常用耐热钢的焊接工艺
T23材料焊接工艺研究
T23材料其化学成分与G102较接近，属于合金耐热钢，含有多种强化元素，具有一定的焊接冷裂倾向，对焊接工艺要求较高。
为此我部对该种钢材从焊丝、坡口制作、焊接电流等焊接参数进行了优化。
1.焊前准备
组对：对焊件两侧25mm范围内的坡口边缘进行打磨处理，坡口角度≥30°，钝边厚度0~1.5mm，坡口间隙2~3mm。
焊接方法采用GTAW,保护气体为99.99％，焊材选用ER90S-G.
化学分析按ASME B&PVC 第ⅡC篇SFA-5.28/5.28M,见下表：
2.焊前预热及层间温度控制
焊接前使用火焰加热，预热至150℃左右，焊接过程中使用测温枪对其过程中的温度进行监测，层间温度控制在150~250℃。
3.焊接工艺参数及要求
T23钢材焊接时可充氩也可不充氩，由于该钢材在高温下易发生氧化现象，所以在焊接前使用充氩装置对其背面进行充氩保护。
焊接采用多层多道焊接，焊层不宜太厚，在保证填充金属融合良好的情况下，尽量提高焊接速度，以减少热输入，降低熔池的温度，避免重新熔化导致焊缝金属氧化，以及避免焊缝的淬硬性。
焊接参数见下表。
15CrMo、12Cr1MoVG钢焊接技术条件
15CrMo及12Cr1MoVG耐热钢焊接技术要求15CrMo及12Cr1MoVG耐热钢焊接特点：铬钼耐热钢中主要含有铬、钼等元素，这些都是显著提高钢淬硬性的元素，特别是钼的作用比铬约大50倍，它们延迟了钢在冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，从而在较高的冷却速度下可能形成马氏体组织，如果管材厚度较大且焊接不预热时，就有可能产生100%马氏体，转变出现淬硬组织，冷裂纹倾向较大。
铬钼耐热钢还具有再裂纹倾向和回火脆性。
15CrMo管材的焊接工艺要点：（1）焊前应对焊缝坡口及两侧各不小于焊件厚度的3倍范围内预热到70-80℃，且焊接过程中应保证预热范围内的母材（内外表面）温度不低于预热温度，且层间温度不低于150℃，不高于250℃。
（2）焊接使用的焊条一定要严格按要求进行烘干使用，在保温桶的存放时间不得超过4小时，剩余的焊材下班时要及时送回焊材烘干箱，不允许留在保温桶内。
（3）每道焊缝必需一次焊接完成。
每道焊缝焊接工作结束后，必须立即进行消氢热处理。
消氢热处理温度为250-350℃，保温时间为15分钟。
保温工作结束后，用硅酸铝板将焊缝及热影响区包裹采取缓冷措施。
（4）焊缝和热影响区的表面不允许存在咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹杂等缺陷。
焊接接头上的熔渣和两侧的飞溅物必须打磨并消除干净。
（5）禁止在焊缝的非焊接部位引弧。
因电弧擦伤而产生的弧坑、弧疤，割除临时附件后，遗留的焊疤，均应打磨光滑，并按JB/T4730.4进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格。
（6）探伤不合格的返修部位应对其按照要求进行预热后，方可进行清根、补焊。
补焊完成后，按照要求进行无损检测。
无损检测要求：（1）焊接接头（包含返修焊缝）焊接完成24h后才能进行以下无损检测：严格按照JB/T4730.2进行100%射线无损检测，合格级别不低于Ⅱ级。
（2）水压试验合格24h后，焊接接头应进行以下无损检测：焊接接头按JB/T4730.5进行100%渗透检测，Ⅰ级合格。
Super304H (A213—S30432)焊接工艺
Super304H （A213—S30432）焊接工艺本文对新型奥氏体耐热钢Super304H （A213-S30432）进行简单介绍，分析了该钢种的焊接性及焊接技术要点，结合我公司的工程实例对焊接该钢种所采取的焊接工艺方法及所遇到的质量问题进行了总结。
标签：Super304H （A213-S30432）；焊接随着我国超超临界（USC）机组高速发展，新型奥氏体耐热钢Super304H （A213-S30432）在USC机组的高温部件过热器和再热器上被大量采用，本文对该钢种的焊接性及焊接技术要点进行分析，并结合工程实例，总结一下这种钢材在施工现场安装过程中的焊接工艺。
1 Super304H的化学成分及力学性能Super 304H 钢是一种改良自高碳18Cr-8Ni（TP304H）类不锈钢而开发出的新型奥氏体耐热钢。
与传统的TP304H 类钢种相比，其主要的合金化措施是在材料中加入了大约3%的铜、0.4 %的铌以及少量的氮元素，同时提高了碳的含量范围；其它的微合金化还包括微量的铝和硼元素的加入。
在高温服役条件下，Super 304H钢的显微组织中会析出非常细小并弥散分布于奥氏体基底中的碳化物、碳-氮化物，如M23C6、Nb（C，N）和NbCrN 等。
Super 304H 钢的基体晶粒内还会形成非常细小的富铜化合物（尺寸约为15-50nm），且研究发现这种富铜化合物的析出与其它析出相的生成是相互独立而互不影响的，从而可以同时利用它们的强化作用。
