T／P91钢焊接工艺及过程控制

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。TP91钢焊接工艺及过程控制TP91钢焊接工艺及过程控制TP91钢焊接工艺及过程控制WeldingTechnologyVo1.34No.6Dec.2005?焊工之友?73文章编号:1002025X(2005)06-007302T/P91钢焊接工艺及过程控制贺振宇(山西电建一公司,山西大同037043)关键词:1钢;焊接工艺;热处理工艺;过程控制中图分类号:TG457.11文献标识码:BT/P91钢应用于大中型火力发电机组主蒸汽,高温过热器,高温再热器,过热蒸汽连接管等,由于其耐热温度高,在合理的焊接热处

2、理工艺控制下焊接性良好,能保证高温高压管道安全运行,目前应用较为广泛.1T1钢焊接性分析T/P91钢属于马氏体高合金耐热钢,正火状态下为马氏体,回火状态下为贝氏体+铁素体,材料中含有少量的Nb,V等合金元素可使组织细化,提高强度及韧性;由于此钢种在正火及焊接状态下极易转变为马氏体,故而焊接性差,易出现裂纹,晶粒不均匀,塑性下降等问题.采取合理的焊接及热处理工艺,避开马氏体形成及转变温度区域,获得铁素体+贝氏体组织可防止冷裂纹的产生.2焊接工艺2.1焊接材料及设备T/P91钢焊接所用焊材:氩弧焊打底,采用4,2.0millMTS一3(德国蒂森)焊丝;焊条电弧焊填充,采用3.2mmChromoT9

3、1焊条.焊材的化学成分分别见表1和表2.收稿日期:20050712;修回日期:200509-08焊接设备选用ZX7-40OSTG焊机,该焊机带高频引弧及自动衰减装置.热处理选用WCK一360远红外热处理机.2.2焊前准备(1)焊条经(350-400)xlh烘干,然后放在80120保温筒内,随用随取.(2)严格清理坡13及其两侧各宽20mm范围内的油,污,锈等杂质,直至露出金属光泽.(3)严格清理焊丝表面油污等杂物.2I3坡口形式及组对坡13按规范进行制备,钝边不超过2mm,小管对13间隙1.5-2ITlm,大管对13间隙3-4mm,对13使用专用卡具固定牢靠,卡具上有螺钉可对管子进行调节.2.

4、4充氩保护距焊缝300rflm处用可溶性纸堵塞形成气室,以便氩气皮带或气针从可溶性纸中间穿过进行充氩保护.小径管开始充氩气流量为8-10L/min,焊缝收13处气体流量减为35L/min;?会讯?由中国石油天然气集团公司和中国石油工程建设协会联合举办的石油工程焊接技术交流会于2005年11月29日一12月2日在济南召开.本次焊接技术交流会的研讨内容主要包括大型储罐焊接工艺,大型压力容器焊接工艺,大型压力管道根焊自动焊工艺,LNG储罐焊接工艺,非铁金属焊接工艺,优质高效的焊接方法,焊接材料发展方向与生产,管线高强钢(X80以上级)的焊接工艺,自动焊接技术及设备应用,焊接质量的自动检测技术及设备应

5、用,焊接专家系统应用,焊接质量安全评估,焊工大赛项目的选择及管理等十多个方面.一些高校焊接专业,焊接科研院所的教授,专家及企事业单位的负责同志应邀出席会议并发言.本次会议为石油工程的广大焊接工作者提供了良好的学术和经验交流的平台.74?焊工之友?焊接技术第34卷第6期2005年12月大径管开始充氩气流量为1520L/min,焊缝收口时气体流量减为58L/min.充氩一般在焊接位置附近4050mm左右开口,其余用石棉绳封堵.2.5预热(1)采用远红外加热法加热,根据管子直径订做加热片,小径管34道口用1路线加热,中径管用1个加热片,大径管用2个加热片分上下两片加热,也可采用绳状加热带加热,加热片

