超超臨界機(jī)組鋼材焊接技術(shù)介紹4

1、.廣東河源發(fā)電廠（2×600MW）超超臨界機(jī)組安裝工程焊接技術(shù)目 錄1前言22SA335-P92鋼的焊接22.1概述22.2P92鋼化學(xué)成份及性能特點(diǎn)32.3P92鋼焊接的重點(diǎn)及難點(diǎn)32.4P92鋼的焊接工藝52.5P92鋼現(xiàn)場(chǎng)的安裝焊接163新型奧氏體鋼的焊接193.1概述193.2新型Cr、Ni 純奧氏體鋼焊接控制的難點(diǎn)213.3四種新型奧氏體鋼焊接裂紋敏感性的比較233.4影響Cr-Ni 奧氏體鋼應(yīng)力腐蝕的因素233.5焊接新型奧氏體鋼的工藝原則243.6焊接工藝評(píng)定243.7新型奧氏體不銹鋼現(xiàn)場(chǎng)的安裝焊接254結(jié)束語(yǔ)26超超臨界機(jī)組新型耐熱鋼的焊接技術(shù)1 前言廣東河源發(fā)電廠2

2、×600MW工程將安裝建設(shè)我省第一臺(tái)超超臨界機(jī)組，該工程鍋爐選用上海鍋爐廠生產(chǎn)的超超臨界鍋爐，設(shè)計(jì)參數(shù)較超臨界機(jī)組又有較大的提升。為滿(mǎn)足機(jī)組在高參數(shù)下長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的需要，超超臨界鍋爐受熱面部件及主蒸汽管道等選用了眾多的新鋼材如SA335-P92、T/P122、SUPER304H、TP347HFG、HR3C等等，該類(lèi)鋼材均是近兩年來(lái)我國(guó)引進(jìn)的新型耐熱鋼，目前其焊接技術(shù)尚未為大多數(shù)電建施工單位所熟悉和掌握。上述鋼種可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)為馬氏體耐熱鋼，后三種為奧氏體不銹鋼。其中，SA335-P92是適合我國(guó)國(guó)情而大量設(shè)計(jì)選用的鋼種，其高溫強(qiáng)度、抗氧化性均優(yōu)于P91鋼，通常用于620超超臨

3、界機(jī)組的主蒸汽管道、再熱熱段管道，而T92、SUPER304H、TP347HFG、HR3C則主要用于鍋爐的再熱器及過(guò)熱器等受熱面。新鋼材的大量使用，必然給現(xiàn)場(chǎng)的安裝帶來(lái)眾多新的問(wèn)題，其中最關(guān)鍵的是增加了安裝焊接施工及質(zhì)量管理的難度。基于上述情況，作為超超臨界機(jī)組的焊接技術(shù)，主要應(yīng)解決P92和25Cr-20Ni（HR3C）等新型耐熱鋼的焊接工藝問(wèn)題。2 SA335-P92鋼的焊接2.1 概述眾所周知， SA335-P91材料由于其良好的高溫持久性能和抗氧化性能，目前已普遍應(yīng)用于我國(guó)300MW、600MW等火力發(fā)電機(jī)組高溫管道和部件中，相關(guān)的焊接工藝也已成熟，但P91鋼的極限長(zhǎng)期使用溫度僅585，

4、已不能滿(mǎn)足更高參數(shù)機(jī)組發(fā)展的需要。為此，世界有關(guān)鋼材研究機(jī)構(gòu)順著P91鋼研發(fā)的思路，在P91鋼合金成份的基礎(chǔ)上，增加了約1.7%的W，將Mo含量從1%降到約0.5%，并嚴(yán)格控制冶煉扎制等工藝，從而研發(fā)了強(qiáng)度等級(jí)更高的高合金耐熱鋼，即SA335-T/P92鋼。SA335-T/P92鋼的高溫?zé)岱€(wěn)定性和熱強(qiáng)性較P91鋼提高了約30%，極限長(zhǎng)期使用溫度達(dá)到了625，如圖1為部分耐熱鋼材料許用應(yīng)力的對(duì)比。P122鋼含Cr量較高，但材料的焊接性較差，長(zhǎng)時(shí)高溫運(yùn)行的組織穩(wěn)定性稍差；P92鋼高溫持久強(qiáng)度高，焊接性與P91接近。因此，在同等參數(shù)條件下，選用P92材料可大大減少管材厚度和重量，不僅能較好的解決構(gòu)件