2工程应用焊接实例我公司承建的600 MW火電机组，锅炉末级再热器材质为Super304H，规格为Φ60×4mm 和Φ63.5×4mm，共有1190道焊口。
2.1焊接方法根据Super304H钢的焊接特点，采用线能量集中的手工钨极氩弧焊工艺（GTAW）打底和盖面，根层内壁充氩气保护的焊接方法进行焊接。
此工艺有利于打乱柱状晶体的方向和杂质的聚集，避免出现根部氧化及较大的内应力和偏析，减小晶间腐蚀，降低热裂纹倾向。
耐热钢的焊接方法
耐热钢的焊接方法
耐热钢的焊接方法取决于具体的耐热钢材料和焊接要求。
下面列举几种常用的耐热钢的焊接方法：
1. 电弧焊（手工电弧焊和自动电弧焊）：这是最常用的耐热钢焊接方法。
根据具体的耐热钢材料和焊接要求，可以选择适合的电弧焊材料和电弧焊工艺。
2. 氩弧焊：氩弧焊通常用于焊接不锈耐热钢。
氩弧焊具有较高的稳定性和焊缝质量，适合要求较高的焊接。
3. 电渣焊：电渣焊通常用于焊接厚板，适用于耐热钢的大尺寸焊接。
4. 焊锡焊接：适用于焊接低温和中温耐热钢。
5. 激光焊接：激光焊接适用于焊接较细小和特殊形状的耐热钢，具有较高的焊接质量和焊接速度。
6. 电子束焊接：适用于需要较高焊接质量和较小热影响区的耐热钢。
在选择耐热钢的焊接方法时，需要综合考虑焊接材料、焊件结构、焊接要求和设备条件等因素。
同时，在焊接过程中，需要注意选用合适的焊接材料和焊接工艺，
确保焊接质量和焊接性能。
最好在进行具体焊接前，咨询专业的工程师或焊接技术人员，以确保选择适合的焊接方法。
F91的焊接工艺
P 91一般用于高温高压的工况，在我国是近几年才发展起来的新材料！P 91属于9CrMo 耐热钢材料，焊接主要注意预热温度和后热、热处理温度！根据厚度不同可能还要进行中间热处理工艺！一般要求UT或RT检验。
焊接材料选取主要是同材质，但也有选用Ni基焊材的情况！坡口型式：双V型，对口间隙：3-5mm焊条/焊丝牌号：E9015-B9/ER90S-B9（焊材由外方供应）预热方式/温度：跟踪电加热/150-200℃（GTAW）、200-250℃（SMAW）保护气体：氩气，纯度≥99.99%，氩气流量：正面8-12L/min，背面第一遍10-25Lmin，第二遍3-8Lmin层间温度：＜300℃（采用远红外线测仪控温），后热处理：焊后升温至300-350℃，保温2h热处理：温度750℃-770℃，保温时间5min/mm，且不少于3h；焊后热处理升降温度小于150℃/h在工艺评定合格的基础上，及时编制了有关的焊接作业指导书。
P91/T91钢焊接作业指导书的内容如表四。
3.1 焊材的选择焊丝ER90S-B9 焊条E9015-B93.2 对口3.2.1 对口装备应采用专用对口卡具。
3.2.2 SA335P91大径管：对口间隙3-6mm；小径管：对口间隙1-3mm3.3 背面充氩方案3.3.1 采用背面充氩保护工艺，以避免焊缝根部氧化。
不仅第一遍打底时需要充氩保护，第二遍弧焊及第一遍电焊时，仍需充氩保护。
（在施工中未发生根部氧化现象）3.3.2 大径管充氩方法：一般情况下，可制作专用工具；无法采取专用装置时，可用耐高温应纸板配合耐温胶布等材料在焊口附近形成形成密闭气室。
小径管充氩：可利用水溶纸堵塞管口两端。
3.3.3 充氩位置：①从探伤孔进行充氩。
②利用对口间隙，将细长铜管或不锈钢管敲扁后通过坡口伸进焊接区域，进行充气保护。
③从管道开口端，利用制作的充氩工具进行充氩。
3.4 焊接预热3.4.1按以下温度进行焊前预热：WS：焊接预热150-200℃，D：焊接预热200-250℃；3.4.2 SA335P91材质大径管道：采用电脑温控设备，对焊口进行跟踪预热，热电偶对称布置，热电偶与管件应接触良好，并计量合格。
111耐热钢及其焊接工艺
牌号
烘干温度 烘干时间 保持温度
/℃
/h
/℃
E5003-A1 E5503-B1 E5503-B2
R102 R202 R302
150～200
1～2
50～80
E5015-A1 E5515-B1 E5515-B2 E6015-B3
E5515B2-V
E5515B3VWB
R107 R207 R307 R407 R317 R347
• 焊接材料在使用前应作适当的预处理。
–埋弧焊丝用光焊丝，表面要清理干净。 –镀铜焊丝应将表面积尘和污垢仔细清理。 –焊条和焊剂要妥善保管，在使用前，应严格按工艺规程的规
定进行烘干。 –表5-3列出了几种常用低合金耐钢的焊条和焊剂烘干温度。
14
表5-3 常用耐热钢焊条和焊剂的烘干温度
焊条与焊剂
型号
件下工作时，会因成分不均匀而导致合金元素扩 散，使焊接接头的高温性能不稳定；焊缝强度不 能选得过高，以免使焊缝塑性变差，甚至产生冷 裂纹。 • 焊接材料中碳的质量分数应略低于母材，其 wc<0.12％，但不得低于0.07％，否则会造成焊 缝金属的冲击韧度、热强性等降低。含碳量对 10CrMo910钢焊缝金属冲击韧度的影响如图5-3所 示，焊缝金属wc＝0.08％时的韧性明显高于wc＝ 0.05％的焊缝。
