A335P91焊接工艺优化
浅谈主蒸汽管道(A335P91)的焊接方法
浅谈主蒸汽管道(A335P91)的焊接方法摘要：本文以我公司承担的华能营口热电厂2×330MW新建工程#2机组的汽机主蒸汽管道（Φ457×45,5G）施工为例，结合现场实际工作条件，对P91管的焊接从人员、工具、材料、环境、焊接性、热处理等几个方面进行分析与探讨。
关键词：P91 焊接焊后热处理在电建施工中，焊接工作是电站施工建设的重要环节，在市场经济条件的推动下，对火电焊接施工质量提出了越来越高的要求，焊接质量已成为施工中最重要的因素，它也已成为公司创信誉和站稳电力建设市场的重要因素。
P91 钢是一种高合金高强度马氏体耐热钢，它以其良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等性能，在电站中获得越来越广的应用。
以下将由我公司承担的华能营口热电厂2×330MW新建工程#2机组的汽机主蒸汽管道（Φ457×45,5G）的焊接方法做一简单介绍。
1．对作业人员要求首先按考规规定，焊工应具备BⅢ类材料焊接资质，中断工作六个月以上者，必须重新复试，合格后方能上岗。
焊工的培训必须按照合格的焊接工艺评定进行培训，提高严格执行工艺的自觉性。
焊工必须凭借焊材领用单领取焊接材料，避免焊接材料错用。
焊后做好自检和互检工作，当作业条件与作业指导书要求不符时，停止或拒绝施焊，作业过程中出现重大问题时，停止施焊并报告技术人员或班组长等相关人员，不得自行处理。
2．作业机械、工器具要求（1）现场焊机为ZX7－400型。
（2）每名焊工需配备焊枪、焊帽、氩气减压流量计、氩气带、保温筒、手锤、扁铲、角向、钢丝刷、白光镜、绝缘鞋以及相应劳动保护用品等各一套。
3. 作业材料要求（1）焊接材料入库前要有合格证件。
（2）焊条存放要有焊条存放架，焊接材料存放于干燥、通风良好的地方，室内的温度不低于5℃，且空气相对湿度低于60%。
（3）焊条使用前要按焊条说明书的规定进行烘培，焊工领用时要有跟踪记录；使用时应装入保温温度为80℃-110℃专用保温筒内，随用随取，且要接通电源，不同牌号的焊条不得放于同一个保温筒内，重复烘焙不得超过两次。
SA335—P91钢管道安装中焊接热处理质量控制
２ Ｓ Ａ ３ ３ ５一Ｐ ３ ５一 Ｐ ９ １ 钢管道 安装施 工时 ，应 采用单 方向施 ４ 材料控制及质量验收
Ｌ 的方法 ，即指在焊 接过 程中保持管道一端为 自由端 ，避免出现管道 热处理工作作为一项较 为特殊 的处理过程 ，要有具备 一定资质的 系统应力过大的状况 ，防 ｌ 卜 由此带来的焊接裂纹 。 人 员对 其进行连续性 的监督和 控制 ，以下主要对焊接 热处理 过程中的 其次 ，在焊接 热处理 时 ，应保持 良好 的焊接 环境 ，采取有效 的防 材料控 制及质 量验收进 行分析 ： 风防雨措施 ，同时严格禁 止在雨天、雾天及其他不 良天气条件下进行 ４ ． １ 材料 控制 焊接热处理工作 ，从而尽可 能的防止冷裂纹 的产 生 ，达到提高焊接质 在 材料性质上 ，可 以将焊 接热处理材料划分 为主材 料和辅材料 。 苗 的 目的 。 主材料 主要是在加热过程中确保加热Ｊ ｆ ￣ ， Ｎ所消耗的材料 ， 如 电缆 电线 、 第三 ，在 对于 Ｓ Ａ ３ ３ ５一 Ｐ ９ １ 钢管道 进行焊 接热处 理时 ，在 施工现 保 温材料、远红外加 热器等 。辅助材料则是指铁 丝、绝缘胶带等辅助 场 应配备一路备用 电源 ，避 免 由于非正常 断电导致的焊接热处理工作 主材共同进行热处理 工作所需消耗的材料 。对于 以上热处理中所用 到 中断 ，从而确保焊接热处理工作的连续性 。 的消耗材料 ， 应对其进行严格的入厂检验 ， 确保其质量符合标 准要 求 ， 第 四，Ｓ Ａ ３ ３ ５一 Ｐ ９ １ 钢 焊接热处理 的最低 温度应保持在 ５ 。以上 ， 并进行入库管理 。 同时禁止在管道 口任 意引弧 ，并确保充氩装 置具有 良好的密封性 ，便 ４ ２ 检验与验收 于取出和安装 。 