超临界锅炉元部件的焊接及制造工艺PPT学习教案

1、会计学1超临界锅炉元部件的焊接及制造工艺超临界锅炉元部件的焊接及制造工艺第1页/共73页第2页/共73页 元素元素CMnSiSPCrMoVNiNbNAlASME0.08-0.12 0.30-0.60 0.20-0.500.0100.0208.0-9.500.85-1.05 0.18-0.250.400.06-0.10 0.03-0.070.04T/P91钢是为了填补珠光体耐热钢和奥氏体耐热钢之间600650 温度区域使用的新汽水管道用钢，属于马氏体耐热钢, 其最高使用温度为650 ，实际上是在原9Cr-1Mo钢基础上加进V，Nb，N等强化元素，形成一种变质新钢种。添加N元素可以起到固溶强化及弥

2、散强化的作用.将Cr元素质量百分数提高至9%以上可显著提升T/P91钢的高温抗氧化性及抗腐蚀能力。V和Nb皆是强碳化物形成元素，有很强的弥散强化作用。加入Mo可起到固溶强化作用。 2、常温力学性能标准Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A(%)硬度(HB) ASME41558520250第3页/共73页元素CMnSiSPCrNiCuNbNAlBASME0.07 0.131.000.300.0100.03017.0 19.07.5 10.52.5 3.50.30 0.600.05 0.120.003 0.0300.001 0.010 20世纪80年代末，日本住友公司在ASME SA213-TP30

3、4H基础上，通过降低Mn的含量上限，加入约3%的Cu、约0.45%的Nb和一定量的N，使该钢在服役时产生微细弥散、沉淀于奥氏体晶内的富Cu相，该富Cu相与NbC、 NbN 、 NbCrN和M23C6一起产生极佳的强化作用，而开发得到的很高许用应力的一种新的经济型18-8奥氏体不锈钢。1、化学成分2、常温力学性能标准Rp0.2（MPa）Rm（MPa）A(%)硬度（HB） ASME23559030219第4页/共73页第5页/共73页第6页/共73页第7页/共73页 部件名称部件名称根部焊道根部焊道其它焊道其它焊道P10MPa10MPa、6mm6mm的锅炉受热面管子的锅炉受热面管子TIGTIG/S

4、MAWP10MPa10MPa、6mm6mm管子和管件管子和管件TIGTIG/SMAW P4MPa4MPa、t450t450的的管道管道TIGTIG/SMAW再热蒸汽冷、热段管道及旁路再热蒸汽冷、热段管道及旁路TIGSMAW汽轮机、发电机冷却、润滑系统管道及燃油管道汽轮机、发电机冷却、润滑系统管道及燃油管道TIGTIG/SMAWP10MPa10MPa、6mm6mm的中低压锅炉受热面管子的中低压锅炉受热面管子TIGTIG/SMAW其它管道（非强制性要求）其它管道（非强制性要求）TIGSMAW第8页/共73页第9页/共73页第10页/共73页第11页/共73页第12页/共73页第13页/共73页第1

5、4页/共73页第15页/共73页-同种钢焊接同种钢焊接:选用与母材一致的焊接材料选用与母材一致的焊接材料-异种钢焊接异种钢焊接:如非受压件与受压件如非受压件与受压件,则按受压件则按受压件;受压件与受压受压件与受压件焊接件焊接, 视情况而定视情况而定,多取低匹配多取低匹配,某些情况亦采用高匹配。某些情况亦采用高匹配。例如低合金钢与例如低合金钢与T/P91焊接时选用焊接时选用T/P91焊材。而不锈钢与焊材。而不锈钢与合金钢焊接则通常选用镍基焊材。合金钢焊接则通常选用镍基焊材。-工地在抢修时常常喜欢选用镍基焊材焊接，其一是镍基焊工地在抢修时常常喜欢选用镍基焊材焊接，其一是镍基焊材焊接时不需要预热，其

6、二是镍基焊材焊后不需要热处理材焊接时不需要预热，其二是镍基焊材焊后不需要热处理。缺点是镍基焊材焊后热裂纹倾向较大。缺点是镍基焊材焊后热裂纹倾向较大。第16页/共73页第17页/共73页第18页/共73页第19页/共73页第20页/共73页焊接方法焊接方法代号（管理规则）代号（管理规则）代号（电力行业标准）代号（电力行业标准）手工电弧焊手工电弧焊SMAWSMAWDsDs气焊气焊OFWOFWQsQs钨极气体保护焊钨极气体保护焊GTAWGTAWWsWs（手动）（手动）WzWz（自动）（自动）熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊GMAWGMAWRzRz（自动）（自动）RbRb（半自动）（半自动）药芯焊丝电

