| 電力行業(yè)新型耐熱鋼的焊接現(xiàn)狀 |
| 時(shí)間：2012/5/7 點(diǎn)擊數(shù)：2016 |
一、前言 鍋爐機(jī)組參數(shù)的提高依賴于新型鋼材的出現(xiàn)。世界各國(guó)在六十年代有過(guò)提高機(jī)組參數(shù)的嘗試，后因?yàn)殇摬膯?wèn)題又都陸續(xù)將參數(shù)退回到了540℃左右這一典型參數(shù)。直到九十年代，以T/P91鋼為標(biāo)志的新型耐熱鋼的出現(xiàn)，機(jī)組參數(shù)的提高才成為可能。這些新型耐熱鋼的出現(xiàn)，是焊接工作者的新課題。 二、我國(guó)超超臨界機(jī)組新型耐熱鋼的焊接 我國(guó)電站中應(yīng)用新型9Cr-1MoVNb鋼(P91)在九十年代中期，經(jīng)過(guò)十余年的摸索，對(duì)該鋼材的焊接有了較深刻的了解，據(jù)此也認(rèn)識(shí)到新型耐熱鋼的一些焊接特點(diǎn)，為我國(guó)鍋爐機(jī)組參數(shù)的提高積累了一些經(jīng)驗(yàn)。2006年投產(chǎn)的華能浙江玉環(huán)發(fā)電廠單機(jī)容量1000MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組中，除去T/P91鋼外，還使用了P92鋼、Super304H鋼、HR3C鋼等，其中，Super304H鋼和HR3C鋼屬于奧氏體耐熱鋼，其焊接只局限在鍋爐制造廠，鍋爐安裝現(xiàn)場(chǎng)焊接工作中焊接T/P91鋼和P92鋼都屬于鐵素體耐熱鋼，是目前電力行業(yè)焊接工藝進(jìn)步和取得突破的重點(diǎn)，以下簡(jiǎn)單介紹它們的焊接。 1、T/P91鋼的焊接 T/P91鋼是ASME標(biāo)準(zhǔn)SA213-T91/SA335-P91鋼的簡(jiǎn)稱(chēng)，是八十年代美國(guó)的樹(shù)嶺試驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的新型耐熱鋼，稱(chēng)為9Cr-1MoVNb鋼。9Cr-1MoVNb鋼的焊接經(jīng)我國(guó)電力行業(yè)多年的研究與應(yīng)用，其性能與焊接特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)： (1)對(duì)焊接熱輸入極為敏感。 9Cr-1MoVNb鋼的焊接過(guò)程的熱輸入包括兩方面，即預(yù)熱和層間溫度、焊接熱輸入量。①預(yù)熱和層間溫度，理論上應(yīng)保證在300℃以下，實(shí)際焊接中控制得更低些為好。有資料證明，預(yù)熱和層間溫度對(duì)焊接接頭的室溫沖擊韌性關(guān)系密切，當(dāng)保持在350~380℃時(shí)，室溫沖擊值在28~50J之間；而保持在250℃左右時(shí)，室溫沖擊值可以達(dá)到60~100J(標(biāo)準(zhǔn)值為41J)。②焊接熱輸入量(舊稱(chēng)焊接線能量)，應(yīng)該控制在25J/cm以下，當(dāng)焊接熱輸入量大于此值或更高時(shí)，室溫沖擊值將不會(huì)達(dá)到41J的標(biāo)準(zhǔn)。 (2)對(duì)焊接熱處理敏感。 9Cr-1MoVNb鋼的合金元素含量較高，需要進(jìn)行焊后熱處理，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理溫度為760℃±10℃。由于9Cr-1MoVNb鋼是多元素強(qiáng)化，該鋼理論AC1溫度在800~830℃之間，其下限距標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理溫度上限比較接近，熱處理過(guò)程的允許偏差就有可能超過(guò)鋼材的AC1溫度。與此同時(shí)，在9Cr-1MoVNb鋼焊接接頭的熱處理工作中，還有焊接材料的AC1溫度問(wèn)題同樣影響接頭性能，現(xiàn)有的焊接材料為了獲得較好的工藝性能和較好的接頭塑韌性，都在材料中加入鎳，鎳元素是擴(kuò)大奧氏體區(qū)元素，會(huì)降低焊縫的AC1溫度，使熱處理更具危險(xiǎn)。