5、的承載問(wèn)題，也可有效降低安裝及焊接施工工藝操作的難度。圖1、耐熱鋼材料許用應(yīng)力與溫度的關(guān)系2.2 P92鋼化學(xué)成份及性能特點(diǎn)SA335-P92鋼母材的基本成份為0.1%C-9%Cr-0.5%Mo-1.7%W，同時(shí)加入了V、Nb、N和B等微合金化元素，對(duì)其化學(xué)成份的嚴(yán)格控制和均勻化使其淬火后可獲得幾乎不含殘余鐵素體的全馬氏體組織。經(jīng)淬火+回火處理后，P92鋼的顯微組織為Mo和W固溶強(qiáng)化的回火馬氏體，其基體含有回火析出的M23C6類(lèi)金屬碳化物（Fe、Cr或Mo的碳化物）以及以MX形式存在的V和Nb的碳/氮化物，從而使P92合金的高溫蠕變強(qiáng)度在P91合金的基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步的提高。SA335-P92鋼

6、各類(lèi)合金元素的含量見(jiàn)表1，常溫力學(xué)性能見(jiàn)表2。表1：SA335-P92鋼化學(xué)成份范圍元素CMnSiSPNiCrWt%0.070.130.300.600.50.010.020.408.59.5元素MoWVNbAlBNWt%0.30.61.52.00.150.250.0400.0900.0400.0010.0060.0300.070表2：SA335-P92鋼常溫力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)屈服強(qiáng)度(MPa)抗拉強(qiáng)度(MPa)縱向延伸率%沖擊韌性Akv(J)硬度HBA213-A335P9244062020412502.3 P92鋼焊接的重點(diǎn)及難點(diǎn)2.3.1 預(yù)熱及層間溫度的控制P92鋼合金含量在10%以上，屬高

7、合金鋼，雖然該鋼的合金成份中C、S、P含量較低，但仍存在一定的冷裂紋傾向，因此P92鋼焊接時(shí)必須采取預(yù)熱措施。但從接頭質(zhì)量來(lái)看，預(yù)熱溫度過(guò)高，則會(huì)在接頭中引起晶界碳化物沉淀和形成鐵素體，對(duì)韌性很不利，而一旦碳化物沉淀+鐵素體組織形成后，必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理才能得到有效解決。實(shí)踐證明，SA335-P92鋼在焊接前進(jìn)行150200的預(yù)熱，層間溫度應(yīng)控制在150250，即可有效防止焊接冷裂紋的產(chǎn)生。2.3.2 焊接接頭沖擊韌性的保證P92鋼與P91鋼相比由于W的加入提高了高溫蠕變性能，但組織穩(wěn)定性不如P91鋼。P92鋼在500650范圍內(nèi)有較明顯的時(shí)效傾向，在時(shí)效過(guò)程中，Cr、W、Mo等合金元素與Fe、

8、Mn、Si形成金屬間化合物L(fēng)aves相，導(dǎo)致沖擊韌性惡化，而且W是鐵素體形成元素，也會(huì)影響到焊縫的沖擊韌性值。因此，焊接施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制焊接及熱處理工藝，確保焊縫有足夠的沖擊韌性裕量，使機(jī)組移交后能長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。由于焊縫熔敷金屬?zèng)]有控軋和形變熱處理，晶粒不可能由此獲得細(xì)化；再者，熔敷金屬中的Nb、V在凝固冷卻過(guò)程中難以呈微細(xì)的C、N化合物析出，焊縫的韌性會(huì)遠(yuǎn)不如母材。因此，焊接時(shí)必須采取多層多道、選用小規(guī)范參數(shù)等焊接操作工藝措施，并充分利用層道間的熱循環(huán)作用來(lái)改善組織和細(xì)化晶粒，提高焊縫的韌性。供貨狀態(tài)優(yōu)良的母材性能受到焊接的高溫循環(huán)，母材熱影響區(qū)性能必會(huì)明顯劣化，而且劣化程度將隨焊接熱輸