7、弧焊药芯焊丝电弧焊FCAWFCAWYzYz（自动）（自动）YbYb（半自动）（半自动）埋弧焊埋弧焊SAWSAWMzMz（自动）（自动）电渣焊电渣焊ESWESW第21页/共73页钢钢 号号钢材类别钢材类别代号（管理规代号（管理规则）则）代号（电力行业标准）代号（电力行业标准）Q235、10、20、20g碳素钢碳素钢A-A-16Mn 、16MnR、15MnV低合金钢低合金钢A-18MnMoNbg低合金钢低合金钢A-12CrMo、15CrMo、12 Cr1MoV低合金钢低合金钢B-（热强钢）（热强钢）12 Cr2MoWVTiB 12 Cr3MoVSiTiB低合金钢低合金钢B-Cr5Mo、1Cr5Mo

8、、Cr9Mo1马氏体钢马氏体钢B-B-0Cr13、 1Cr17铁素体不锈钢铁素体不锈钢C-1Cr13、2 Cr13、马氏体不锈钢马氏体不锈钢C-0Cr18Ni9、0 Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢C-第22页/共73页试件形式及位置试件形式及位置代号（管理规则）代号（管理规则）板材对接平焊板材对接平焊1G板材对接横焊板材对接横焊2G板材对接立焊板材对接立焊3G板材对接仰焊板材对接仰焊4G管材对接水平转动管材对接水平转动1G管材对接垂直固定管材对接垂直固定2G管材对接水平固定（向上焊）管材对接水平固定（向上焊）5G管材对接水平固定（向下焊）管材对接水平固定（向下焊）

9、5GX管材对接管材对接45固定（向上焊）固定（向上焊）6G管材对接管材对接45固定（向下焊）固定（向下焊）6GX管板角接水平转动管板角接水平转动2FRG管板角接垂直固定平焊管板角接垂直固定平焊2FG管板角接垂直固定仰焊管板角接垂直固定仰焊4FG管板角接水平固定管板角接水平固定5FG管板角接管板角接45固定固定6FG第23页/共73页第24页/共73页2、焊件焊接位置、焊件焊接位置试件形式试件形式试件代试件代号号板材或外径大于板材或外径大于600mm管材管材外径小于或等于外径小于或等于600mm管材管材角焊缝角焊缝管板角接头管板角接头板材对接板材对接1G平平平（管径应不小于平（管径应不小于76m

10、m）平平板材对接板材对接2G平、横平、横平、横（管径应不小平、横（管径应不小于于76mm）平、横平、横板材对接板材对接3G平、立（立向上）平、立（立向上）平（管径应不小于平（管径应不小于76mm）平、横、立平、横、立板材对接板材对接4G平、仰平、仰平（管径应不小于平（管径应不小于76mm）平、横、仰平、横、仰管材对接管材对接1G平平平平平平管材对接管材对接2G平、横平、横平、横平、横平、横平、横管材对接管材对接5G平、立、仰平、立、仰平、立、仰平、立、仰平、立、仰平、立、仰管材对接管材对接5GX平、立向下、仰平、立向下、仰平、立向下、仰平、立向下、仰平、立向下、仰平、立向下、仰管材对接管材对接

11、6G平、横、立、仰平、横、立、仰平、横、立、仰平、横、立、仰平、横、立、仰平、横、立、仰管材对接管材对接6GX平、横、立向下、平、横、立向下、仰仰平、横、立向下、仰平、横、立向下、仰平、横、立向下、平、横、立向下、仰仰管板角接管板角接2FG平、横平、横2FG管板角接管板角接2FRG平、横平、横2FG 、2FRG管板角接管板角接4FG平、横、仰平、横、仰2FG、4FG管板角接管板角接5FG平、横、立、仰平、横、立、仰5FG、2FRG、2FG管板角接管板角接6FG平、横、立、仰平、横、立、仰所有位置所有位置第25页/共73页焊缝形式焊缝形式试件母材厚度试件母材厚度T（mm）适用焊件焊缝金属厚度适用

12、焊件焊缝金属厚度的最小值的最小值适用焊件焊缝金属适用焊件焊缝金属厚度的最大值厚度的最大值对接焊缝对接焊缝1212不限不限2T对接焊缝对接焊缝1212不限不限不限不限4、管材试件的管径适用范围（、管材试件的管径适用范围（mm）管材试件外径管材试件外径D适用于管材焊件外径范围适用于管材焊件外径范围最小值最小值适用于管材焊件外适用于管材焊件外径范围最大值径范围最大值2525D不限不限25D25D767625不限不限767676不限不限第26页/共73页管板角接试件管板角接试件管外径管外径D适用于焊件适用于焊件管外径范围管外径范围适用于焊件适用于焊件的管壁厚度的管壁厚度焊件焊缝焊件焊缝金属厚度金属厚度