實(shí)踐證明，當(dāng)焊后熱處理溫度超過(guò)AC1溫度時(shí)，室溫沖擊韌性急劇下降，沖擊值甚至有不到10J的情況。 (3)不同焊接材料獲得的結(jié)果懸殊。電力行業(yè)應(yīng)用9Cr-1MoVNb鋼已經(jīng)多年，前期使用的焊接材料幾乎都靠進(jìn)口，主要有英國(guó)的曼徹特、德國(guó)的蒂森、日本的神鋼、法國(guó)的薩福、瑞士的奧林康和奧地利的伯樂(lè)等，近年來(lái)，國(guó)家電力建設(shè)研究生產(chǎn)的“科建牌”也在應(yīng)用，上海電力修造總廠也生產(chǎn)出9Cr-1MoVNb鋼使用的焊接材料。經(jīng)驗(yàn)證明，這些焊接材料的性能懸殊很大，特別是AC1溫度差別很大，這就要求焊接工作者一定要關(guān)注這一點(diǎn)，特別是選定焊接材料后，一定要研究廠家的說(shuō)明書(shū)，否則，焊接接頭發(fā)生問(wèn)題的責(zé)任將要自己承擔(dān)。如某進(jìn)口焊接材料熱處理溫度在760℃時(shí)，恒溫4小時(shí)；750℃時(shí)，恒溫8小時(shí)，這一參數(shù)與DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程推薦的參數(shù)相差很多。 (4)改變了焊接觀念。 在焊接常規(guī)耐熱鋼時(shí)，預(yù)熱和層間溫度和焊接熱輸入量是重要參數(shù)，但對(duì)材料沖擊韌性的影響，遠(yuǎn)不如新型耐熱鋼這樣大。這種情況的出現(xiàn)，使焊接工藝的概念有了根本性的變化。過(guò)去談到焊接工藝，往往指焊接操作工藝，今天的新型耐熱鋼焊接工藝，往往與操作工藝無(wú)關(guān)，而主要指對(duì)焊接參數(shù)和工藝要求。與此同時(shí)，焊接檢驗(yàn)的觀念也帶來(lái)變化，即：經(jīng)過(guò)焊接檢驗(yàn)合格的焊接接頭，其性能不見(jiàn)得是合格的。也就是說(shuō)，當(dāng)焊接或焊后熱處理參數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，導(dǎo)致的焊接接頭室溫沖擊韌性不合格是不能被現(xiàn)有的焊接檢驗(yàn)手段在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)出來(lái)的。所以，新型耐熱鋼的焊接過(guò)程在現(xiàn)代質(zhì)量管理中被稱(chēng)為“需要確認(rèn)的過(guò)程”，這種過(guò)程的實(shí)現(xiàn)必須進(jìn)行焊接質(zhì)量影響因素的預(yù)先鑒定和確認(rèn)，包括人、機(jī)、料、法、環(huán)諸方面，這種“預(yù)先”也就是指焊接質(zhì)量控制的時(shí)機(jī)必須提前，必須實(shí)施全過(guò)程控制。 9Cr-1MoVNb鋼的焊接在電力行業(yè)有較為完整的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，即：二○○二年十月國(guó)家電力公司電源建設(shè)部頒發(fā)的《T91/P91鋼焊接工藝導(dǎo)則》和DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程。 2、P92鋼的焊接 繼T/P91鋼以后，日本于九十年代開(kāi)始對(duì)T/P91鋼實(shí)施改進(jìn)，以期進(jìn)一步提高蠕變斷裂強(qiáng)度和使用溫度，1996年至1998年開(kāi)發(fā)出了9Cr-0.5Mo-2W為主要成分的NF616鋼，后納入ASTM和ASME標(biāo)準(zhǔn)。在ASTM中，NF616鋼的編號(hào)為ASMESA213T92、ASMESA335P92，在歐洲的編號(hào)為X10CrMoWVNb9-2，在日本的編號(hào)為STBA29和STPA-29。 與T/P91鋼相比，它們的抗腐蝕性和抗氧化性相同，但是具有更高的高溫強(qiáng)度和蠕變性能。