9、入的增大而加劇，因此在焊接過(guò)程中應(yīng)特別注意熱輸入的控制。遵照上述焊接工藝，可以得到歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊韌性大于41J的焊接接頭。為了判斷沖擊韌性是否滿(mǎn)足要求，國(guó)內(nèi)焊接界推薦P91/P92硬度范圍為160250HB來(lái)界定。2.3.3 焊后熱處理工藝的控制由于P92鋼的抗回火性高，回火溫度在750770時(shí)可得到析出物和碳化物如M23C6及MX型釩/鈮碳氮化物的回火馬氏體組織，這些析出物通過(guò)沉淀強(qiáng)化而改善了材料蠕變斷裂強(qiáng)度，需要較高的焊后熱處理溫度；但其焊接熔敷金屬的相變轉(zhuǎn)變溫度Ac1值約為800835，如超過(guò)Ac1值將再次奧氏體化而得到部分未回火的馬氏體組織，造成接頭的性能及沖擊韌性極差。因此，對(duì)P

10、92鋼焊后熱處理溫度的控制要求有較高的精度。通?；鼗馃崽幚砗銣貢r(shí)間的計(jì)算約為47min/mm，且不少于4小時(shí)。此外，焊口焊接完成后應(yīng)緩冷至100以下待焊縫金屬組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體后，立即進(jìn)行焊后熱處理。由于焊后熱處理的溫度控制范圍較窄，且要保證整個(gè)管段內(nèi)外壁、上下區(qū)溫差在規(guī)定范圍之內(nèi)，因此熱處理加熱器的布置以及熱電偶監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置等非常重要，可以說(shuō)熱處理工藝措施恰當(dāng)與否是P92焊口焊接成敗的關(guān)鍵所在。2.3.4 熱處理加熱方式的選擇由于傳統(tǒng)的中頻感應(yīng)加熱方法由于存在明顯的集膚效應(yīng)，因此，近年來(lái)在電建施工中應(yīng)用越來(lái)越少。所謂集膚效應(yīng)是指當(dāng)交流的感應(yīng)電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體表面的電流密度大于深層電流密度

11、的一種現(xiàn)象。工程上規(guī)定從導(dǎo)體表面到電流密度為導(dǎo)體表面的1/e0.368的距離為集膚深度。頻率越高，集膚效應(yīng)更嚴(yán)重，造成焊后熱處理時(shí)，內(nèi)外壁溫差可達(dá)到幾十度，不能保證內(nèi)壁焊接應(yīng)力降低及得到良好的綜合機(jī)械性能。此外，依據(jù)火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程DL/T819-2002 第5.1.2條的規(guī)定，“中頻感應(yīng)加熱宜用于對(duì)厚度小于或等于30mm的焊件進(jìn)行加熱”?；谏鲜隼碛?，由于我公司本次P92鋼的工藝評(píng)定選用的管件壁厚為53mm，因此選用現(xiàn)行電力規(guī)范推薦的遠(yuǎn)紅外加熱的方式對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱及焊后熱處理。目前，國(guó)內(nèi)已有個(gè)別電建單位倡導(dǎo)采用新型的中頻感應(yīng)加熱系統(tǒng)ProHeatTM35預(yù)熱和去應(yīng)力系統(tǒng)來(lái)完成P9

12、2鋼的預(yù)熱和焊后熱處理，我們對(duì)此也一直在關(guān)注中，在規(guī)程允許及該項(xiàng)技術(shù)成熟后，必要時(shí)我公司也將進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)研究和探討。2.4 P92鋼的焊接工藝2.4.1 我公司P92焊接工藝評(píng)定基本情況如下：Ø 母材材質(zhì)：SA335-P92；規(guī)格：354×53mmØ 焊接位置：6GØ 焊接方法：鎢極氬弧焊+焊條電弧焊Ø 焊絲：9CrWV（2.4mm）；焊條：CHROMET 92（2.5 3.2mm）Ø 坡口型式：雙V型坡口，坡口尺寸如圖2所示：圖2 P92工藝評(píng)定坡口示意圖2.4.2 對(duì)口裝配及點(diǎn)固焊：試件對(duì)口錯(cuò)邊量1.0mm，對(duì)口間隙見(jiàn)圖2所示。

13、點(diǎn)固焊采用坡口內(nèi)定位塊進(jìn)行，坡口內(nèi)定位塊選用P91材質(zhì)，定位塊固定情況如圖3所示。圖3：定位塊的點(diǎn)焊2.4.3 焊接工藝及注意事項(xiàng)2.4.3.1 在正式開(kāi)始焊接操作前，為了熟悉和掌握P92鋼焊接材料的工藝性能，驗(yàn)證擬定的焊接工藝的可行性，我們進(jìn)行焊接模擬試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)采用P92鋼焊接材料，母材選用規(guī)格為219×40的P91鋼管口，工藝條件參照擬訂的正式焊接工藝評(píng)定進(jìn)行，并針對(duì)模擬試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)正式的工藝評(píng)定方案進(jìn)行了必要的調(diào)整。模擬試驗(yàn)為我們最終一次性順利完成工藝評(píng)定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.4.3.2 氬弧焊打底焊接的前二層和焊條電弧焊時(shí)的第一、二層焊道背面進(jìn)行充氬保護(hù)。2.4.3.3