13、最小值最小值焊件焊缝焊件焊缝金属厚度金属厚度最大值最大值2525D不限不限不限不限S1212，2S2SS12S12，不，不限限25D25D767625不限不限767676不限不限第27页/共73页1、锅炉安装改造单位监督管理规则锅炉安装改造单位监督管理规则对不同级别的锅炉安装对不同级别的锅炉安装改造单位焊工人员的要求改造单位焊工人员的要求许可级别许可级别焊工焊工人数人数管材合格管材合格项目项目板材合格项板材合格项目目管板合格项管板合格项目目电焊机电焊机焊条焊条烘箱烘箱1（参数不限）（参数不限）20(10) 6G(4人人)3G(2人人)6FG(3人人)7台，其中氩弧台，其中氩弧焊机焊机4台台32

14、（额定出口压（额定出口压力力2.5MPa）10(5)6G(2人人)3G(1人人)6FG(2人人)4台，其中氩弧台，其中氩弧焊机焊机2台台33（额定出口压（额定出口压力力1 1.6MPa的整的整（组）装锅炉、（组）装锅炉、现场安装、组装现场安装、组装铸铁锅炉）铸铁锅炉）4(2)6G(2人人)6FG(1人人)2台，其中氩弧台，其中氩弧焊机焊机1台台2注：焊工人数括号内的数字为氩弧焊最少人数；注：焊工人数括号内的数字为氩弧焊最少人数；12级安装单位的焊工中，具级安装单位的焊工中，具有有类及以上材料试件合格项目的人数不少于类及以上材料试件合格项目的人数不少于25%。第28页/共73页许可级别许可级别焊

15、工人数焊工人数焊接试验焊接试验室室焊接设备焊接设备A级（参数不限）级（参数不限）满足制造需要，满足制造需要，一般不少于一般不少于50人人项项应有与制应有与制造产品相造产品相适应适应与制造产品相适应的焊接设与制造产品相适应的焊接设备，包括自动埋弧焊机、气备，包括自动埋弧焊机、气体保护焊机、手弧焊机等体保护焊机、手弧焊机等B级（额定蒸汽压力级（额定蒸汽压力2.5MPa）满足制造需要，满足制造需要，一般不少于一般不少于30人人项项未规定未规定具有足够的与制造产品相适具有足够的与制造产品相适应的焊接设备，包括自动埋应的焊接设备，包括自动埋弧焊机、气体保护焊机、手弧焊机、气体保护焊机、手弧焊机等弧焊机等

16、C级（额定蒸汽压力级（额定蒸汽压力0 0.8MPa且额定蒸发量且额定蒸发量1t/h1t/h的蒸汽锅炉；额定出的蒸汽锅炉；额定出水水小于水水小于120120的热水锅炉的热水锅炉）满足制造需要，满足制造需要，一般不少于一般不少于20人人项项未规定未规定具有足够的与制造产品相适具有足够的与制造产品相适应的焊接设备，包括自动埋应的焊接设备，包括自动埋弧焊机、手弧焊机等弧焊机、手弧焊机等D级（额定蒸汽压力级（额定蒸汽压力0 0.1MPa的蒸汽锅炉的蒸汽锅炉；额定；额定出水温度小于出水温度小于120120且额定且额定热功率热功率2.8MW2.8MW的热水锅炉的热水锅炉）满足制造需要，满足制造需要，一般不少

17、于一般不少于10人人项项未规定未规定具有与制造产品相适应的焊具有与制造产品相适应的焊接设备接设备第29页/共73页第30页/共73页第31页/共73页第32页/共73页分类分类号号种类种类钢号钢号1碳素钢碳素钢Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D、10、15、20、20G、20R、20g、22g2合金钢（屈服点合金钢（屈服点规定值小于或等规定值小于或等于于392MPa）12Mng、16Mng、16MnR3合金耐热钢合金耐热钢12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV4合金耐热钢合金耐热钢12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB第33页/共73页第34页/共73页