與TP347H相比，價(jià)格低廉，且熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱率高和抗疲勞性能強(qiáng)，可加工性和可焊性好。 自P92鋼納入ASME并進(jìn)入火力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域以來(lái)，世界范圍內(nèi)應(yīng)用并不是很廣，歐洲九十年代只在丹麥和德國(guó)的5個(gè)發(fā)電廠有應(yīng)用，而日本則只在三個(gè)發(fā)電廠應(yīng)用。國(guó)內(nèi)第一臺(tái)采用P92鋼的火力發(fā)電機(jī)組是浙江玉環(huán)發(fā)電廠，自此拉開(kāi)我國(guó)應(yīng)用P92鋼的序幕。截至今天，我國(guó)超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的鍋爐聯(lián)箱和蒸汽管道幾乎都使用了P92鋼，國(guó)內(nèi)的火電建設(shè)單位也有十幾家完成了焊接工藝評(píng)定。 由于合金元素含量近似，T/P92鋼的焊接特點(diǎn)、要求與T/P91鋼近似，但從目前進(jìn)行的焊接工藝評(píng)定過(guò)程發(fā)現(xiàn)，T/P92鋼的焊接工藝裕度比T/P91鋼要小，對(duì)焊接參數(shù)的要求比T/P91鋼還要嚴(yán)格，也更要注意焊接和焊后熱處理參數(shù)的嚴(yán)格控制及焊接材料廠家的選定。 電力行業(yè)對(duì)T/P92鋼的進(jìn)入給予了高度重視，由焊接學(xué)會(huì)組織的研討會(huì)議召開(kāi)多次，并準(zhǔn)備制定T/P92鋼的焊接工藝導(dǎo)則指導(dǎo)安裝現(xiàn)場(chǎng)的焊接工作。現(xiàn)將T/P92鋼的焊接要求大大致介紹如下： 1、坡口制備及組對(duì)要求 (1)對(duì)于壁厚不小于40mm且不大于的78mm焊口推薦采用DL/T869表1序號(hào)4的雙V形坡口；對(duì)于壁厚超過(guò)78mm的焊口，推薦采用DL/T869表1序號(hào)6的綜合形坡口。 (2)對(duì)口間隙宜小不宜大。 (3)應(yīng)采取措施確保對(duì)口的錯(cuò)口值不超過(guò)1mm。 (4)對(duì)口定位焊可采用普通鋼材表面堆焊不少于4mm厚的P92鋼焊材的定位塊，定位焊應(yīng)該在預(yù)定的預(yù)熱條件下進(jìn)行。 2、焊接工藝 (1)預(yù)熱溫度推薦為(150～200)℃。 (2)采用焊條電弧焊的施焊過(guò)程中，層間溫度不宜超過(guò)250℃；采用埋弧焊方法焊接時(shí)，其道間溫度也不宜超過(guò)250℃，否則應(yīng)在焊后采用部件整體爐內(nèi)調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理參數(shù)應(yīng)與鋼材的調(diào)質(zhì)處理參數(shù)相同。 (3)對(duì)于壁厚超過(guò)40mm的焊口的根層焊接推薦采用鎢極氬弧焊方法，焊接2層，總厚度為(3～5.5)mm。 (4)采用焊條電弧焊進(jìn)行填充和蓋面的，推薦采用直徑為3.2mm的焊條焊接，焊接電流為(110～125)A。每根完整的焊條所焊接的焊縫長(zhǎng)度與該焊條的熔化長(zhǎng)度之比應(yīng)大于50%。 (5)除非確有必要，不推薦安排后熱處理。后熱處理應(yīng)該在焊件溫度降至100℃，保溫1小時(shí)進(jìn)行。 (6)焊后熱處理應(yīng)該在焊件溫度降至100℃，保溫1小時(shí)后立即進(jìn)行。推薦焊后熱處理參數(shù)為：a)以200℃/h的加熱速度升溫至500℃，此后按照100℃/h升溫至770(+0，-5)℃；b)保溫時(shí)間的計(jì)時(shí)時(shí)刻為任一測(cè)溫?zé)犭娕歼_(dá)到設(shè)定的溫度值。恒溫時(shí)間以壁厚每8mm，1小時(shí)計(jì)算，且不少于1.5小時(shí)。c)降溫速度為150℃/h，當(dāng)焊件溫度降到300℃時(shí)可不控制，自然冷卻至室溫。 