6、外侧绑硅酸铝进行保温.(2)预热温度小径管为120150oC,大径管预热温度为2002250.2.6焊接工艺参数小径管及大径管焊接工艺参数分别见表3及表4.表3小径管(4zminx5111111)焊接工艺参数焊丝直径焊接电流电弧电压焊接速度焊层厚度焊接层道,/(em?min)112.O75-85125-62-321.22.O75-8512563表4大径管(4,457mmx45nul1)焊接工艺参数焊丝直径焊条直径焊接电流电弧电压焊速焊层厚度焊接层道,/(cm?min,112.O75851252-321.22.O7585125-6331,232105-l152491O441,2321O51152

7、491O451.2.3321O5一l152491O461.2.33.2105-l1524910471,2,33.21O5一l152491O481.2.33.21O5一l152491O491,2,33_2105l152491O41O一1.2.3.43_21O5一l152491O4111,2.3,43_21O5一l152491O4121.2,3,43.2105一l152491O42.7焊接过程(1)预热后进行氩弧焊打底,背面成形,至收口时将已焊完焊缝打磨成坡口状,再进行充氩保护后迅速收口以免产生未熔合及未焊透.(2)焊条电弧焊采用小参数进行焊接,一般选用奶.2mm焊条焊接,收弧时电流衰减,尽量减小

8、弧坑,焊接下一道时将接头打磨成坡口状,下次起弧后充分熔合.(3)焊接过程中注意起弧收弧质量,采用高频引弧及自动衰减装置可减小收弧弧坑,防止裂纹产生.(4)焊接时采用多层多道焊,道间温度控制在20030o之间,必要时用远红外测温仪进行测温.(5)焊条摆动宽度为焊条直径+1mm.(6)焊接过程中一般不得断电,否则重新焊接,一般单道焊后应连续焊接完毕.(7)若热处理升温时断电,则重新起动,按设定升降温速进行升温热处理;恒温时断电,重新起动时,若温度在380以上可按设定温度继续升温热处理,若温度已降至380以下,则重新进行热处理,热处理过程中出现异常必须进行硬度检验.重新热处理升降温速不得大于150/

9、h.(8)焊接过程中严格控制预热温度及道间温度,不能超过Ms点,焊接采用小的热输入,多层多道焊应避免应力集中.(9)焊后严格控制热处理升降温速,并保证电源不问断,延长恒温时间.2.8焊后热处理工艺热处理工艺参数见表5.焊后缓冷冷却速度低于150/h,温度降至1oo120之间进行马氏体转变,若不能及时进行焊后热处理则进行350f肖氢处理,一般马氏体转变后进行焊后热处理,热处理温度为(76010),保温时间尽量比工艺要求时间长些,尽量打底焊要边焊边检查焊缝消除应力,使晶粒均匀化.表5热处理工艺参数管子类型预热温度/升温速度道间温度/Ms点/保温温度/保温时问小径管12O一15O6250/6且<

10、;15O/h150-2501oo7507805min/mm且不小于0.5h大径管200250625O/蛆<15O/h2oo一3oo1()o7507801h/25mm且不小于4h3焊接检验(1)壁厚>70mm的P91管子待焊接20mm厚时进行RT探伤,RT探伤前对焊口进行3501h消氢处理.(2)热处理后进行无损探伤,不合格返修次数及热处理次数不超过2次,一般全过程质量控制最好不产生超标缺陷.(3)控制硬度HB350为合格.4结论(1)通过对T/P91钢焊接性分析及试验得出T/P91钢焊接的主要问题是防止在焊接及热处理过程中马氏体化及晶粒粗大产生冷裂纹及韧性下降.(2)通过稳定焊接及热处理电源,采用小参数多层多道焊保证晶粒细化,控制升降温速度及道间温度并延长热处理保温时间可保证焊缝冲击韧性.(3)按上述工艺进行焊接,大同二电厂7机组主蒸汽,过热器,再热器所有T/P91钢焊口各项性能均达到标准,在运行中未发生任