的马氏体和上贝氏体等组织。如图5-1所示，12Cr2MoWVTiB钢氩弧焊 焊接接头的过热区出现了粗大的马氏体组织。
图5-1 12Cr2MoWVTiB 钢过热区组织
9
• 2．消除应力裂纹倾向
– 低合金耐热钢中的Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素属于强碳化物元素， 若结构拘束度较大，那么在消除应力处理或高温下长期使用时， 在热影响区的粗晶区容易出现消除应力裂纹。图5-2为10CrMo910 钢焊接接头在620℃回火处理后出现的消除应力裂纹。
火电厂SA335P92钢现场焊接工艺
火电厂SA335P92钢现场焊接工艺摘要：本文主要介绍了SA335P92钢的化学成分、力学性能和现场焊接工艺要点。
关键词：高温蠕变性能冷裂纹层间温度焊接工艺1 引言为满足超超临界锅炉温度和压力的提高，欧美和日本通过在T/P91钢的基础上适当降低Mo元素的含量，并加入一定量的W以将材料的钼当量（Mo＋0.5W）从P91钢的1％提高到约1.5％，同时加入微量的硼，得到了SA213T92/SA335 P92钢，该钢在与9％Cr系列的其他常用耐热钢相比，其耐高温腐蚀和抗氧化性能相似，但高温强度和蠕变性能大大提高。
2 SA335P92钢的化学成份及力学性能2.1 SA335P92钢化学成分表常温下σb 630MPa，σs 530MPa，延伸率17%％，冲击功31kvJ，硬度225～270HB；在620℃使用温度下许用应力70MPa。
3 可焊性分析3．1 焊缝韧性低T/ P92钢焊接时熔敷金属中的Nb、V等微合金化合元素仍会大部分固溶在金属中，固溶强化降低了焊缝韧性，且W的存在更加剧了焊缝韧性的降低。
另外，如果焊接线能量输入过大，熔池高温停留时间较长，过热金属晶粒会严重长大，直接影响焊缝抗冲击承载能力。
3．2焊接冷裂纹虽然T/P92钢的C、S、P等元素质量含量低，且具有晶粒细、韧性高的特点，焊接冷裂纹倾向大为降低，但仍还有一定倾向，应严格控制预热温度，焊后及时热处理。
4 T/P92钢焊接工艺4．1焊接方法T92小管焊口采用全氩弧焊GTAW；P92大管焊口采用氩弧焊打底/手工电弧焊盖面。
4．2焊接材料焊丝选用Thermanit MTS616－ER90S-G，φ2.4；焊条ALCROMOCORD 92，φ2.5、φ3.2。
4．3 焊接工艺参数焊接参数垂直固定时偏上限选取，水平固定焊及小径管偏下限选取。
大径管氩弧焊打底至少2层，φ2.5mm焊条焊2层，然后使用φ3.2mm焊条。
4．4温度控制小口径焊口选用便携式远红外测温仪，大中径厚壁采用电脑控温。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22（化学成分为－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1 ，操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米公里，共计焊口3300多道。
管道规格：Φ*～Φ610*。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。
根据SH3501的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
耐热钢焊接工艺
（1）管道焊缝预热采用电加热方式。对于管径较小
焊缝，确因曲率限制无法进行电加热时，也可采用 氧—乙炔火焰加热或者电加热绳，但应保证热透和 温度均匀，并用测温仪测温。
（2）预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的5
预
倍，且不小于100mm。加热区以外100mm范围内宜保
热
温。见图1
（3）预热及施焊过程中随时用电子点温计测温，预 热温度宜在距焊缝中心50mm～100mm的范围内进 行测量。
ZG15Cr1Mo1V E5515-B2-VW R327
H08CrMoV TIG-R31
－
H08CrMoVA
1Cr2Mo
E6015-B3
12Cr2Mo
E6015-B3
12Cr2MoWVTi B
E5515-B3VWB
12Cr3MoVSiTi B
E6016-B3-VNb
1Cr5Mo Cr9Mo
E5MoV-15 E9Mo-15
表1 焊接材料选用
钢号
15Mo 20Mo 12CrMo 15CrMo
ZG20CrMoV 12Cr1MoV
焊条
GB 5118
E5015-A1 E5515-B1 E5515-B2 E5515-B2-V E5515-B2-V
统一编 号系列
R107 R207 R307 R317 R317
氩弧焊丝
熔化极气保焊 丝
R407 R407 R347
R417 R507 R707