、質(zhì)量控制與檢驗(yàn) (1)P92鋼的焊接施工應(yīng)該根據(jù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和本規(guī)定制定詳細(xì)的作業(yè)指導(dǎo)文件，并對(duì)工作所涉及崗位人員進(jìn)行技術(shù)交底。 (2)推薦采用加強(qiáng)焊工培訓(xùn)，嚴(yán)格工藝紀(jì)律，杜絕焊工隨意調(diào)整工藝的情況，以旁站監(jiān)督的方式，嚴(yán)格控制焊接工藝來(lái)確保焊接接頭的質(zhì)量。 (3)對(duì)于壁厚超過(guò)70mm的焊口，在滿足(2)的規(guī)定，并得到工程焊接監(jiān)理的確認(rèn)的條件下，推薦采用從預(yù)熱到焊接熱處理一次連續(xù)完成的作業(yè)程序，否則，應(yīng)該安排中間無(wú)損檢驗(yàn)。 (4)P92鋼的焊接施工應(yīng)該具備緊急預(yù)案和措施，防止意外失電導(dǎo)致焊接或焊接熱處理中斷。 三、現(xiàn)場(chǎng)T/P91和T/P92鋼焊接要點(diǎn) 綜合上述T/P91和T/P92鋼焊接要求，現(xiàn)將這類(lèi)鐵素體耐熱鋼的焊接要點(diǎn)總結(jié)分析如下： 1、鋼材的焊接性 這類(lèi)鐵素體耐熱鋼都采用先進(jìn)的冶煉和軋制技術(shù)，鋼材的純凈度得到極大提高(如S、P含量在千分級(jí))；多元素強(qiáng)化，成分控制嚴(yán)格；在強(qiáng)化機(jī)理方面采用了固溶強(qiáng)化、高位錯(cuò)密度強(qiáng)化、鐵素體晶內(nèi)的析出強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化、加入防止M23C6的粗大化和防止向M6C轉(zhuǎn)變?cè)氐榷喾N手段，鋼的高溫性能、常溫沖擊韌性與焊接性較早期的P9、F11、F12好得多。但是畢竟屬高合金鋼，還是要預(yù)熱到150℃以上再開(kāi)始焊接。 2、焊后熱處理的要點(diǎn) 這類(lèi)鐵素體耐熱鋼希望獲得全部的回火馬氏體組織，焊后熱處理參數(shù)極為重要，要從兩方面注意。 (1)冷卻到100-150℃，保持1-2小時(shí)，保證過(guò)冷奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體后再升溫開(kāi)始焊后熱處理，這與早期的P9、F11、F12的要求是一樣的。 (2)在采用多元素強(qiáng)化的過(guò)程中，往往添加Ni來(lái)提高室溫塑韌性，而Ni與鋼材中必有的Mn共同作用下回使焊縫金屬的AC1下降，有時(shí)會(huì)下降到危險(xiǎn)的程度(DL/T869推薦值為760℃±10℃)，如：某進(jìn)口焊接材料AC1的實(shí)測(cè)值已經(jīng)下降到768℃，因此，在制定焊后熱處理參數(shù)時(shí)必須要參照焊接材料制造商的說(shuō)明書(shū)。 3、焊接熱輸入量(焊接線能量) 由于采用多種方法使鋼材的綜合性能獲得極大提高，使這類(lèi)鋼的焊接形成全新的局面，即①無(wú)論采用何種措施，焊縫金屬的綜合性能都將達(dá)不到母材的性能指標(biāo)；②現(xiàn)有的焊后檢驗(yàn)手段(無(wú)損檢測(cè))無(wú)法證明焊縫金屬綜合性能合格。因此，必須嚴(yán)格控制焊接過(guò)程。 (1)焊接規(guī)范參數(shù)。必須采用小的焊接熱輸入量，經(jīng)驗(yàn)證明，T/P91鋼不超過(guò)25J/cm、T/P92鋼不超過(guò)20J/cm為好。此時(shí)特別要注意，小的焊接熱輸入量不單指小的焊接電流，如果一味采用小的焊接電流，將會(huì)在焊縫中形成未熔合等缺陷，反而不好，國(guó)內(nèi)就有電力行業(yè)單位吃過(guò)虧。正確有效的做法是提高焊接速度減薄單道焊厚度。 (2)預(yù)熱和層間溫度。這類(lèi)鋼的MS點(diǎn)在400℃左右，控制焊接熱輸入量也包括控制預(yù)熱和層間溫度。必須使每一焊道的溫度降至300℃以下時(shí)，才可以焊接下一道焊縫。