14、充氬保護(hù)范圍以坡口中心為準(zhǔn)，每側(cè)各300400mm處，用已加工好的圓形鋼板封住管件兩側(cè)，打底焊接及充氣情況如圖4所示。圖4：打底焊接充氣情況2.4.3.4 充氬保護(hù)流量開(kāi)始時(shí)可為2030L/min，施焊過(guò)程中流量應(yīng)保持在815L/min。2.4.3.5 由甲乙兩名焊工對(duì)稱(chēng)施焊，氬弧焊打底過(guò)程如圖5所示。2.4.3.6 P92焊接的工藝參數(shù)如表5所示。表3：SA335-P92焊接工藝參數(shù)焊層焊道焊接方法焊條（絲）電流范圍電壓范圍(V)焊接速度范圍(mm/min)焊層厚度(mm)型(牌)號(hào)規(guī)格(mm)極性電流(A)1GTAW9CrWV2.4正接90110111228352.02.51-2/2GTA

15、W9CrWV2. 4正接120125111250552.02.5 1-2/3SMAWCHROMET 922.5反接85902224120140 2.53.0 1-2/4SMAWCHROMET 923.2反接1151202224140150 2.53.05層以上SMAWCHROMET 923.2反接1251302224130160 2.53.02.4.3.7 氬弧焊打底時(shí)，焊接電弧電壓為1112V，焊接電流為95110A，焊接速度應(yīng)控制在2835mm/min；打底焊層厚度不小于3mm。2.4.3.8 自第三層起采取焊條電弧焊方法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：SMAW）進(jìn)行填充及蓋面焊接；2.4.3.9 SMAW焊

16、接時(shí)注意每層焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置，具體如圖6所示。圖5：氬弧焊打底順序圖6：焊條電弧焊時(shí)兩名焊工對(duì)稱(chēng)施焊2.4.3.10 施焊過(guò)程中為多層多道焊，焊接時(shí)每層焊道的厚度不大于所用焊條直徑，焊條擺動(dòng)的寬度最寬不超過(guò)所用焊條直徑的3倍，焊層焊道布置如圖7所示；2.4.3.11 焊縫整體焊接完畢，應(yīng)將焊縫表面焊渣、飛濺清理干凈，自檢合格后，按工藝規(guī)定及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理；2.4.3.12 為得到細(xì)小的焊縫組織，在焊接過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制線(xiàn)能量。我們根據(jù)模擬試驗(yàn)所選定的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接，最終共分21層填充89道，每道的焊接線(xiàn)能量控制在9.319.8KJ/cm，保證了焊接接頭的質(zhì)量，按工藝要求圓滿(mǎn)完成了焊件的焊接

17、工作。圖7：多層多道焊示意圖2.4.4 熱處理工藝2.4.4.1 熱處理加熱方式的選擇為了確保熱處理時(shí)內(nèi)壁焊縫同樣達(dá)到規(guī)定的熱處理溫度和恒溫時(shí)間，必須將內(nèi)外壁溫差控制在規(guī)定范圍內(nèi)（本工藝評(píng)定我們規(guī)定應(yīng)將內(nèi)外壁溫差控制±10范圍以?xún)?nèi)），為此我們特進(jìn)行了熱處理專(zhuān)項(xiàng)模擬試驗(yàn)，通過(guò)采取分區(qū)加熱及控制升溫速度等措施，總結(jié)了遠(yuǎn)紅外加熱時(shí)焊口內(nèi)外壁溫差大小與加熱速度變化的一般性規(guī)律，為正式工藝評(píng)定以及今后工程施工熱處理工藝參數(shù)的 圖8 預(yù)熱時(shí)加熱器布置情況選擇提供了有力的依據(jù)。圖8所示為預(yù)熱包爐的情況圖片。2.4.4.2 加熱設(shè)備：選用ZWK-II-60型智能溫控儀進(jìn)行加熱，管口上下、左右均用履帶