首先 ，确保 热处理 温度记录 曲线 的记 录按施工处理程序进 行 ，并 由主管热处理的技术人员进行监督和指导 。 ３ Ｓ Ａ ３ ３ ５一Ｐ ９ １钢焊接热处理工艺温度控制要点 其次 ，当焊接接 头热处理过 后 ，应对其进 行 １ ０ ０ ％ 硬度测 试 ，对 作为一种具有 良好高温持久强度 以及 稳定 和高温抗蠕变 能力等 综 其焊接缝 区域 以及热影响区硬度平均值进 行测定 ，每个测定部 位最少 合性能的新型马氏体耐热钢 ，Ｓ Ａ ３ ３ ５ 一 Ｐ ９ １ 凭借在制造过 中的精 细处理 应选取三个点 ，从而确保测定结果的科学性 。 工艺和 加工等级 ，使之成为了综合 性能较强的材料 。而 由于 火电站焊 接作业大 多是在施工现场进行 ，要 确保 焊接后的 Ｐ ９ １ 钢的优 良性 能得 参考文献 ： 到延续 ，是有 一定的难 度的 ，所 以必须创 造 出有 利于 Ｓ Ａ ３ ３ ５一 Ｐ ９ １钢
P91工艺措施
目录一、施工准备 (1)二、焊接施工工艺 (2)三、P91钢焊接应注意的事项 (4)四、焊接质量检查及验收 (4)SA-335P91钢厚度≥70mm焊口焊接补充工艺《T/P91工艺导则》规定壁厚≥70mm的P91管子焊口，焊至20～25mm时应停止焊接,立即进行后热处理，待RT检验确认合格后再按作业指导书规定程序施焊完毕，其目的是保证根部焊接质量，出现焊接缺陷时便于消缺处理，依据以往工程实践及实验数据表明，后热处理易产生后热裂纹，所以当焊缝厚度达到20～25mm时，宜进行焊后热处理，但工程实际中，对焊到20～25mm的根部焊缝进行热处理，无法保证回火温度（760℃±10）的实现，对焊缝质量将产生不良影响，故对SA-335P91管子厚度≥70mm时采用连续施焊完再进行检验的工艺是适宜的，特制定以下焊接工艺：一、施工准备1、焊接材料的准备1.1、焊接材料选用：焊丝MTS-3、焊条Chromo 9V。
1.2、焊接材料应存放在干燥、通风良好、温度大于5℃且相对空气湿度小于60%库房内。
1.3、焊接材料需有生产厂家提供的质量合格证。
1.4、焊条规格可选用φ3.2mm、φ4.0mm。
1.5、焊丝在使用前应将其表面的水分、铁锈、油污等清理干净，并露出金属光泽。
1.6、焊条使用前应按其说明书要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次。
烘焙后的焊条使用时，应装入温度保持在80～110℃的专用保温筒内，保温筒应插上电源，随用随取。
2、钢材化学成分与焊材化学成分对照表钢材化学成分表焊材化学成分表3、材料机具的准备3.1、氩气纯度应不低于99.95%。
3.2、氩弧焊用的钨极应选用符合GB4191规定的铈钨电极，直径为φ2.5mm。
3.3、焊工应配备扁铲、榔头、保温筒、焊条筒、小手电及钢丝刷等工器具，还应配备电磨头、小锉刀等。
3.4、氩气表应选用气压稳定、调节灵活的表计；输送氩气的管线应质地柔软、耐磨且无漏气现象。
4、施工现场的准备4.1、电焊机应采用集装箱集中布置,并保证提供充足的动力电源。
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。
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© 3.2mm的焊条，并且单层厚度w 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10~20mn处的温度，用最高值表示），层间温度严格控制在300E以下。
当远红外测温枪显示温度超过300E时，立即停止焊接，待温度降到230E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w 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。
SA335P91钢焊接工艺评定