H08Cr2Mo1 H08Cr2Mo1
TIG-R40 TIG-R40
H08Cr2MoVNb TIG-R40
H08Cr2MoVNb TIG-R40
H1Cr5Mo
－
－
不锈钢及耐热钢的焊接
(5) 应力腐蚀 也称应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Байду номын сангаасracking，简称SCC），是指不锈钢在特定的腐蚀 介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性 开裂现象。不锈钢的应力腐蚀大部分是由氯引起 的。高浓度苛性碱、硫酸水溶液等也会引起应力 腐蚀。
3．不锈钢及耐热钢的高温性能 耐热性能是指高温下，既有抗氧化或耐气体 介质腐蚀的性能即热稳定性，同时又有足 够的强度即热强性。 (1)高温性能 不锈钢表面形成的钝化膜不仅 具有抗氧化和耐腐蚀的性能，而且还可提 高使用温度。
(3) 缝隙腐蚀 在电解液中，如在氯离子环 境中，不锈钢间或与异物接触的表面间 存在间隙时，缝隙中溶液流动将发生迟 滞现象，以至溶液局部Cl－浓化，形成浓 差电池，从而导致缝隙中不锈钢钝化膜 吸附Cl－而被局部破坏的现象称为缝隙腐 蚀
(4) 晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选 择性的腐蚀现象。受这种腐蚀的设备或 零件，外观虽呈金属光泽，但因晶粒彼 此间已失去联系，敲击时已无金属的声 音，钢质变脆。晶间腐蚀多半与晶界层 “贫铬”现象有联系。
2.2 奥氏体不锈钢焊接性分析 奥氏体钢的焊接性问题主要有：热裂纹、接 头耐蚀性、脆化 1．奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性 (1) 晶间腐蚀 18-8钢焊接接头有三个部位能 出现晶间腐蚀现象，如图4-3所示。
图4-3 18-8钢焊接接头晶间腐蚀现象
1) 焊缝区晶间腐蚀
根据贫铬理论，为防止焊缝发生晶间腐蚀： 一是通过焊接材料，使焊缝金属或者成为超低碳情况，或者 含有足够的稳定化元素Nb（因Ti不易过渡到焊缝中而不采用 Ti），一般希望wNb≥8wC或wNb≈1％；二是调整焊缝成分以获 得一定数量的铁素体（δ ）相。
(3) 高温脆化问题 耐热钢在热加工或长期工 作中，可能产生脆化现象。除了Cr13钢在 550℃附近的回火脆性、高铬铁素体钢的晶 粒长大脆化，以及奥氏体钢沿晶界析出碳 化物所造成的脆化之外，值得注意的还有 475℃脆性和σ相脆化。
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接
耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22（化学成分为2.25Cr－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。
特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。
最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。
目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。
以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。
关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。
其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1 2.8MPa，操作压力11MPa。
超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米 3.2公里，共计焊口3300多道。
管道规格：Φ21.3*4.78～Φ610*73.025。
焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。
耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。
高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。
2焊接准备工作2.1材料检验A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。
材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。
必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。