18、式遠(yuǎn)紅外加熱器進(jìn)行分區(qū)控制和加熱。2.4.4.3 預(yù)熱及層間溫度控制Ø 預(yù)熱及層間溫度工藝曲線(xiàn)如圖9所示；圖9：P92鋼焊接時(shí)預(yù)熱及層間溫度控制曲線(xiàn)圖Ø 預(yù)熱時(shí)加熱器、保溫層及熱電偶的布置如圖10所示。熱電偶共設(shè)置6個(gè)，規(guī)格為0.8mm，位置如圖10所示；為便于將焊件上下溫差控制在工藝允許范圍內(nèi)，我們采用上下分區(qū)控制加熱的方法；圖10：焊接時(shí)熱電偶布置圖Ø 預(yù)熱加熱及層間溫度實(shí)際記錄曲線(xiàn)如圖13所示。2.4.4.4 焊后熱處理Ø 當(dāng)焊縫整體焊接完畢，試件要冷卻到100以下停留0.51小時(shí)，待焊縫金屬金相組織全部轉(zhuǎn)變成馬氏體后，再及時(shí)加熱進(jìn)行焊后熱處理；&

19、#216; 加熱器布置及寬度、測(cè)溫點(diǎn)布置等見(jiàn)圖11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3.2mm。熱電偶1、2、3、4、5、6為測(cè)溫點(diǎn)，7、8為控溫點(diǎn)，9、10為參考點(diǎn)；圖11：焊后熱處理熱電偶布置圖Ø 焊后熱處理采用4塊遠(yuǎn)紅外履帶式加熱器進(jìn)行分區(qū)控溫，以利于控制焊件的熱處理溫差；Ø 焊后熱處理工藝曲線(xiàn)如圖12所示。圖12：焊后熱處理工藝控制曲線(xiàn)Ø 實(shí)際焊后熱處理溫度記錄曲線(xiàn)如圖14所示。圖13 實(shí)際的預(yù)熱及層間溫度記錄曲線(xiàn)圖14 實(shí)際的熱處理溫度記錄曲線(xiàn)（1）圖14 實(shí)際的熱處理溫度記錄曲線(xiàn)（2）2.4.5 焊后檢驗(yàn)2

20、.4.5.1 試樣外觀及無(wú)損檢驗(yàn)：Ø 外觀檢查：表面無(wú)缺陷，外觀檢查符合DL/T868標(biāo)準(zhǔn)要求；Ø 超聲波探傷：未發(fā)現(xiàn)應(yīng)記錄缺陷；Ø RT檢驗(yàn)：底片顯示2.5×1圓形缺陷1個(gè)，質(zhì)量等級(jí)為I級(jí)片。2.4.5.2 各項(xiàng)力學(xué)性能試驗(yàn)Ø 根據(jù)DL/T868工藝評(píng)定規(guī)程要求，需對(duì)試件進(jìn)行拉伸、彎曲、沖擊等力學(xué)性能檢驗(yàn)，以及金相分析等。各式樣的取樣部位見(jiàn)圖15：圖15：式樣取樣位置示意圖 （1：拉伸試樣；2、3：側(cè)彎試樣；4：沖擊試樣；5：金相試樣）Ø 為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和權(quán)威性，我們特委托國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)西安熱工研究院作為第三方檢驗(yàn)單位負(fù)責(zé)進(jìn)行

21、各項(xiàng)理化試驗(yàn)；Ø 與其它已進(jìn)行P92工藝評(píng)定的電建單位不同的是，為了更好的分析我公司擬定的P92鋼工藝方案的正確可行性，我們特額外增加鐵素體含量測(cè)定及W夾雜分析試驗(yàn)，并出具了相關(guān)試驗(yàn)分析報(bào)告；Ø 拉伸試驗(yàn)依據(jù)GB 2651-89進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示：表4：P92焊接工藝評(píng)定拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)試樣編號(hào)截取位置負(fù)荷值（KN）抗拉強(qiáng)度Rm(b)(MPa)斷后斷裂處出現(xiàn)的缺陷斷裂位置種類(lèi)數(shù)量85/157-3545-6G-1A（外弧面）6點(diǎn)處375.505650無(wú)0斷母材85/157-3545-6G-1A（根層）6點(diǎn)處380.937635無(wú)0斷母材85/157-3545-6G-1A（平

