鋼焊接熱處理工藝

1、p92鋼焊接熱處理工藝 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，大容量的高溫高壓機(jī)組不斷涌現(xiàn)，逐步淘汰了中溫中壓機(jī)組，大機(jī)組已成為中國火力發(fā)電的主力機(jī)組。為了進(jìn)一步提高機(jī)組效率、降低煤耗、保護(hù)環(huán)境、減少co2的排放，還有必要提高蒸汽參數(shù)。提高鍋爐蒸汽溫度和壓力數(shù)是提高火力發(fā)電廠效率最有效的方法之一，特別是溫度對效率的影響更為顯著。增大蒸汽壓力要求使用高溫強(qiáng)度更高的鋼材，否則必然使構(gòu)件的壁厚成倍地增大。增加蒸汽溫度則必然要求鋼材能在更高的溫度下保持高的強(qiáng)度?？梢婋娏夹g(shù)的發(fā)展在很大程度上依賴于材料技術(shù)的發(fā)展水平。順應(yīng)這一要求，一系列適用于高溫高壓蒸汽參數(shù)的鐵素體熱強(qiáng)鋼和奧氏體耐熱不銹鋼，如t91/p91，t92

2、/p92，t122/ p122，tp304h，t23/p23等在現(xiàn)代的冶煉、軋制、熱處理和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生，它們將是我國今后新建大容量亞臨界機(jī)組和超臨界機(jī)組時(shí)首選的材料。t92/p92鋼（以下統(tǒng)稱p92 鋼）及相應(yīng)的焊接材料即是在這樣的背景下研究開發(fā)出來的。目前，p92鋼已用于新的超臨界及超超臨界電站的建設(shè)中。 1 p92鋼材簡介 p92鋼是在t/p91鋼基礎(chǔ)上改良開發(fā)出來的新鋼種。t/p92鋼的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分和機(jī)械性能見表1和表2。1.1 t/p92在t/p91鋼的基礎(chǔ)上加入了1.7%的鎢（w），同時(shí)鉬（mo）含量降低至0.5%，用釩、鈮元素合金化并控制硼和氮元素含量的高合金鐵素體耐熱

3、鋼，通過加入w元素，顯著提高了鋼材的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度。在焊接方面，除了有相應(yīng)的焊接材料，并由于w是鐵素體形成元素，焊縫的沖擊韌性有所下降外，其余對預(yù)熱、層間溫度、焊接線能量，待馬氏體完全轉(zhuǎn)變后隨即進(jìn)行焊后熱處理以及熱處理溫度、恒溫時(shí)間的要求都是比較相近的。1.2 t/p92鋼中有關(guān)c、s、p等元素含量低、純凈度高，且具有高的韌性，焊接冷裂紋傾向大為降低，但由于其鋼種的特殊性，仍存在一定的冷裂紋傾向，所以焊接時(shí)必須采取一些必要的防范措施。1.3 t/p92鋼中添加w元素，促進(jìn)了鐵素體的形成，使沖擊韌性比t/p91有所降低，所以焊縫的沖擊韌性與其母材、haz和熔合線的韌性相比，也存在明顯降低的問題

4、。1.4 與t/p91鋼相似，存在焊接接頭熱影響區(qū)“第四類”軟化區(qū)的行為。焊接接頭經(jīng)過長期運(yùn)行后，焊接斷裂在遠(yuǎn)離焊縫區(qū)的軟化帶，此軟化帶強(qiáng)度明顯降低。2 p92鋼工藝評定熱處理設(shè)備及材料的選用2.1 熱處理控制設(shè)備：選用dwk120kw電腦溫控儀。2.2 加熱器選用遠(yuǎn)紅外履帶式加熱器。 l=（d+10）3.14/2式中：l為加熱器總長度（單位mm）, d為試樣管件直徑（單位mm）。 對不小于273mm的管子，適用此公式。加熱器規(guī)格根據(jù)加熱器總長度來選擇，每片加熱器功率為10kw。2.3 熱電偶：選用nicr-nisi，k型熱電偶。規(guī)格：0.8mm和3mm。2.4 遠(yuǎn)紅外測溫儀。規(guī)格：0800。

5、2.5 儲能電偶儀：推薦采用儲能焊接的方法將熱電偶絲直接壓焊在管道外表面。2.6 自動溫度記錄儀。 以上溫度測量設(shè)備，使用前需經(jīng)過溫度計(jì)量資質(zhì)單位的鑒定。3 p92鋼焊前預(yù)熱及層間溫度 離焊縫坡口20mm處，左右均用履帶式加熱器整圈包扎。預(yù)熱及層間溫度工藝曲線如圖1所示。4 p92鋼的焊后熱處理4.1 當(dāng)焊縫整體焊接完畢，對p92鋼大徑厚壁管的焊接接頭冷卻到80100保溫12h，待p92鋼的金相組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理。管道局部熱處理示意圖如圖2所示。4.2 加熱帶布置及寬度、測溫點(diǎn)布置見圖3所示。熱電偶1、2、3、4、5、6、9、10規(guī)格為0.8mm，熱電偶7、8 規(guī)格為3

6、.2mm作溫度對比試驗(yàn)。1、2、3、4、5、6為測溫點(diǎn)，7、8為控溫點(diǎn)，9、10為參考點(diǎn)。 控溫?zé)犭娕家话阄挥谙鄳?yīng)控溫區(qū)預(yù)期溫度最高的地方以防止超過最高的允許溫度。施工現(xiàn)場熱處理測溫點(diǎn)布置見表3。4.3 熱處理采用履帶式加熱器。 焊縫熱處理需要功率p=d/650式中：p為所需功率，單位kw；d為管件直徑，單位mm；為管件壁厚，單位mm。 所選用的履帶式加熱器功率應(yīng)大于計(jì)算功率p，且符合dl/t 819-2002 規(guī)定。4.4 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2h的后熱處理。4.5 焊后熱處理的升、降溫速度一般可按250mm25mm/壁厚（/h）計(jì)算,

7、 以不大于150/h為宜，降溫至300以下時(shí)，可不控制，立即拆除保溫，在靜止的空氣中冷卻至室溫。4.6 p92鋼焊后熱處理加熱溫度為760 10 。對于p92鋼與珠光體、貝氏體鋼的異種焊接接頭，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)超過合金成分含量低材料的下臨界點(diǎn)ac1。4.7 恒溫時(shí)間：p92鋼焊接接頭按壁厚每25mm，1h計(jì)算，但最少不得少于4 h。4.8 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)按照工藝評定合格后所制定的熱處理工藝的規(guī)定執(zhí)行。4.9 焊后熱處理曲線如圖4所示。焊后熱處理升、降溫速度為6250 /（單位為/h，其中為管件厚度mm），且不大于150/h，不得任意降低升、降溫速度。降溫時(shí)，300以下可不控制。 5 p92鋼的焊后熱處理檢驗(yàn)