根据SH3501的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
表1 A335-P22无缝钢管的化学成分表2 A335-P22无缝钢管的力学性能2.2焊接材料焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的，所以焊接材料的合理选用必须慎重。
12Cr1MoV耐热钢管的焊接工艺
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数据生产者根据自己所生产的重载铁路数据，在形成规范化后，会被录入到资源数据库中，并生成元数据目录。
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4 结语元数据在重载铁路数据管理方面提供了规范标准，为重载铁路数据共享方面提供了方便性。
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参考文献[1]黄一昕，杨全亮，蒋函珂，等.Q/CR9157-2020《铁路三维地理信息数据技术规范》内容解析[J].铁道标准设计，2020,65（4）:1-5.[2]李超旭，张惟皎，李燕.基于大数据的动车组运维数据服务平台研究[J].铁路运输与经济，2019,41（11）:52-57.[3]宋欣武. 转向架蛇行失稳监测的横向位移识别方法研究[D].成都：西南交通大学，2017.[4]吴亚非,邓振国,王振龙.元数据技术在舰艇数据共享平台中的应用与实现[J].船舶电子工程,2015,35（12）:90-93.[5]王丽华.基于语义网的数字图书馆的关键技术[J].情报杂志,2004（04）：6-9.[6]吉文杰.基于元数据的数据中心管理系统的设计与实现[D].上海：东华大学，2011.[7]张国民.元数据的多角度诠释[J].档案，2019（5）:44-48.[8]张英俊,谢斌红,郭勇义.元数据技术在科学数据共享平台中的应用[J].2009,40（4）:341-344.[9]周洁.标准元数据规范研究[J].标准科学，2017（8）:69-72.[10]李倩、刘冰洁、赵彦云.大数据环境下的统计元数据建设[J].统计与信息论坛，2020,35（3）:14-20.[11]铁路BIM 联盟.铁路基础设施元数据管理规范（试行）[J].铁路技术创新,2020（03）:20-28.基金项目四川省科技计划资助（2019YFG0102）;中国铁路太原局集团有限公司科技研究开发计划（A2019X01）。
不锈钢焊接工艺
二、1、焊前：坡口及其附近必须清理干净，对于有油污不可以用钢丝刷和砂轮清理，用丙酮和或酒精进行清理。
2、坡口加工或下料采用机械加工或炭弧气刨。
3、在搬用、坡口的制备、装配个过程，应避免损伤钢材的表面。
三、焊接工艺：1、应采用快速焊、多道焊；焊接电流不易过大，焊接时尽量采用平焊位置，焊条最好不做摆动或稍做摆动；且焊接过程中，应严格控制层间温度，待上一层焊，,碳化铬,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。
防止措施:（1）采用低碳或超低碳的焊材,如A002等;采用含钛、铌等稳定化元素的焊条,如A137、A132等。
（2）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织,(铁素体一般控制在4-12%)。
（3）减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度。
（4）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理3、应力腐蚀开裂:应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。
奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
应力腐蚀开裂防止措施:(1)合理制定成形加工和组装工艺,尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑)。
(2)合理选择焊材:焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体等;(3)采取合适的焊接工艺:保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等;采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平;,,即介质等)来选用。
1、一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。
如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。