經(jīng)驗(yàn)證明，如果降到更低溫度，可以獲得更好的室溫沖擊韌性，但要與生產(chǎn)效率綜合考慮。這一現(xiàn)象的機(jī)理至今還不很清楚，這是許多單位的經(jīng)驗(yàn)證明，也被波蘭焊接工作者所報(bào)道。 附《T91/P91鋼焊接工藝導(dǎo)則》 1、制訂依據(jù) 本導(dǎo)則是根據(jù)電力工業(yè)焊接有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、技術(shù)條件和相關(guān)資料，以國(guó)家電力公司火電建設(shè)部制訂的“T91/P91鋼管焊接工藝暫行規(guī)定”為版本，結(jié)合近年來(lái)積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了修訂。 2、適用范圍 2.1本導(dǎo)則適用于火力發(fā)電設(shè)備，以T91/P91鋼管及與其它鋼種相連接的各類(lèi)焊接接頭的制作、安裝、檢修工程的焊接工作。 2.2適用于手工鎢極氬弧焊和焊條電弧焊的焊接方法。 3、總則 3.1 T91/P91鋼的焊接工藝評(píng)定，應(yīng)遵守SD340-89《火力發(fā)電廠焊接工藝評(píng)定規(guī)程》(現(xiàn)為DL/T868-2004焊接工藝評(píng)定規(guī)程，下同。編者注)的規(guī)定，并以確定焊接工藝，編制作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。 3.2焊接T91/P91鋼焊工技術(shù)能力的驗(yàn)證，應(yīng)按DL/T679-1999《焊工技術(shù)考核規(guī)程》的規(guī)定考核，取得合格證書(shū)后，方可參加焊接工作。 3.3焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)遵照DL/T820-2002和DL/T821-2002兩本檢驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合DL5007-92(現(xiàn)為DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程，下同。編者注)規(guī)定。 3.4對(duì)國(guó)外引進(jìn)設(shè)備的T91/P91鋼焊接工作，應(yīng)按合同規(guī)定進(jìn)行，如無(wú)規(guī)定時(shí)，其焊接工藝評(píng)定、焊工技術(shù)考核、焊接工程的技術(shù)規(guī)定和焊接質(zhì)量檢驗(yàn)等均應(yīng)執(zhí)行電力工業(yè)焊接相關(guān)規(guī)程和本導(dǎo)則規(guī)定。 3.5焊接T91/P91鋼的場(chǎng)所其環(huán)境溫度和條件以及防護(hù)設(shè)施應(yīng)符合DL5007-92的規(guī)定。 3.6實(shí)施T91/P91鋼焊接工作應(yīng)遵守國(guó)家和電力工業(yè)安全、防火、環(huán)保和施焊中其它相關(guān)條件的有關(guān)規(guī)定。 4、焊接機(jī)具和焊接材料 4.1焊接T91/P91鋼的焊接設(shè)備，應(yīng)選用焊接特性良好、穩(wěn)定可靠的逆變式或整流式焊機(jī)。其容量應(yīng)滿足焊接規(guī)范參數(shù)的要求。 4.2氬弧焊工器具 4.2.1氬弧焊槍選用氣冷式。 4.2.2氬氣減壓流量計(jì)應(yīng)選擇氣壓穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活的表計(jì)，其產(chǎn)品質(zhì)量和特性應(yīng)符合國(guó)家或部頒標(biāo)準(zhǔn)。 4.2.3輸送氬氣的管線應(yīng)選用質(zhì)地柔軟、耐磨和無(wú)裂痕的膠管，且無(wú)漏氣現(xiàn)象。 4.2.4氬弧焊導(dǎo)電線應(yīng)采用柔軟多股銅線，其壞蛋夾具應(yīng)接觸良好。 