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
２ ３可代替气体保护。 ． １ ３Ｓ ３ ５Ｐ １ Ａ ３ －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 Ｓ ３５ ９ 钢焊接工艺｛ Ａ ３Ｐ １ 保护剂 ， 根据我们的反复试验 ， 进 太仓港环保发 电有限公 司 ２ ３ ｘ０ 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 ３０ ０ＭＷ、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 ｆｆ ｆ
Ｓ ３ ５ ９ 钢焊接工艺评定 Ａ ３Ｐ １
尚衍华
（ 黑龙 江省 火电第三 工程 公 司 ， 江 哈 尔滨 １０ １ ） 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 Ｓ ３５Ｐ １ Ａ ３ 一９ 钢的焊接 工艺， 采取 了免充氩的焊 对新钢种 Ｓ ３５ Ｐ １ Ａ ３一 ９ 进行工艺评定， 并应用到太 仓港环保发电有限公司２ ３０ Ｗ和 ２ ６０ Ｗ 实际工程 中， ￣ ０Ｍ ｘ０ Ｍ 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。 ．
A335P91主蒸汽管道取样管焊接工艺
2014年第3期内蒙古石油化工79A335P91主蒸汽管道取样管焊接工艺王俊(二连浩特市特种设备检验所，内蒙古二连浩特011100)摘要：出于运行监控需求，火力发电厂蒸汽管道存在大量取样点，均为现场安装。
300M W级机组工程普遍采用A335P91高合金钢做主蒸汽管道，该材料具有良好的抗高温蠕变性能，但对焊接工艺要求极为严格，附属设备的不良焊接质量也易影响主管道的正常运行；出于化验要求，取样管道材质为1C r l8N i9T i不锈钢。
如何将两种性能、合金含量差异极大的材料焊接在一起，同时满足工作要求，成为一个施工难点。
本文探讨了A335P91与1C r l8N i9T i异种钢焊接工艺，并应用于实际施工中，对同类型的焊接施工具有指导意义。
关键词：A335P91；1C rl8N i9Ti；异种钢焊接；热处理；镍基焊条中图分类号：T G44文献标识码：A文章编号：1006--7981(2014)03一0079一01国电长治热电一期2X300M W级机组工程一号机施工过程中，主蒸汽管道规格为圣448X40，主蒸汽管道测温测压仪表管座现场焊接，焊接部件如图1所示，管座外径为①25，内径为①14，已机加工预制坡口。
肆斡锕群接姆罐坡l l形式捕降下薜与毫骨臂警喇忭虞形过盛瞰台连拄围11工艺原理分析D L／T869--2012《火力发电厂焊接技术规程》及D L／T752—2010(火力发电厂异种钢焊接技术规程》(以下简称D L／T869—2012、D L／T752—2010)等相关标准规定，在垂448×40的A335P91主蒸汽管道上施焊应进行焊后热处理，不锈钢焊接不做规定，一般不需要热处理。
由于是局部施焊，若对管道进行全面热处理，从焊缝位置、热处理加热片布置方式、测温点布置、有效保证热处理温度稳定等因素方面考虑，常规的电加热热处理方式难以达到预期效果，且存在恶化焊缝质量的风险。
因此，我们应在不影响主管道性能的条件下，尽可能简化工艺。
A335Gr.P91钢的焊接工艺方法
化和脆化 ， 易产生冷裂纹 。为 了保证 此类材质 管道 的焊 接质量 ，
在 Ｐ １管 道 开 始 施 工 前 首 先 按 照 ＡＳ ９ ＭＥ 规 范 第 Ⅸ 卷 用 巾３ ５６ ３ ．０的 Ｐ １ ５ ．０× ８ １ ９ 管道 完成 了 Ｐ Ｒ，并 得 到 了阿 尔 及 利 Ｑ
２焊接 工艺
Ｅ＆ Ｃ Ｔ ｃｎ ｌ ｙＩ ｅｈ ｏ ｇ 工程技术 ｏ
Ａ３ Ｇｒ 钢 的焊接工艺方法 ．９ ３ ５ Ｐ １
■ 刘思贤 中国化学工程第十一建设有 限公 司 河南开封 ４ ５ ０ ７０２