2、由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。
如316L必须选用A022焊条。
P9-P11耐热钢炉管焊接
P9\P11耐热钢炉管焊接摘要: 耐热钢材质炉管普遍应用在石油化工装置中，结合上海石化60万吨/年芳烃联合装置及其配套工程中四合一重整炉的实际施工，从焊接特点、焊接工艺和质量控制等方面阐述了耐热钢炉管P9与P9、P9与P11及P11与P11的焊接。
关键词:P9、P11耐热钢炉管焊接石油化工装置加热炉由于苛刻的操作条件，炉管长期在高温下运行，炉管材质一般选用P9、P11、Cr5Mo等耐热钢，以满足炉管长期安全运行的要求。
以下结合上海石化60万吨/年芳烃联合装置及其配套工程中四合一重整炉的焊接实践，简要阐述耐热钢炉管P9与P9、P9与P11及P11与P11的焊接。
1 四合一重整炉炉管焊接工程简述上海石化60万吨/年芳烃联合装置及其配套工程中四合一重整炉（方箱炉）炉管材质为P9、P11耐热钢。
炉管现场焊接工作量见表1：表1炉管焊接要求2 耐热钢材质的焊接特点耐热钢在高温下具有化学稳定性和足够的强度，并有抗气体腐蚀的能力，根据化学成分和显微组织，P9、P11、Cr5Mo等材质属于珠光体耐热钢。
珠光体耐热钢不含Ni,含Cr不多，还有其他合金元素，如Mo、V、Nb、W 等。
由于钢中碳和合金元素的共同作用，在焊接时极易形成淬硬组织，可焊性差，焊接时易产生冷裂纹，再热裂纹和回火脆性，所以要求焊前预热，焊后回火处理。
为防止产生焊接裂纹，焊接操作时应尽可能的采用多道焊、小电流和窄焊道，不摆动或小幅度摆动电弧。
焊道的宽度以不超过焊条直径的三倍为宜，并严格按要求进行焊前预热和焊后热处理。
耐热钢（特别是P9）的焊接难点在于如何控制打底层的焊接质量。
由于耐热钢合金含量较高，熔池流动性较差导致不宜焊透，且打底层容易在焊接高温下产生氧化而失效。
因此，当采用钨极氩弧焊进行打底焊接时，管内填充氩气或氮气保护，是取得良好的焊接接头的必要条件。
3 焊接方法、设备和焊接材料的选择为确保炉管焊接质量，提高焊接一次合格率，炉管焊接一般采用手工钨极氩弧焊打底焊接、手工电弧焊进行填充和盖面焊接；焊接设备选用ZX5-400可挖硅整流弧焊机可保证焊接参数的稳定性；焊接材料选用见表2：表2焊接材料4 焊接工艺要求4.1一般规定4.1.1焊接环境出现如下情况时，必须采用棚布遮挡，加热等措施，否则禁止施焊。
耐热钢的焊接施工工艺
H08CrMnSiMoV
Cr2Mo
R407
E6015-B3
H08Cr3MoMnA+hJ350
H08Cr3MoMnSi
12CrMoWV-TiB
R347
E5515-B3-VWB
H08Cr2MoWVNbB+HJ250
H08Cr2MnWVNbB
14MnMoV
18MnMoNb
J606
珠光体耐热钢焊后热处理温度
钢 号
需热处理厚度（mm）
焊后高温回火温度（℃）
15CrMo
12Cr1MoV
20CrMo
12Cr2MoWVB
12Cr3MoVSiTiB
＞10
＞6
任何厚度
任何厚度
任何厚度
680～700
720～760
720～760
760～780
740～780
珠光体耐热钢焊接时，如何正确地选用焊接材料？
总的原则是根据化学成分的要求，即熔敷金属的化学成分应与母材相当来选用焊接材料。具体选用，
珠光体耐热钢焊接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料的选用
钢 号
手 弧 焊
埋 弧 焊
气体保护焊
焊条牌号
焊条型号
焊丝与焊剂匹配
焊丝牌号
15CrMo
R307
E5515-B2
H08CrMoA+IIJ350
H08CrMnSiMo
12CrMoV
R317
E5515-B2-V
⑴预热 预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80～150℃用氩弧焊打底和CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。
珠光体耐热钢焊接工艺
珠光体耐热钢焊接工艺一、珠光体耐热钢焊接特点及工艺要点（1）焊接特点珠光体耐热钢属于低合金钢，主要合金元素是铬、钼，还含有少量钨、钒、铌等元素，加热后在空气中冷却具有明显的淬硬倾向，焊接时在焊缝及热影响区易产生硬脆的马氏体组织，这不仅影响焊接接头的力学性能，还会产生很大的内应力，常导致焊缝和热影响区出现冷裂纹。
硬化倾向还与下列因素有关：钢中碳、铬含量，构件厚度、刚性及焊件拘束度等。
焊接时预热是防止冷裂纹的有效措施，焊件未预热或预热温度太低，工件冷却速度加快都会加重焊缝及热影响区硬化。
（2）工艺要点及焊料选择①焊接过程中，应保持焊件温度不低于预热温度（包括多层焊时的层间温度）。
焊接过程中尽量避免中断，不得已中断时，应保证焊件缓慢冷却，重新施焊前仍需预热。