22、均值）/642.5/85/157-3545-6G-1B（外弧面）12點(diǎn)處373.599685無(wú)0斷母材85/157-3545-6G-1B（根層）12點(diǎn)處429.178720無(wú)0斷母材85/157-3545-6G-1B（平均值）/702.5/Ø 根據(jù)GB 2653-89進(jìn)行側(cè)彎試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示；表5：P92焊接工藝評(píng)定側(cè)彎試驗(yàn)數(shù)據(jù)試樣編號(hào)截取位置側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果(D=4T,=180°)拉伸面出現(xiàn)的裂紋或缺陷種類(lèi)數(shù)量85/157-3545-6G-7A12點(diǎn)至3點(diǎn)中間無(wú)裂紋無(wú)085/157-3545-6G-7B3點(diǎn)至6點(diǎn)中間無(wú)裂紋無(wú)085/157-3545-6G-7C6點(diǎn)至9

23、點(diǎn)中間無(wú)裂紋無(wú)085/157-3545-6G-7D9點(diǎn)至12點(diǎn)中間無(wú)裂紋無(wú)0Ø 根據(jù)GB 2650-89進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，沖擊韌性值最低為76J，最高達(dá)130J，具有較好的韌性裕量，完全符合有關(guān)規(guī)定要求，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示：表6：P92焊接工藝評(píng)定沖擊韌性試驗(yàn)數(shù)據(jù)試樣編號(hào)截取位置缺口方位Akv（J）斷口上發(fā)現(xiàn)的缺陷種類(lèi)85/157-3545-6G-4A-1（外弧面）4點(diǎn)焊縫86無(wú)85/157-3545-6G-4A-2（根層）4點(diǎn)焊縫104無(wú)85/157-3545-6G-4B-1（外弧面）4點(diǎn)焊縫100無(wú)85/157-3545-6G-4B-2（根層）4點(diǎn)焊縫84無(wú)85/157-3545-6

24、G-4C-1（外弧面）4點(diǎn)焊縫76無(wú)85/157-3545-6G-4C-2（根層）4點(diǎn)焊縫88無(wú)85/157-3545-6G-4D-1（外弧面）4點(diǎn)熱影響區(qū)112無(wú)85/157-3545-6G-4D-2（根層）4點(diǎn)熱影響區(qū)124無(wú)85/157-3545-6G-4E-1（外弧面）4點(diǎn)熱影響區(qū)130無(wú)85/157-3545-6G-4E-2（根層）4點(diǎn)熱影響區(qū)114無(wú)85/157-3545-6G-4F-1（外弧面）4點(diǎn)熱影響區(qū)124無(wú)85/157-3545-6G-4F-2（根層）4點(diǎn)熱影響區(qū)124無(wú)Ø 根據(jù)GB 2654-89進(jìn)行布氏硬度（HBS）試驗(yàn)，硬度取樣部位見(jiàn)圖16，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7

25、及圖17；圖16：布氏硬度檢驗(yàn)部位示意圖表7：布氏硬度試驗(yàn)測(cè)定值一覽表測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)點(diǎn)硬度測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)點(diǎn)硬度測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)點(diǎn)硬度測(cè)點(diǎn)編號(hào)測(cè)點(diǎn)硬度11978197151972221321979202162022319832151019317202241954224112171819725195521512224191952624162151322420202/719814211212191801902000210220230母材區(qū)熱影響區(qū)焊縫區(qū)熱影響區(qū)母材區(qū)240硬度值區(qū)域圖17 接頭硬度分布示意圖Ø 工藝評(píng)定試件的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果均合格，試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。2.4.5.3 金相試驗(yàn)Ø

26、根據(jù)DL/T868-2004、DL/T884-2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行宏觀金相檢驗(yàn)，宏觀金相照片見(jiàn)圖18，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8：圖18：宏觀金相照片表8：宏觀檢驗(yàn)結(jié)果情況一覽表檢查項(xiàng)目裂紋未熔合氣孔未焊透夾渣咬邊根部突出內(nèi)凹結(jié)果無(wú)無(wú)有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)若有數(shù)量/個(gè)別（見(jiàn)圖18）/位置/焊縫/圖號(hào)/圖18（黑點(diǎn)）/Ø 微觀金相（見(jiàn)圖19、20、21，均為回火馬氏體組織，400×），微觀金相符合要求。 圖19：焊縫區(qū) 圖20：熔合線(xiàn) 圖21：熱影響區(qū)2.4.6 結(jié)論2.4.6.1 我公司針對(duì)SA335-P92鋼的成份、特點(diǎn)及焊接中需注意的事項(xiàng)，通過(guò)模擬試驗(yàn)制定焊接工藝操作方案、熱處理操作方案，并嚴(yán)格