4.3焊條電弧焊工器具 4.3.1焊機(jī)引出電纜線可選用截面為50mm2焊接專(zhuān)用銅芯多股橡皮電纜；連接焊鉗的把線，可選用截面為25mm2焊接專(zhuān)用銅芯多股橡皮軟電纜。電纜線外皮絕緣應(yīng)良好、無(wú)破損。 4.3.2選用的焊鉗應(yīng)輕巧、接觸良好不易發(fā)熱，且便于焊條的更換。 4.3.3測(cè)量坡口和焊縫尺寸時(shí)，應(yīng)采用專(zhuān)用的焊口檢測(cè)器。 4.3.4修整接頭和清理焊渣、飛濺，宜采用小型輕便的砂輪機(jī)。 4.4焊接材料 4.4.1選用的氬弧焊絲、焊條應(yīng)與鋼材匹配。選用中應(yīng)注意化學(xué)成分的合理性，以獲得優(yōu)良的焊縫金屬成分、組織和力學(xué)性能，并要求工藝性能良好。 4.4.2氬弧焊絲、焊條、氬氣和鎢極等焊接材料的質(zhì)量，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。如需考察其工藝性能，必要時(shí)，可進(jìn)行焊接材料的工藝性能試驗(yàn)。 4.4.3氬弧焊絲使用前應(yīng)除去表面油、垢等臟物。焊條除按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保管外，于使用前按使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定，置于專(zhuān)用的烘焙箱內(nèi)進(jìn)行烘焙。推薦的烘焙參數(shù)為：溫度350~400℃，時(shí)間或~2小時(shí)，使用時(shí)，應(yīng)放在80~120℃的便攜式保溫筒內(nèi)隨用隨取。 4.4.4氬氣使用前應(yīng)檢查瓶體上有無(wú)出廠合格證明，以驗(yàn)證其純度是否符合國(guó)家或部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 4.4.5氬弧焊用的鎢極宜選用鈰鎢極或鑭鎢極，直徑為Ф2.5mm。鎢極于使用前切成短段，并在其端頭處磨成適于焊接的尖錐體。 5、焊前準(zhǔn)備 5.1坡口制備 5.1.1坡口形狀和尺寸按設(shè)計(jì)圖紙和供貨方提供的資料加工。 5.1.2坡口加工應(yīng)采用機(jī)械法，坡口修整時(shí)，可使用角向砂輪機(jī)等輕便工具。 5.1.3坡口及其內(nèi)外壁兩側(cè)15~20mm范圍內(nèi)應(yīng)將油、漆、垢和氧化皮等雜物清理干凈，直至露出金屬光澤。 5.1.4為保持管子內(nèi)壁齊平，遇有管子內(nèi)壁錯(cuò)口值超過(guò)1mm或兩側(cè)壁厚不同時(shí)，應(yīng)按DL5007-92規(guī)定處理。 5.2對(duì)口裝配 5.2.1對(duì)口裝配前應(yīng)認(rèn)真檢查被焊接部位及其邊緣20mm范圍內(nèi)有無(wú)不允許缺陷(裂紋、重皮等)，確認(rèn)無(wú)缺陷后方可組裝。 5.2.2對(duì)口裝配時(shí)，應(yīng)選定管子的支撐點(diǎn)，并墊置牢固，以防焊接過(guò)程中產(chǎn)生位移和變形。 5.2.3對(duì)接管口端面應(yīng)與管子中心線垂直，其偏斜度△f不得超表1的規(guī)定。 5.2.4嚴(yán)禁在管子上焊接臨時(shí)支撐物。 5.3對(duì)口點(diǎn)固焊 5.3.1點(diǎn)固焊用的焊接材料、焊接工藝和選定的焊工技術(shù)條件應(yīng)與正式焊接時(shí)相同。 5.3.2點(diǎn)固焊和施焊過(guò)程中，不得在管子表面引燃電弧試驗(yàn)電流。 5.3.3小徑薄壁管點(diǎn)固焊時(shí)，可在坡口內(nèi)直接點(diǎn)固，點(diǎn)固焊不少于2點(diǎn)；大徑厚壁管點(diǎn)固焊時(shí)，可采用“定位塊”法點(diǎn)固在坡口內(nèi)，見(jiàn)圖書(shū)館，點(diǎn)固焊不少于3點(diǎn)，點(diǎn)固焊用的“定位塊”應(yīng)選用含碳量小于0.25%鋼材為宜。 5.3.4焊接過(guò)程中，施焊至“定位塊”處時(shí)，應(yīng)將“定位塊”除掉，并將焊點(diǎn)用砂輪機(jī)磨掉，不得留有焊疤等痕跡。