18、工艺试件母材厚度工艺试件母材厚度t母材厚度有效范围下限值母材厚度有效范围下限值母材厚度有效范围上限值母材厚度有效范围上限值1.5tt8 81.52t，且不大于，且不大于1280.75t1.5t2）、对应于已评定的每种焊接方法或每种焊接工艺的熔敷金）、对应于已评定的每种焊接方法或每种焊接工艺的熔敷金属属厚度厚度tw，评定的熔敷金属厚度有效范围（，评定的熔敷金属厚度有效范围（mm）工艺试件的熔敷金属厚度工艺试件的熔敷金属厚度tw 评定的熔敷金属厚度有效范围上限值评定的熔敷金属厚度有效范围上限值1.5twtw8 82tw，且不大于，且不大于1281.5tw第35页/共73页第36页/共73页第37页

19、/共73页工艺试件的工艺试件的厚度厚度t(mm)焊接接焊接接头拉力头拉力试样试样全焊缝拉全焊缝拉力试样力试样面弯试样面弯试样背弯试样背弯试样侧弯试样侧弯试样冲击试样冲击试样1.5tt10102/22/10t10t20202/22注注注注tt202注注/4注注注：注：管子管子76mm76mm时，可用一整根工艺试件作拉力试样，代替剖管时，可用一整根工艺试件作拉力试样，代替剖管的两个拉力试样。的两个拉力试样。 当锅筒（锅壳）纵缝的母材大于当锅筒（锅壳）纵缝的母材大于20mm，小于或等于，小于或等于70mm时，取一个全焊缝金属的拉力试样；当母材厚度大于时，取一个全焊缝金属的拉力试样；当母材厚度大于70

20、mm时，取时，取两个拉力试样。两个拉力试样。第38页/共73页工艺试件的焊缝和每侧的热影响区工艺试件的焊缝和每侧的热影响区各切取三个试样进行冲击韧性试验。各切取三个试样进行冲击韧性试验。第39页/共73页第40页/共73页第41页/共73页第42页/共73页第43页/共73页第44页/共73页第45页/共73页第46页/共73页第47页/共73页第48页/共73页第49页/共73页第50页/共73页第51页/共73页第52页/共73页2、无损探伤检查：主要是、无损探伤检查：主要是RT、UT部件名称部件名称锅炉压力等级锅炉压力等级无损探伤方法及比例无损探伤方法及比例锅筒锅筒 （锅壳）纵、环对接，

21、（锅壳）纵、环对接，封头（管板）、下脚圈拼接、封头（管板）、下脚圈拼接、集箱纵向对接集箱纵向对接P0.1MPa（额（额定蒸汽压力）定蒸汽压力）每条焊缝每条焊缝10%RT（含交叉焊缝）（含交叉焊缝）0.1MPaPP0.4MPa每条焊缝每条焊缝25%RT（含交叉焊缝）（含交叉焊缝）0.4MPaP P2 2.5MPa每条焊缝每条焊缝100%RT2.5MPaPP3 3.8MPa100%RT或或100%UT+25%RT（含交叉焊（含交叉焊缝）缝）P3.8MPa100%UT+25%RT（含交叉焊缝）（含交叉焊缝）炉胆的纵、环对接，回燃室对炉胆的纵、环对接，回燃室对接，炉胆顶的拼接接，炉胆顶的拼接P0.1M

22、Pa每条焊缝每条焊缝10%RT（含交叉焊缝）（含交叉焊缝）P P0 0.1MPa每条焊缝每条焊缝25%RT（含交叉焊缝）（含交叉焊缝）管板与炉胆、锅壳的角接焊缝管板与炉胆、锅壳的角接焊缝P11.6MPa管板与锅壳的管板与锅壳的T形连接焊缝每条形连接焊缝每条100%UT管板与炉胆、回燃室管板与炉胆、回燃室T形连接焊缝形连接焊缝50%UT第53页/共73页部件名称部件名称锅炉压力等级锅炉压力等级无损探伤方法及比例无损探伤方法及比例集箱、管子、管道和集箱、管子、管道和其他管件的环焊缝其他管件的环焊缝外径大于外径大于159mm159mm或壁厚或壁厚20mm20mm100%RT或或UT外径外径159mm

23、159mm集箱环缝集箱环缝至少至少25%RT或或UT（每条焊缝或（每条焊缝或总焊缝）总焊缝）P9P9.8MPa管子，外径管子，外径159mm159mm100%RT或或UT（制造厂）（制造厂）至少至少25%RT或或UT（安装工地）（安装工地）3.8MPaPP9 9.8MPa管管子，外径子，外径159mm159mm至少至少25%RT或或UT（制造厂）（制造厂）至少至少25%RT或或UT（安装工地）（安装工地）0.1MPaPP3 3.8MPa管管子，外径子，外径159mm159mm至少至少10%RT或或UT（制造厂）（制造厂）至少至少10%RT或或UT（安装工地）（安装工地）锅筒锅筒 集中下降管角接