②焊件厚度较大时，可采用短道焊,使被焊的这一段焊缝在较短时间内重复加热，目的是为了使焊缝及热影响区缓慢冷却。
③焊缝正面的余高不宜太高。
④保持在自由状态下焊接。
由于铬钼耐热钢裂纹倾向比较大，故在焊接时应严格遵守焊接程序，收缩量大的焊缝先焊，尽量减少拘束度。
⑤焊后缓冷。
焊后缓冷是必须遵守原则，一般是焊后立即用石板布等保温材料覆盖在焊缝及近缝区，覆盖务必严实，确保缓冷。
⑥焊后热处理,防止延迟裂纹，消除应力，改善组织。
对于厚壁容器及管道，焊后常进行高温回火。
⑦焊条选择，摘自钢制压力容器焊接规程JB/T 4709－92、工业金属管道施工规范GB 50236－1997二、典型珠光体耐热钢的显微组织观察本实验所采用的珠光体耐热钢为2.25Cr-1Mo、12CrMoV（C=0.15%,M=0.6%,Cr=1.2%,Mo=0.3%,V=0.3%）等。
显微组织观察是研究材料内部组织最重要的方法，用光学显微镜观察研究任何材料的显微组织，一般要分三个步骤进行：抛光所截取试样的截面，采用适当的腐蚀剂显示显微组织，用显微镜观察和分析试样的显微组织。
采用气割或机械加工方法切下大块试样，取下的试样还要去除不必要的部分，之后进行试样的平整、磨光、抛光、浸蚀等一系列加工。
15CrMoG耐热钢管道焊接施工工法
15CrMoG耐热钢管道焊接施工工法1 前言耐热钢中以珠光体铬钼耐热钢应用最广，因为这类钢一般适用于350-550℃之间，同时，这类钢的合金元素含量相对较少，一般都属于低合金钢的范畴，因为合金钢是在碳钢中加入少量的合金元素，钢的性能就发生了变化，就得到了碳钢所没有的性能，即耐高温、抗氧化、抗蠕化和良好的持久强度,由于合金元素小于3.5%，所以称作低合金，简称合金钢。
它的耐热性和强度均超过不锈钢，但是价格比不锈钢便宜得多，适用于在各种高温高压条件下工作的介质管道。
例如在攀钢煤化工厂外线工艺管道施工项目中，该工程管道φ273×11共1200米，其设计温度为480℃，设计压力为5.5Mpa，并且管道材质为15CrMoG耐热合金钢，这类高温高压的特殊材质管道以前我公司未施工过,所以还没有完善和成熟的施工工艺及经验可以借鉴。
由于合金钢的化学成分和性能与碳素钢、不锈钢存在较大的区别，所以施工15CrMoG耐热合金钢的焊接工艺及步骤都比碳素钢、不锈钢要求更高，也更严格和复杂。
因此掌握此项新技术、新工艺中所有技术参数是具有较大的技术难题。
为了保证焊接质量，公司成立了专题攻关技术小组，开展科技创新，取得了“15CrMoG耐热钢管道焊接技术”这一新成果，并且该技术于2006年通过攀钢冶金技术有限公司（原攀冶建公司）科技质量部组织的科技成果鉴定，获公司科技进步一等奖；在2007年4月全国冶金施工系统QC成果发布会上获得二等奖。
该技术填补了我公司在15CrMoG耐热合金钢焊接技术方面的空白，优化了生产工艺，提高了劳动生产率，保证了焊接质量，为公司创造了良好的社会效益和经济效益。
2 工法特点2.1由于15CrMoG钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接接头淬硬倾向大，可能出现冷裂纹,因此15CrMoG 钢焊接时，焊接材料的选择和严格的工艺措施，对于防止焊缝产生裂纹，保证管道使用性能至关重要。
S31008耐热钢焊接技术
SU S310S耐热钢预热器内筒的焊接王天茂 葛 军(牡丹江市安装总公司 牡丹江 157000) 浩良河水泥厂窑尾预热器的C4、C5两级内筒,直径分别为3360mm和3200mm,高分别为3930mm和3840mm,壁厚为10mm,采用日本产SU S310S耐热钢制造。
1 SU S310S耐热钢的焊接特点SUS310S钢具有面心立方的的奥氏体组织,且钢中加入了相当数量的合金元素,因此具有较好的抗氧化性和一定的高温强度,被广泛地做为炉用材料,钢的化学成分和力学性能如表1所示。
表1 SU S310S钢的化学成分和力学性能化 学 成 分 (%)力 学 性 能C Si Mn P S Ni Cr 屈服强度M Pa抗拉强度MPa延伸率(%)HRBHv0.0200.271.590.0120.00320.0925.132675594882153由于SUS310S是具有奥氏体组织的耐热钢,一般可从其焊接接头的耐蚀性、热裂纹及“等强性”三个方面来分析。
1.1 焊接接头的耐蚀性SUS310S耐热钢除总体均匀腐蚀外,应充分注意其晶间腐蚀和应力腐蚀现象。
1.1.1晶间腐蚀SUS310S钢焊接接头可能出现两种晶间腐蚀现象,即焊缝晶间腐蚀和敏化区腐蚀。
在焊接能量较大或焊后经受敏化加热的条件下可能产生焊缝晶间腐蚀,焊缝金属的含碳量影响较大,含碳量越高,晶间腐蚀倾向越大。
如果焊缝金属含一定量稳定元素时,不必要求超低碳。
由于SU S310S是不含稳定元素而又不是超低碳的耐热钢,所以有可能出现敏化区腐蚀,但可通过选用适量的稳定元素,或采用小电流和较大焊接速度的措施来避免和减小敏化区产生腐蚀的倾向。