并以肉眼或低倍放大鏡檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋等缺陷后，方可繼續(xù)施焊。 6、焊接工藝 6.1 T91/P91鋼必須嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)評(píng)定合格的工藝所編制的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定進(jìn)行施焊。為使焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)嚴(yán)格實(shí)施，強(qiáng)化工藝紀(jì)律，必要時(shí)，應(yīng)對(duì)該類(lèi)鋼材焊接全過(guò)程進(jìn)行完整的監(jiān)控，以保證焊接質(zhì)量。 6.2 T91鋼管及P91小徑薄壁鋼管推薦采用全氬弧焊方法；P91鋼大徑厚壁管采用氬弧焊打底、焊條電弧焊填充及蓋面的組合焊接方法。 6.3氬弧焊(Ws)打底焊接 6.3.1為防止根層焊縫金屬氧化，氬弧焊打底及焊條填充第一層焊道時(shí)，應(yīng)在管子內(nèi)壁充氬氣保護(hù)。 6.3.2充氬保護(hù)可參照下列要求進(jìn)行：a、充氬保護(hù)范圍以坡口中心為準(zhǔn)，每側(cè)各200~300mm處，以可溶紙或其它可溶材料，用耐高溫膠帶粘牢，做成密封氣室。b、采用“氣針”從坡口間隙或“探傷孔”中插入進(jìn)行充氬，開(kāi)始時(shí)流量可為10~20L/min，施焊過(guò)程中流量應(yīng)保持在8~10L/min。 6.3.3氬弧焊打底時(shí)，焊接規(guī)范參數(shù)推薦如下：焊絲選用Ф2.5mm，鎢極為Ф2.5mm，氬氣流量為10~15L/min。焊前預(yù)熱溫度為100~150℃，焊接電弧電壓為10~14V，焊接電流為80~110A，焊接速度為55~60mm/min。 6.3.4氬弧焊打底的焊層厚度控制在2.8~3.2mm范圍內(nèi)。 6.4焊條電弧焊(Ds)填充、蓋面焊接 6.4.1施焊前的預(yù)熱溫度推薦為200~300℃。寬度以坡口邊緣算起每側(cè)不少于壁厚的3倍，預(yù)熱力求均勻。對(duì)于壁厚大于10mm的管子應(yīng)采用電加熱方法進(jìn)行。 6.4.2小徑薄壁管最低焊接層數(shù)為2層，大徑厚壁管應(yīng)采取多層多道焊接。 6.4.3施工過(guò)程中，應(yīng)注意層間溫度的保持，推薦的層間溫度為200~300℃。 6.4.4為保證后一焊道對(duì)前一焊道起到回火作用，焊接時(shí)每層焊道厚度的控制約為焊條直徑。 6.4.5焊條擺動(dòng)的幅度，最寬不得超過(guò)焊條直徑的4倍。 6.4.6大徑厚壁管水平固定焊蓋面層的焊道布置，焊接一層至少三道焊縫，中間以有一“退火時(shí)道”為宜，以利于改善焊縫金屬組織和性能，焊道布置見(jiàn)圖2。 6.4.7焊條電弧焊各層焊道的主要工藝參數(shù)參考值見(jiàn)表2。 6.4.8為減少焊接應(yīng)力與變形，直徑>194mm的管道和鍋爐密集排管(管子間距≤30mm)的焊口，宜采用兩人對(duì)稱(chēng)焊接。同時(shí)，注意到不得兩人同時(shí)在一處收頭，以免局部溫度過(guò)度影響施焊質(zhì)量。 6.4.9焊接中應(yīng)將每層焊道接頭錯(cuò)開(kāi)10~15mm，同時(shí)注意盡量焊得平滑，便于清渣和避免出現(xiàn)“死角”。 6.4.10焊工操作技術(shù)要熟練，認(rèn)真觀察熔化狀態(tài)，注意熔池和收尾接頭質(zhì)量，以避免出現(xiàn)弧坑裂紋。 6.4.11每層每道焊縫焊接完畢后，應(yīng)用砂輪機(jī)或鋼絲刷將焊渣、飛濺等雜物清理干凈(尤其注意中間接頭和坡口邊緣)，經(jīng)自檢合格后，方可焊接次層。 6.4.12焊縫整體焊接完畢，應(yīng)將焊縫表面焊焊渣、飛濺清理干凈，自檢合格后，做出代表焊工本人的標(biāo)記，并應(yīng)按工藝規(guī)定要求進(jìn)行焊后熱處理。 