摘 要 针对 Ａ３ ５ Ｇ ．９ 钢的特点 ， ３ ｒＰ １ 结合笔者 的现场施工经验， 论述 了 Ａ３ ５ ＧｒＰ １ ３ ． ９ 钢焊接工艺的操作方法 ， 并对施工
１２合金元素对焊缝的影响 ． 合金元素是影响焊缝质量 的主要 因素 ： （ 碳是影响钢材强度 的重要元素 ， １ ） 较高 的碳含量能提 高 钢的强度和耐磨性 ， 导致钢的耐腐蚀和焊 接性 能下 降， 而且 与碳
亚 国家质量部门的签字认可 。 在焊前根据 Ｐ ＱＲ制定 了切实可行
的 焊 接 工 艺 ， 在 焊 工 施 焊 时 严 格 执 行 。 者 根 据 自 己的现 场 工 并 笔 作经验 ， 通过 本 文 从 Ａ３ ５ Ｇ ．９ 钢 的 焊 接 性 、 接 工 艺 制 定 、 ３ ｒＰ １ 焊
Ｐ １ ９ ８． ０～ ９． ５ ０． ５～ １ ０ ８ ．５ ０． ８～ ０ ２ １ ５
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表 ２Ａ３ ５Ｇ ．９ ３ ｒＰ １的化学成分 （ 质量分数）
A335P91钢管道焊接技术措施
A335P91钢管道焊接技术措施P91钢为改良型的9Cr-1Mo系列马氏体耐热钢，有较好的热强性和高温耐腐蚀性。
根据工艺评定的结果，将在本工程施工中采用的焊接工艺措施如下：⑴采用氩弧打底电焊盖面工艺，焊材选用与之匹配的氩弧焊丝和焊条。
⑵焊接时为防止P91钢根部焊缝过热氧化，氩弧焊打底至焊条填充第四层焊道时，应在管口内壁充氩保护。
开始氩气气体流量可为10～20L/min，施焊过程中气体流量应保持5～10L/min。
⑶焊前预热T0=100～150℃，打底层焊接完毕后，进行升温至200～300℃开始焊接。
层间温度控制T i=200～250℃，全部焊接完成后，冷却到100～120℃，保持1小时以上后再进行热处理（如不能立即进行热处理时，应做350℃、恒温2小时的后热处理）。
热处理温度760±10℃，恒温时间根据管材壁厚而定（按每25mm1小时计算，但最少不得少于4小时）。
预热、层间温度和热处理温度的控制采用具有自动记录功能的远红外预热和热处理设备。
—热处理时升降温速度为≤150 ℃/h，冷却至300℃以下，可以不控制。
焊后热处理完毕后，焊缝应做100%的硬度测定，测定部位为焊缝区和热影响区（异种钢为两侧，同种钢可选一侧），每个部位测定不少于三点，合格标准为不超过母材的布氏硬度加100HB，且应≤350HB。
⑷对P91主汽管道的每一道焊口进行时时监控，记录焊接过程的各种影响因素。
使用远红外测温仪测量焊缝层间温度；使用焊接参数记录仪，对每一道焊口的每一层的焊接参数（包括焊接电流、焊接电压、焊接速度及热输入）进行测量并打印；对焊层的厚度、摆动宽度进行检查，以达到监督施工人员的目的。
⑸焊接和热处理时必须配备双路电源，防止在焊接或热处理过程中突然断电。
SA335-P91管道焊接热处理的质量控制
SA335-P91管道焊接热处理的质量控制摘要：随着工业化发展，SA335-P91钢在电厂受到的欢迎。
通过对SA335-P91钢的成分及性能分析确定其影响性能的因素，采取对热处理过程的控制及管理手段保障最终的焊接接头性能，为提供可靠的产品提供保障。
关键词：P91管道热处理质量控制前言随我国工业化发展，各电厂对压力管道的耐高温、耐高压提出了越来越高的要求。
SA335-P91钢（以下简称P91）作为马氏体耐热钢，有良好的焊接性及高温稳定性受到各电厂欢迎。
但P91易产生氢致脆断，且需形成完全回火马氏体，应对影响其性能的热处理关键因素进行分析，保证质量。
P91材料简介及成分分析A335-P91钢的化学成分如下表：根据国际焊接学会推荐公式：Ceq=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15+（Cr+Mo+V）/5≈2.13%材料含碳量分析：SA335-P91钢属于空冷马氏体钢，组织为马氏体，状态一般为正火+回火。