27、按要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，試件的所有試驗(yàn)結(jié)果均符合要求，工藝評(píng)定獲得了圓滿(mǎn)成功。2.4.6.2 目前我公司已出具了正式的工藝評(píng)定報(bào)告，并正在組織進(jìn)行相關(guān)技術(shù)總結(jié)和編寫(xiě)SA335-P92鋼焊接工藝規(guī)范書(shū)，為P92鋼在施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接作準(zhǔn)備。2.5 P92鋼現(xiàn)場(chǎng)的安裝焊接作為高溫高壓部件的合金鋼焊口，對(duì)其焊接質(zhì)量的追求不能再僅停留在滿(mǎn)足焊后無(wú)損檢驗(yàn)合格的層次上。事實(shí)上，對(duì)于P91、P92等新型耐熱鋼焊口的焊接，最關(guān)鍵問(wèn)題應(yīng)是通過(guò)嚴(yán)格的焊接工藝過(guò)程的控制，最終能得到綜合性能好、能滿(mǎn)足機(jī)組安全可靠運(yùn)行的焊接接頭。為此，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工時(shí)必須嚴(yán)格按工藝要求控制好焊接及熱處理過(guò)程中影響焊縫性能的每一個(gè)環(huán)節(jié)，確保焊

28、接接頭的綜合性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 2.5.1 焊接材料管理焊接材料正確合理的使用是焊接質(zhì)量保證中重要的一環(huán)，工程開(kāi)工前我們將編制焊接材料管理制度以明確焊接材料驗(yàn)收、貯存、烘干、標(biāo)識(shí)、發(fā)放、使用及回收處理等職責(zé)要求，確保各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，控制焊材質(zhì)量，杜絕錯(cuò)用焊材現(xiàn)象。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有焊接材料倉(cāng)庫(kù)和焊條房，配備各種型號(hào)的恒溫箱、烘箱共4臺(tái)，并配有抽濕機(jī)、排氣扇等以確保通風(fēng)、干爽并使用溫濕計(jì)控制庫(kù)房相對(duì)濕度保持在60%以下，溫度在5以上。焊工憑經(jīng)簽發(fā)批準(zhǔn)的焊接工作單領(lǐng)取焊條、焊絲，在現(xiàn)場(chǎng)焊條只能存放于焊條保溫筒內(nèi)，并通電恒溫在100120。為加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的文明施工，我們?cè)诤附邮┕ぶ袑?shí)行焊條頭回收制度，每位焊

29、工均配有專(zhuān)用焊條頭回收盒并要求做到“工完、料盡、場(chǎng)地清”。每天回收的焊條頭應(yīng)達(dá)到當(dāng)天焊接焊條量的98%以上，并登記留底，以此作為獎(jiǎng)罰依據(jù)，同時(shí)，從提高效率、節(jié)約成本出發(fā)，要求每根焊條頭的預(yù)留長(zhǎng)度不能超過(guò)6cm，借助這些措施，杜絕施工現(xiàn)場(chǎng)焊條頭亂丟的現(xiàn)象，達(dá)到文明施工的目的。2.5.2 焊工的培訓(xùn)和考試我公司現(xiàn)有各類(lèi)別焊工450余名，其中，持電力I類(lèi)證的焊工近300名，持有P91有效焊工證的焊工有60余名。該60名焊工完全掌握了P91等高合金耐熱鋼的焊接技術(shù)要領(lǐng)，實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)豐富。因此，在超超臨界機(jī)組新型耐熱鋼P(yáng)92的施工焊接中，我們將在該60名具備P91資質(zhì)的焊工中，擇優(yōu)進(jìn)行P92工藝的培訓(xùn)，