24、，集中下降管角接，锅筒和集箱其他管接锅筒和集箱其他管接头角接头角接P3P3.8MPa锅筒集中下降管角接锅筒集中下降管角接100%RT或或UT ；锅筒和集箱其他管接头角；锅筒和集箱其他管接头角接接10%无损探伤无损探伤第54页/共73页第55页/共73页第56页/共73页第57页/共73页第58页/共73页钢种钢种焊接方式焊接方式弯轴直径弯轴直径D支点距离支点距离弯曲角度弯曲角度碳素钢、奥氏碳素钢、奥氏体钢体钢双面焊双面焊3 t5.2 t180其他合金刚其他合金刚双面焊双面焊3 t5.2 t100碳素钢、奥氏碳素钢、奥氏体钢体钢单面焊单面焊3 t5.2 t90其他合金刚其他合金刚单面焊单面焊3

25、t5.2 t50注：接触焊的接头弯曲角度按双面焊的规定；有衬垫的单面焊接头注：接触焊的接头弯曲角度按双面焊的规定；有衬垫的单面焊接头弯曲角度按双面焊的规定。弯曲角度按双面焊的规定。 合格标准：弯曲角度达到规定角度后，试样上任何方向最大缺合格标准：弯曲角度达到规定角度后，试样上任何方向最大缺陷的长度均不大于陷的长度均不大于3mm为合格。试样的棱角开裂不计。为合格。试样的棱角开裂不计。 第59页/共73页第60页/共73页第61页/共73页第62页/共73页第63页/共73页缺陷缺陷壁厚壁厚t6mmt6mm壁厚壁厚t t6mm6mm裂纹裂纹没有没有没有没有未熔合未熔合没有没有没有没有未焊透未焊透深

26、度深度15%t15%t且且1.5mm1.5mm，总长度，总长度10%10%周长周长深度深度15%t15%t且且1.5mm1.5mm，总长度，总长度10%10%周长周长内凹（塌腰）内凹（塌腰）深度深度25%t25%t且且1.0mm1.0mm深度深度25%t25%t且且2.0mm2.0mm单个气孔单个气孔30%t30%t且且1.5mm1.5mm（径向）；（径向）；2.0mm2.0mm（轴、周向）（轴、周向）25%t25%t且且4.0mm4.0mm（径向）；（径向）；30%t30%t且且6.0mm6.0mm（轴、周向）（轴、周向）单个夹渣单个夹渣25%t25%t（径向）；（径向）；30%30%（轴、

27、周向）（轴、周向）20%t20%t且且4.0mm4.0mm（径向）；（径向）；25%t25%t且且4.0mm4.0mm（轴、周向）（轴、周向）密集气孔和夹密集气孔和夹渣渣没有没有每每1Cm21Cm2面积内气孔及夹渣打不超过面积内气孔及夹渣打不超过5 5个，并且个，并且每每1Cm21Cm2面积内气孔及夹渣总面积不超过面积内气孔及夹渣总面积不超过3mm23mm2沿圆周方向气沿圆周方向气孔和夹渣的总孔和夹渣的总长长沿圆周方向沿圆周方向1010倍壁厚的范围内，气倍壁厚的范围内，气孔和夹渣的累计长度不超过壁厚孔和夹渣的累计长度不超过壁厚沿圆周方向沿圆周方向1010倍壁厚的范围内，气孔和夹渣的倍壁厚的范围

28、内，气孔和夹渣的累计长度不超过壁厚累计长度不超过壁厚沿壁厚方向同沿壁厚方向同一直线上各种一直线上各种缺陷总长缺陷总长30%t30%t且且1.5mm1.5mm25%t25%t且且4.0mm4.0mm注：不符合时，允许取双倍试样复试，若全部合格，则复验合格，否则代表焊缝注：不符合时，允许取双倍试样复试，若全部合格，则复验合格，否则代表焊缝不合格。不合格。第64页/共73页名称名称锅炉（锅壳）工作压力锅炉（锅壳）工作压力P试验压力试验压力锅炉本体锅炉本体0.8MPa1.5P但不小于但不小于0.2MPa锅炉本体锅炉本体0.81.6MPaP+0.4MPa锅炉本体锅炉本体1 1.6MPa1.25P 过热器过热器任何压力任何压力与锅炉本体试验压力相与锅炉本体试验压力相同同可分式省煤器可分式省煤器任何压力任何压力1.25P +0.5MPa第65页/共73页第66页/共73页第67页/共73页接头接头类别类别范围范围外观外观自检自检外观外观专检专检RTRT或或