7、焊后熱處理 7.1當(dāng)焊縫整體焊接完畢，對(duì)T91鋼和P91鋼小徑薄壁管的焊接接頭可冷卻至室溫，而對(duì)P91鋼大徑厚壁管的焊接接頭冷卻到100~200℃時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理。 7.2當(dāng)焊接接頭不能及時(shí)進(jìn)行熱處理時(shí)，應(yīng)于焊后立即做加熱溫度為350℃、恒溫時(shí)間為1小時(shí)的焊后熱處理。 7.3焊接接頭的焊后熱處理，應(yīng)采用高溫回火。 7.4焊后熱處理的升、降溫速度以≤150℃/h為宜，降溫至300℃以下時(shí)，可不控制，在保溫層內(nèi)冷卻至室溫。 7.5 T91/P91鋼焊后熱處理加熱溫度為760±10℃。對(duì)于T91/P91鋼與珠光體、貝氏體負(fù)的異種焊接接頭，加熱溫度應(yīng)按兩側(cè)鋼材及所用焊絲、焊條等綜合確定，不應(yīng)超過(guò)合金成分含量低材料的下臨界點(diǎn)AC1。 7.6恒溫時(shí)間：P91鋼焊接接頭按壁厚每25mm，1小時(shí)計(jì)算，但最少不得小于4小時(shí)；對(duì)T91鋼焊接接頭可按壁每毫米，5分鐘計(jì)算，且不小于0.5小時(shí)。 7.7為保證焊后熱處理質(zhì)量，熱處理的加熱寬度、保溫層寬度和厚度應(yīng)符合DL/T819-2002的規(guī)定。 7.8焊接熱處理過(guò)程曲線(P、W、H、T)參見(jiàn)圖形。 8、質(zhì)量檢驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn) 8.1焊工自檢和專(zhuān)檢均應(yīng)重視焊接接頭外觀質(zhì)量，除焊縫均整、尺寸符合規(guī)定外，應(yīng)盡量消除咬邊缺陷，以減緩焊接接頭應(yīng)力水平。 8.2外觀符合規(guī)定的焊接接頭，方可按規(guī)定比例進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)。 8.3壁厚≥70mm管子焊口，焊至20~25mm時(shí)，應(yīng)停止焊接，立即進(jìn)行后熱處理，然后做“RT”或“UT”探傷檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后，再按作業(yè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定程序施焊完畢。 8.4管道上開(kāi)有探傷孔做100%“RT”檢驗(yàn)，如無(wú)探傷孔則做100%“UT”檢驗(yàn)。 8.5焊接接頭熱處理完畢，應(yīng)做100%硬度測(cè)定，測(cè)定部位為焊縫區(qū)和熱影響區(qū)(異種鋼為兩側(cè)，同種鋼可選一側(cè))，每個(gè)部位測(cè)定不少于三點(diǎn)。硬度測(cè)定平均值的標(biāo)準(zhǔn)不超過(guò)母材的布氏硬度加100HB，且應(yīng)≤350HB為合格。 9、焊縫返修 9.1焊接接頭外觀檢查不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，輕者打磨焊補(bǔ)，嚴(yán)重者應(yīng)割掉重新焊接。 9.2經(jīng)無(wú)損檢驗(yàn)不合格的焊接接頭，其缺陷可進(jìn)行焊補(bǔ)，但必須在確認(rèn)缺陷已經(jīng)徹底消除的基礎(chǔ)上，按正常焊接工藝或焊補(bǔ)工藝規(guī)定進(jìn)行。 9.3返修焊補(bǔ)的焊接接頭，一般同一焊口不得超過(guò)兩次，否則應(yīng)割掉重新對(duì)口焊接。 9.4返修焊補(bǔ)的焊接接頭，必須重新進(jìn)行焊后熱處理和無(wú)損檢驗(yàn)。 本篇文章來(lái)源于“中國(guó)金屬加工在線”轉(zhuǎn)載請(qǐng)以鏈接形式注明出處網(wǎng)址：www.mw1950.com/html/200806/0627/200806271404561086.shtml |
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