根据公式计算P91的Ceq值远大于0.6%，所以该钢具有很大的淬硬倾向，预热不当易产生裂纹。
P91钢的MF温度为100℃，MS温度为380℃，AC1温度为810℃。
焊态下，P91为未回火的马氏体硬且脆，韧性较差，存在应力腐蚀裂纹倾向。
除控制焊接的热输入外，焊前预热及焊后热处理是保障形成完全回火马氏体及保证最终的韧性的重要因素。
热处理对材料的影响分析P91焊接接头焊后状态为不稳定未回火马氏体组织，必须热处理是保证P91焊缝性能的重要环节，P91钢对热处理温度要求比较严格，回火温度过高时，超过母材和焊缝金属的AC1点，导致新的奥氏体相生成，在随后的冷却中转变成未回火的马氏体组织，降低接头的整体性能。
回火温度偏低，则达不到应有的回火效果，可能会造成焊接接头韧性不足。
长时间加热或焊后热处理加热时机不当，会损失材料的持久强度及无法满足最终回火马氏体的要求。
工艺及其操作性质量控制4.1焊后热处理控制要点热处理时机：P91钢属于马氏体耐热钢，转变终了温度为120℃左右，焊接后未获得完全的回火马氏体焊接接头，所以焊后不能立即进行热处理，必须冷却到MF点以下的80-100℃，并保持一定时间，待马氏体转变完全后，立即进行焊后热处理。
A335P91管道材料的焊接
A335P91管道材料的焊接马汝坡（国家电力公司产品质量标准研究所，浙江杭州310012）摘要：由于P91钢具有良好的高温性能，近年来在我国的电力设备中得到了广泛应用。
本文介绍P91管材的基本特征、焊接性能、焊接工艺及焊接质量检验，并阐述如何做好焊接质量控制。
关键词：P91钢；焊接；质量控制1 P91钢的基本特征及应用P91钢（法国NF标准中用TUZ10CBVNb09.01表示，德国曼内斯曼钢管公司用X10CrMoVNb91表示，日本住友金属株式会社用HCM9S表示）是按照美国ASME标准生产的一种中合金耐热钢，属于9Cr-1MoV钢种，是一种改进的9Cr-1Mo钢，它实质上是以原P9钢为基础加上强化元素V、Nb、N等而形成的一种交质新钢种。
在常规含碳量下，组织特征为马氏体，它填补了低合金珠光体耐热钢和高合金奥氏体耐热钢之间的空缺。
由于P91钢具有高温强度高、抗氧化性能和抗蠕变性能好等特点，20世纪80年代开始已被英、美、德等国外电站广泛应用在电站设备上。
我国从90年代初开始，逐步使用P91钢作为电站主蒸汽管道及热段再热蒸汽管道的材料，如珞璜电厂、鸭河口电厂、西固热电厂、杨柳青电厂、邯峰电厂等。
邯峰电厂一期工程安装两台600MW机组发电机，其主蒸汽管道选用了P91管材，规格为ID370×40。
笔者参加了其四大管道工厂化配管的监造工作，就此谈一下P91管材的焊接技术，供参考。
2 P91钢的焊接性能P91钢的化学成分和机械性能见表1、表2。
P91钢是中合金钢，合金含量较高，Cr、Mo元素含量分别达到9.50%和1.05%，使其具有相当的空淬性，Cr、Mo、Mn、Ni等元素都可以显著地提高钢的淬硬性[1]，在焊接过程中易产生裂纹。
有研究显示，P91钢在不预热条件下焊接裂纹达100%，在预热200℃以下焊接，不论用手工电弧焊或钨极氩弧焊在焊接接头的表面或内部都会产生裂纹，具有较大的冷裂倾向，当预热200～250℃时可避免冷裂纹的产生。
SA335—P91钢管道安装中焊接热处理质量控制
SA335—P91钢管道安装中焊接热处理质量控制摘要：随着近年来电力工业的迅速发展，各种高参数、大容量的节能环保机组的不断涌现，对所涉及到的钢材料焊接可靠性提出了更高的要求。
本文对SA335 - P91钢管道的焊接热处理进行分析，探讨其质量控制措施。
关键词：可靠性;SA335 - P91;质量控制P91型新型热强钢最早于20世纪90年代在我国得到了运用，近年来SA335 - P91钢管道安装焊接热处理过程中遇到了一些问题，在焊接技术人员的努力下，部分问题已经得到了解决。
焊接作为保证火电建设质量各发电设备安全有效运行的重要基础，对我国电力发展目标的实现有着重要的意义。
