管道设备到达现场。

3.2焊工焊接前练习结束并考试合格达到上岗条件。

3.3所有焊工必须持有相应项目的有效的合格证件。

3.4焊接材料检查验收完毕并报验完。

3.5焊接场所具有防风、防雨、防雪设施，焊口组对具备焊接条件，3.6所有施工人员必须经过三级安全教育，具有较强的安全意识。

SA335-P91钢种焊缝硬度的控制

SA335－P91钢种焊缝硬度的控制1. 概述SA335－P91钢合金含量为wCr=9%，wMo=1%，wV=0.2%，wNb=0.08%，wN=0.05%，属于马氏体耐热钢，金相微观组织为低碳回火马氏体。

由于采取了微合金控扎技术等细化晶粒措施，使其成为细晶钢，所以既有助于提高钢材的冲击韧度，也极有利于提高钢材的高温蠕变强度。

SA335－P91为马氏体细晶钢，使得P91钢焊接的主要问题不同于其他低合金耐热钢，焊接接头的薄弱环节不在熔合区，而在焊缝金属，主要表现为焊缝金属韧性下降，焊缝硬度高。

2. 工艺原理（1）由于SA335－P91钢为细晶钢，如果焊接过程层间温度过高就会增大t8/5，使其晶粒长大，失去钢材原有的强度和韧性，而现场焊接不可能对其正火处理，因此焊接过程中必须严格控制层间温度，防止晶粒长大。

（2）热处理的加热宽度、恒温温度、恒温时间、保温宽度、保温厚度是影响焊缝韧性的主要因素，适当增大加热宽度、保温宽度、保温厚度、延长恒温时间都有助于增加马氏体组织的回火程度，提高焊缝韧性。

3. 焊接工艺（1）打底焊采用双层氩弧焊，其他层为多层多道焊工艺，选φ3.2mm的焊条，并且单层厚度≤3mm，在焊接过程中要很好地掌握焊接电流和焊接速度的关系，通过提高焊接速度，减少焊道厚度，采用宽摆快速薄层焊的操作手法。

（2）焊接时由技术人员用远红外测温枪测量每层焊缝的层间温度（层间温度为熔池之前10~20mm处的温度，用最高值表示），层间温度严格控制在300℃以下。

当远红外测温枪显示温度超过300℃时，立即停止焊接，待温度降到230℃时再继续施焊。

每层焊接完成后，技术人员用游标卡尺测量焊道增厚，最大增厚处≤3mm，严禁在坡口与焊道之间形成角焊缝。

4. 焊接注意事项根据焊条特性选择焊接电流大小，对于药皮过渡的焊条，采用较小的电流就可熔化焊条，可减小热输入，缺点是药皮中的钨熔点高，容易造成焊缝夹钨。

总之，无论采用哪种焊条都必须保证铁液流动性，熔池清晰，特别是坡口根部要保证熔合良好，在此基础上，尽量采用小规范作业。