汽轮机组用P92钢焊接技术的研究

1、汽轮机组用P92钢焊接技术的研究    【摘要】P92钢具备很强的抗热性，因此在发电机、汽轮机等的一系列管道用材当中占有重要的地位。本文首先对P92的焊接特点进行了介绍，然后对其焊接性能进行了详细分析，并对P92钢的焊接工艺和工艺方法的选择进行了探讨，并提出了相关建议，希望能够进一步促进我国P92钢焊接水平的提高和发展。 【关键词】汽轮机组；P92钢；焊接技术 1、引言 最近几年来，我国工业技术水平迅猛发展，火电的发展趋势也逐渐向超临界以及超超临界方向转变，新技术材料的开发和应用在满足经济发展需求的同时，也能够缓解工业发展对环境造成的压力，P92钢正满足

2、了这一需要，在超临界以及超超临界机组中被普遍应用。现今，关于P92钢的焊接以及处理工艺已成为当前的热门研究课题，如何实现对P92钢的合理应用，对于推进我国电力工业的发展有着重要的研究意义。 2、P92钢综述 2.1P92钢的物理性能。P92钢相对于其他铁素体而言具备更高的耐高温以及蠕变性能，其线膨胀系数值同P91钢一样，略微低于奥氏提纲。因此，在汽轮机组的启动和关闭过程中能够更好地抗疲劳损伤。在导热率上同P91钢一样，由于奥氏体钢。 2.2具备更好的耐高温蠕变性。通过对P92钢在550摄氏度、600摄氏度以及625摄氏度条件下进行100000小时的常温和高温强度测试发现，其蠕变断裂强度达到了1

3、99兆帕、131兆帕和101兆帕，均显著优于P91钢在550摄氏度、600摄氏度和625摄氏度下的141兆帕、98兆帕、68兆帕的蠕变断裂强度。 2.3P92钢拥有良好的常温冲击韧性以及抗氧化性。P92钢在具备良好的耐高温蠕变性能的同时还具备超强的常温韧度，在烟灰氧化和水蒸气氧化方面同样具备很强的抵抗性，在常温冲击韧性和抗氧化性方面P92钢和P91钢十分相近。 3、关于P92钢的焊接性 3.1P92钢在焊接裂纹的敏感性上更低。通过敏感性实验对P92钢的斜Y坡口在焊接前分别在100摄氏度、150摄氏度以及200摄氏度条件下进行预热，观察发现在温度不低于150摄氏度时焊接不会出现裂纹，而P91钢、

4、P22钢则分别需要预热到180摄氏度、300摄氏度才能保证不出现裂纹，这说明P92钢在对焊接裂纹的敏感性上要低于P91钢、P22钢等。 3.2关于IV型裂纹和软化状况的分析。一些研究人士提到由于母材的细晶区在高温条件下其结构会发生变化，所以极易导致出现IV型裂纹的出现。但是通常情况下，IV型裂纹出现的区域和接头软化区域并无交集，接头发生软化的区域多为奥氏体化区，这是由于焊接接头的软化区没能顺利转化成奥氏体而导致的。为有效减少IV型断裂和接头软化状况的发生，需要在焊接的过程中严格控制好相关的参数，最大限度地减少热影响区。 3.3P92钢有更强的时效性。通过对P92钢进行了3000个小时的时效性考

5、验发现，P92钢的韧性发生了明显下降，其冲击功也由原来的220J下降到了70J，之后不再有明显的变化趋势。P92钢的时效性特征主要表现在550650摄氏度之间。同时P92钢的木材以及和木材构成物质相近的焊缝都会表现出一定的时效性。 3.4P92钢的焊接接头更脆。脆性是P92钢应用过程中的主要问题，当不断增加焊接热的输入量是，温度过高会使得高温区的晶粒的直径变大，由于钢中还包含许多其他元素，这就会导致一些脆性组织出现。通常情况下，P92钢在750摄氏度条件下能够保持良好的冲击韧性，所以在焊接过程中应当注重对温度的把握和控制，适当提高和延长热处理的温度以及时长。 总而言之，虽然P92钢已经有较长的

6、发展历史，但是在焊接接头的安全性、冷裂纹、脆化等方面还需要进一步改善，因此目前还没有得到广泛的应用。在以后的研究和应用过程中应当注重对相关工艺水平的控制和提高，保证焊接的顺畅、安全进行。 4、焊接过程中的问题、工艺确定及性能指标 4.1焊接过程中的相关问题。P92钢在焊接的过程中会表现出较强的时效性，和母材性质相近的焊缝区域也会表现出一定的时效性，进而会使得失效后的韧性显著降低，不利于焊接的顺利进行，为了解决这一问题，在材料的购入、焊接的操作、温度的控制等过程中应当严格按照工艺标准执行，排除一切干扰焊缝韧性的原因，全面保证焊接质量。 4.2焊接过程中的工艺确定。对于焊接过程中的热处理可以通过整

7、体或局部的方法进行，后者往往是通过对电阻加热带进行包扎实现的。但是大多数情况下，施工现场更倾向于利用远红外电阻来进行局部热处理；而因为内壁和外壁的温度相差太多，采用局部热处理很难达到焊接标准，所以通过整体焊后热处理工艺进行焊接更适合应用于高合金高的焊接过程中。 4.3焊接过程中性能指标的确定。对于P92钢焊接的性能指标通过下图可以看出。 在其他注意事项：应当保证焊接彻底完整，避免不完全熔合等状况的出现，焊接时表面及外部质量也应当严格按照质量标准进行操作；在进行金相检验是应当严格排除组织偏析、网状组织等问题的出现，在焊接过程中要保证接头的硬度和木材的硬度接近，即要达到木材硬度的90%或以上。 5

8、、相关建议 5.1注重对焊接温度、厚度等的控制。通过本研究可以知道：温度、厚度等的不合理都会影响到焊接的水平和质量，特别是焊道层的厚度以及热处理的温度直接关系着焊接质量，因此应当对此予以高度的重视。通过手工进行焊接操作时，要注意保证焊层的增厚不超过2.5毫米，这可以保证冲击功不低于41J；如果是通过机器进行自动焊接，应当适当提高焊接的速度，保证焊层的增厚不能超过3毫米。 5.2确保焊缝足够的韧性。研究发现，当回火参数值介于21.321.6之间时，焊缝的韧性强度便可以满足焊接质量要求，通常情况下，回火参数为21.5是焊接质量最佳，也就是在750摄氏度条件下连续10小时热处理、760摄氏度条件下连续6小时热处理或770摄氏度条件下连续4小时热处理所达到的效果，而从企业的整体效率以及成本方面考虑，选择770摄氏度条件下进行热处理经济效益最高。 5.3选择整体热处理。对于热处理工艺方法的选择，建议选择整体进行热体力的方法，这样能够有效避免由于内壁、外壁的温度差距太大致使焊缝的韧性达不到标准的状况出现，也能更加全面地保证焊接的整体水平和质量。 参考文献 1姜新