1 SA335 - P91钢的化学成分分析根据国际焊接学会所推荐的碳当量计算公式，可推算出SA335 - P91钢在很定程度上具有淬硬倾向，在另一方面说明了SA335 - P91钢材料的焊接性能较差。
与此同时，在焊接时的高温空冷作用下，SA335 - P91钢极为容易产生淬硬的马氏体组织，由于其所产生的马氏体组织具有导热性差的特点，致使焊接应力不能充分释放，焊缝之间的残留应力较大，容易产生焊接裂纹。
SA335 - P91钢的化学成分如表1所示：2 SA335 - P91钢焊接要求首先，在进行SA335 - P91钢管道安装施工时，应采用单方向施工的方法，即指在焊接过程中保持管道一端为自由端，避免出现管道系统应力过大的状况，防止由此带来的焊接裂纹。
其次，在焊接热处理时，应保持良好的焊接环境，采取有效的防风防雨措施，同时严格禁止在雨天、雾天及其他不良天气条件下进行焊接热处理工作，从而尽可能的防止冷裂纹的产生，达到提高焊接质量的目的。
第三，在对于SA335 - P91钢管道进行焊接热处理时，在施工现场应配备一路备用电源，避免由于非正常断电导致的焊接热处理工作中断，从而确保焊接热处理工作的连续性。
第四，SA335 - P91钢焊接热处理的最低温度应保持在5°以上，同时禁止在管道口任意引弧，并确保充氩装置具有良好的密封性，便于取出和安装。
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。
A335P91管道焊接技术
式中 ：Ｃｅ ｑ 一 指碳当量 ；
Ｃ、 Ｍｎ、Ｃｒ 、 Ｖ、 Ｍｏ 、 Ｃｕ 、 ＮＩ 一
体 型 热 强 钢 ，使 用 该 种 材 质 制 造 的 管
道 具 有 良好 的 力 学 性 能 、 耐 高 温 ｒ Ｉ ＇ ￣ ｆ ｇ 表示相应元素的百分含量。
进行检 测分析， 取 得了 稳 定可靠的Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 管道焊接工艺， 可为该种材质的焊接提供 借鉴。
关 键 词 ：Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 焊接 工 艺 氩 电联 焊 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ ４ ４ ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 性 能 试 验 文章编号：１ ０ ０ ２ － ３ ６ ０ ７ （ ２ ０ １ ７ ） １ ２ — ０ ０ ５ １ — ０ ３
以及 抗蠕 变性能等 。但是 ，Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 的焊 接性能较 差 ，焊接 工艺要求难 度
因此 。Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 管 材 的 碳 当量
Ｃｅ ｑ ＝ Ｃ＋ Ｍｎ ／ ６ ＋ （ Ｃ ｒ ＋ Ｖ＋ Ｍｏ ） ／ ５ ＋
图１ Ａ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 试 验 路 线
Ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ 总第３ ０ ４ 期
Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 管道焊接技术
杨鹏勇 朱廷刚 罗开荣 张晋豫 许彦录
（ 云 南 建投 第二 安 装 工 程 公 司 昆明 ６ ５ （ １ ￣ ） ３ ３）
摘 要 ：Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 管道属于马氏体型热强钢材质， 焊接工艺要求难度 大 本丈针对该管道焊接工艺开展研 究， 以规 格为， ： Ｄ ３ ３ ５ × ３ ４ ｍ ｍ Ｏ ￣ Ａ ３ ３ ５ Ｐ ９ １ 管道 为试件， 合理设计 焊接 工艺， 介绍了采用手工钨极 氩弧 焊打底和手工电弧焊填 充盖面氩电联 焊工艺的焊前预热、 充氩保 护、 焊后热处理等工艺措施和 参数优化 ， 通过理化试验 对焊接接 头性能