1.1.2应力腐蚀开裂SU S310S耐热钢由于导热性差和线膨胀率较大,在约束焊接变形时可能残留较大的焊接应力,焊后采用热处理工艺和机械加工的方法来降低残余应力,或表面造成压应力状态,是降低应力腐蚀开裂的重要措施。
1.2 焊接接头的热裂纹SU S310S钢焊接接头在冷却过程中可能形成较大的拉应力,是产生热裂纹的必要条件;易形成低熔点杂质聚集于晶界处,成为热裂的内在条件;同时奥氏体钢易形成方向性柱状晶组织,增大了热裂倾向。
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常用耐热钢的焊接工艺
耐热钢是指钢再高温条件下既具有热稳定性，又具有热强性的
钢材。
热稳定性是指钢材在高温条件下能保持化学稳定性（耐腐蚀、不氧化）。
热强性是指钢材在高温条件下具有足够的强度。
其中耐热性能主要通过铬、钼、钒、钛、铌等合金元素来保证，因此在焊接材料的选择上应根据母材的合金元素含量来确定。
耐热钢在石油石化工业装置施工中应用较为广泛，我们能够经常接触到的多为合金含量较低的珠光体耐热钢，如15CrMo，1Cr5Mo等。
1 铬钼耐热钢的焊接性
铬和钼是珠光体耐热钢的主要合金元素，显著提高金属的高温强度和高温抗氧化性，但它们使金属的焊接性能变差，在焊缝和热影响区具有淬应倾向，焊后在空气中冷却易产生硬而脆的马氏体组织，不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，从而产生冷裂倾向。
因此耐热钢焊接时的主要问题是裂纹，而形成裂纹的三要素是：组织、应力和焊缝中的含氢量，因此制定合理的焊接工艺尤为重要。
2 珠光体耐热钢焊接工艺
2.1 坡口
坡口的加工通常用火焰或者等离子切割工艺，必要时切割也要预热，打磨干净后做PT检验，去除坡口上的裂纹。
通常选用V型坡口，坡口角度为60°，从防止裂纹的角度考虑，坡口角度大些有利，但
是增加了焊接量，同时将坡口及内处两侧打磨干净，去除油污、铁锈及水份等污物（去氢、防止气孔）。
2.2 组对
要求不能强制组对，防止产生内应力，由于铬钼耐热钢裂纹倾向较大，故在焊接时焊缝的拘束度不能过大，以免造成过大的刚度，特别在厚板焊接时，妨碍焊缝自由收缩的拉筋、夹具和卡具等应尽量避免使用。
2.3 焊接方法的选用
目前，我们石油石化安装单位管线焊接常用的焊接方法是钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面，其它焊接方法还有熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）、CO2气体保护焊、电渣焊和埋弧自动焊等。
2.4 焊接材料的选择
选配焊接材料的原则，焊缝金属的合金成分与强度性能基本上要与母材相应指标一致或者应达到产品技术条件提出的最低性能指标。
而且为了降低氢含量应先用低氢型碱性焊条，焊条或者焊剂应按规定工艺烘干，随用随取，要装在焊条保温桶中随用随取，焊条再保温桶内不得超过4个小时，否则应重新烘干，烘干次数不得超过三次，这在具体施工过程中都有详细的规定。
铬钼耐热钢手弧焊时，也可选用奥氏体不锈钢焊条，如A307焊条，但焊前仍需要预热，这种方法适用于焊件焊后不能热处理的情况。
耐热钢焊材选用表如下所示：
2.5 预热
预热是焊接珠光体耐热钢焊接冷裂纹和消除应力的重要工艺措施，为了确保焊接质量，不论是点固焊或焊接过程中，都应预热并保持一定的温度范围。
2.6 焊后缓冷
焊后缓冷是焊接铬钼耐热钢必须严格遵循的原则，即使炎热的夏季也必须做到这一点，一般焊后立即用石棉布覆盖焊缝及近缝区，小的焊件可置于石棉布中缓冷。
2.7 焊后热处理
焊后应立即进行热处理，其目的是为了防止延迟裂纹的产生，消除应力和改善组织。
耐热钢焊前预热温度和焊后热处理的温度表如下表所示。
3 焊接注意事项
（1）焊接这类钢时必须要预热，焊后缓冷等措施，但预热温度并非越高越好，必须严格执行焊接工艺要求。
（2）厚板宜采用多层焊，层间温度不低于预热温度，焊接时应一次焊完，最好不要中断。
如需层间暂停，应采取热保温缓冷措施，再焊之前还需采取相同的预热措施。
（3）焊接过程中应注意填充弧坑，并打磨接头、去除弧坑裂纹（热裂纹）。
而且电流越大、弧坑越深，因此应严格执行焊接工艺指导书规定选择焊接参数、合适的焊接线能量。
（4）施工组织也是影响焊接质量重要一环，各工种的配合尤为重要，避免因下道工序衔接不上致使整条焊缝的质量前功尽弃。
（5）还应注意天气环境的影响。
当环境温度低时，可适当提高预热温度，防止温度下降太快，同时做好防风、防雨等应急措施。
4 小结
预热、保温、焊后热处理等工艺是焊接铬钼耐热钢的必要工艺措施，三者同等重要，不可忽视。
任何一个环节疏漏，其后果是严重的。
焊工要严格执行焊接工艺，加强焊工责任心引导。
不可抱有侥幸心理，引导焊工执行工艺的严肃性、必要性，只要我们在施工过程中严格执行焊接工艺，各工种之间配合好，合理安排工序，就能保证焊接质量和技术要求。