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。
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一、引言
日照电厂一期工程是我国首台无政府担保有限追索融资方式引进两台由美国、德国联合制造的350MW汽轮发电机组。
主蒸汽管道采用A335P91钢，规格为ID380mm×44mm，共计76只焊口。
管道由德国BABCOCK公司供货。
A335P91是一种改进型的9Cr－1Mo钢，其化学成分和机械性能见表1和表3。
A335P91在80年代末和90年代初开始在欧美等国电站中广泛使用，此钢的综合机械性能和焊接接头的性能皆优于X20CrMoV121和P22钢，540℃(105h)其高温蠕变强度146N/mm2,持久极限比X20CrMoV121钢高30 N/mm2,是P22钢的两倍,其可焊性和经济性等综合指标皆优于其它钢种，是目前一种性能比较理想的电站用钢。
表1 A335P91的机械性能表2 焊材的机械性能
表3 A335P91的化学成分
二、焊接工艺试验
1焊接材料和焊接规范的选用
1.1 焊材的选用
A335P91钢首次在山东电站应用，焊材选自德国Thyssen公司，化学成分及机械性能见表2、表4
表4-1 焊丝的化学成分：
表4-2 焊条的化学成分：
1.2 焊接参数的选定
试验管段规格φ234×26，材质为A335P91，坡口为双“V”型。
管道对口间隙为4mm。
我们依据德国DSD公司提供的焊接工艺卡，分别对水平固定和垂直固定的管道进行工艺试验，选取参数如下：
水平固定焊接工艺参数
垂直固定焊接工艺参数
1.3 选定加热参数
焊接加热采用远红外电阻加热自动控温。
焊前预热：预热温度200～300℃，加热速度为200℃/h，保温一小时；焊接的层间温度控制在200～300℃，焊层厚度为3-4mm；焊后热处理：加热速度为200℃/h加热至760℃时，保温2h，冷
却速度为200℃/h ，冷至300℃后自然冷却。
2 试验结果 2.1 机械性能试验
我们对水平和垂直固定的焊件各加工了一组拉伸试样(3个)、冲击试样(3个)、冷弯试样（3个），分别进行了机械性能试验，试验数据如下：
拉伸试验结果
从试验数据分析,抗拉强度已满足要求,但焊缝的塑性较差,冲击功在14～29J 之间，既达不我国电力公司98年天津会议所规定的冲击功≥25J 的标准，也满足不了ASME 标准的要求。
为查明原因，我们对焊件进行了金相和硬度检验,对冲击试样断口进行了扫描电镜分析。
硬度试验结果：
焊缝及HAZ 的硬度值比工艺卡要求的偏高30～50HB 。
2.2金相试验
焊接接头的金相检验结果，组织为 回火索氏体、板条马氏体，未发现宏观 缺陷、微观裂纹及网状组织，说明焊接 材料的选择与使用，预热温度、层间温
度的控制和热处理规范是正确的。
但从 组织分析，原奥氏体晶粒粗大，马氏体
的位向比较明显。
图（一） 3 原因分析
3.1 图片（一）的金相组织是选取水平固定第五层与第六层的交接处,即ф3.2与ф
4.0焊条的交合处。
复查焊接试验记录单，ф3.2焊条选用120-130A 电流进
行焊接，焊接速度为65mm/min 。
ф4.0的焊条选用了150～160A ，焊接速度75mm/min ，焊层厚度为4.1 mm 。
可以看出，焊接电流过高，焊层过厚，促使了奥氏体长大，是产生长板条马氏体的主要原因。
3.2 由于焊后热处理加热速度为200℃/h 至760℃时，保温2h ，加热速度过快，760℃保温时间短，索氏体的形成量并不多，造成焊缝硬度偏高，是接头的冲击及延伸率低的另一方面原因。
三、 解决焊接接头塑性差的措施
据以上分析，解决焊接接头塑性差，提高其冲击值的途径，首先是要严格地控制焊接线能量不超过24KJ/cm ，选用小的焊接规范，控制每一焊层的厚度尽可能薄，控制焊接的层间温度，使其介于230～300℃之间。
其次，焊后热处理加热速度须降低，恒温时间要加长。
1 焊接参数的修改 1.1加热参数的修改
焊前预热：预热温度230～250℃，加热速度为150℃/h ，保温一小时；焊接的层间温度控制在200～300℃，焊层厚度不超过3.0mm ；焊后热处理：加热速度为150℃/h 加热至760℃时，保温4h ，冷却速度为150℃/h ，冷至300℃后自然冷却。
2.2焊接参数的修改
水平固定焊接工艺参数
垂直固定焊接工艺参数
3 重新修订工艺后的试验结果
在其它条件不变的情况下，按新的焊接参数，焊制了新的机械性能试样（共做了9个试样，拉伸3个，冲击6个），结果其σb为608～652Mpa，σs490～535MPa，焊缝硬度值198～210HB，δ为18%～20%，6个冲击试样中仅有一只冲击功为29J外，其余冲击功均≥58J。
从试验结果分析，焊接接头不仅强度指标没有下降，而且其塑性指标大大提高。
焊缝的金相组织为均匀的马氏体和索氏体，见图（二）。
符合DSD提供的工艺卡的要求。
焊缝组织热影响区组织
图（二）
四、结论
通过P91焊接工艺试验，P91的可焊性优于X20CrMoV121。
焊接过程中，应严格地控制焊接参数，主在体现在：选用尽可能小的焊接电流，焊层厚度不超过3mm，焊接层间温度不超过300℃，延长焊后的热处理恒温时间，焊接接头的机械性能完全可以呆以达到工艺卡的要求。
五后述
日照电厂一期工程，主蒸汽管道共计76只焊口。
由于P91焊口返修、挖补非常困难，在焊接过程中，我们加强了焊接过程管理，一方面要求焊工严格执行焊接工艺，另一方面加强焊接过程中的监督检查，从而确保了76只焊口一次探伤合格率达100％。
我本人有幸参入了日照工程P91材料的工艺试验及现场焊接的全过程，下面就P91焊接过程谈谈本人的体会。
（一）、现场施工的质量控制
1、P91钢属空冷马氏体钢，因此施工过程中应采取措施，防止冷裂纹和再热裂纹的产生。
一方面优化焊条的烘焙，控制焊条的烘焙温度和升温速度，以消除焊条中潜在的氢含量对焊缝质量的影响。
二是采取规范的预热和焊后热处理，针对日照现场环境比较潮湿的特点，适当降低焊接过程及焊后热处理的升温和冷却速度，焊后冷至150～100℃，立即更换炉具，进行热处理，以防止冷裂纹的产生。
三是
选择适当的焊接电流，以防止出现弧坑裂纹。
四是要及时、干净清理每一层焊渣，确保每一只焊口不出现夹渣缺陷。
2、由于A335P91的焊接工艺要求严格，现场施工中因防风、充氩保护及热
处
理等环境因素与工艺试验不同，因此现场施工的焊口，从对口质量、焊接层间温度、各层的焊接电流、热处理及无损探伤全过程设专人监督，并认真做好施工记录。
保证每一只焊口均按工艺试验参数施焊，从而确保了每一只焊口的质量。
（二）、无损探伤
1、焊口的探伤采用超声波。
在检查第一只焊口时，发现根部出现一种反射波，它基本上与透度波相粘连，当找到其最大反射波时，其处在对应于焊缝中心线2～3mm的焊角处。
其波型又不同于未焊透、未熔合及内凹。
为查明原因，我们利用内窥镜对焊缝根部进行了检查，发现根部有一条比较园滑的沟，我们称其为收缩沟。
为解决此问题，对现场管道增加打底层厚度至3.0～3.5mm，同时尽量减少次层的焊接电流和焊层厚度，再次探伤，未发现类似的缺陷。
2、对工艺试验焊口探伤中，发现局部位置根部反射波前后出现一些鳞状波。
当时我们怀疑是密集型气孔，随后我们补做了γ探伤，未出现密集气孔的迹象。
查试验记录分析原因，怀疑是由于焊接电流偏高，造成晶粒太大而出现的晶间反射。
当检查小能量焊接参数的焊口，鳞状反射波消失，证明了我们判断的正确性。
（三）、P91的经济性
由于A335P91的高温持久强度是A335P22近两倍，故其设计规格要相对减少。
下面就我们承建的日照电厂和潍坊电厂主蒸汽材料进行比较：
通过以上数据，经济效益无论从管道重量和劳动强度均优于A335P22钢，是目前设计首选电站用钢。