30、并考取相應(yīng)的焊工合格證。由于P92的焊接工藝與P91存在很多相同點(diǎn)，操作的要求也差別不大，按我們的經(jīng)驗(yàn)，具備P91焊接經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀焊工，在進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)后，完全可以在短時(shí)間內(nèi)掌握P92鋼的焊接操作技能。針對(duì)每臺(tái)600MW超超臨界機(jī)組，我們計(jì)劃培養(yǎng)P92焊工20名，以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工的需要。2.5.3 焊接質(zhì)量管理本工程包括P92焊口焊接在內(nèi)，我們將嚴(yán)格實(shí)行焊接質(zhì)量三級(jí)檢查驗(yàn)收制度。由焊工進(jìn)行焊后外觀自檢并在焊口自檢表上簽認(rèn)，然后由焊接質(zhì)檢員進(jìn)行專(zhuān)檢并填寫(xiě)焊口外觀質(zhì)量檢查評(píng)定表，最后由焊接質(zhì)檢工程師進(jìn)行抽查并在移交資料上簽字合格，這樣層層把關(guān)，確保焊口質(zhì)量。同時(shí)，為做好對(duì)焊接前、焊接過(guò)程及焊接結(jié)束后三個(gè)

31、階段的質(zhì)量控制，由質(zhì)檢工程師在分項(xiàng)工程開(kāi)工前編制該項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量計(jì)劃，在質(zhì)量計(jì)劃中確定了各工序間的見(jiàn)證點(diǎn)、檢查點(diǎn)和停工待檢點(diǎn)，工序移交時(shí)由相關(guān)人員進(jìn)行驗(yàn)收簽證，這樣各級(jí)崗位人員各盡其職、各負(fù)其責(zé)，有效控制現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量。針對(duì)P92管口的焊接，我們將實(shí)行旁站監(jiān)督制度。即在每臺(tái)機(jī)組第一個(gè)P92焊口焊接時(shí)，公司質(zhì)量部將派專(zhuān)人前往工地參與P92焊接的技術(shù)交底及各項(xiàng)焊接準(zhǔn)備工作的監(jiān)督檢查，以及參與第一個(gè)P92焊口焊接過(guò)程中的旁站監(jiān)督；每個(gè)P92焊口焊接時(shí)，工地焊接質(zhì)檢員將全過(guò)程進(jìn)行旁站監(jiān)督。通過(guò)開(kāi)展旁站活動(dòng)，確保P92焊口焊接的萬(wàn)無(wú)一失。焊口的無(wú)損探傷，由焊接工程師根據(jù)每天焊口的完成情況，填寫(xiě)焊口ND

32、E委托單及焊口定位表交質(zhì)檢工程師檢查確認(rèn)抽樣后轉(zhuǎn)送NDE工程師。NDE人員依據(jù)檢驗(yàn)規(guī)范要求的抽查比例對(duì)每個(gè)焊工按批進(jìn)行無(wú)損探傷。由NDE工程師填寫(xiě)NDE日?qǐng)?bào)表及不合格焊口的焊口返修單，返回焊接部門(mén)，以便對(duì)返修焊口進(jìn)行及時(shí)處理，直到焊口合格為止，同時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行加倍檢驗(yàn)。焊口返修次數(shù)按焊接篇進(jìn)行。如果有P92焊口需要返修，我們將組織召開(kāi)質(zhì)量分析會(huì)，研究缺陷產(chǎn)生的原因和返修方案等，確保返修一次成功。為激發(fā)焊工提高焊接質(zhì)量的意識(shí)，本工程將實(shí)行焊接質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度，制度規(guī)定：焊工個(gè)人質(zhì)量獎(jiǎng)取決于焊接的受監(jiān)焊口一次探傷合格率和焊口數(shù)量，根據(jù)材質(zhì)、規(guī)格、探傷比例的不同計(jì)發(fā)質(zhì)量獎(jiǎng)，對(duì)于不合格焊口，除該焊口不受

33、獎(jiǎng)外，還另外加扣罰一定的焊口當(dāng)量。質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度的實(shí)行，真正做到獎(jiǎng)罰分明，可提高焊工的勞動(dòng)積極性和對(duì)焊接質(zhì)量的重視程度，保證本工程的施工焊接質(zhì)量。在P92鋼焊接過(guò)程中，我們組建 “P92焊接QC小組”，開(kāi)展QC活動(dòng)， 分析P92施工中遇到的困難和質(zhì)量問(wèn)題，總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)技術(shù)數(shù)據(jù)，研究改進(jìn)方案，為確保P92鋼焊口的質(zhì)量服務(wù)。2.5.4 焊接過(guò)程的控制焊接過(guò)程的控制主要是對(duì)在部件開(kāi)工、焊接、檢查、驗(yàn)收到工序完成的過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置和檢查過(guò)程的見(jiàn)證點(diǎn)、檢查點(diǎn)和停工待檢點(diǎn)等方式，從而對(duì)材料、工藝參數(shù)、規(guī)范要求進(jìn)行控制，使焊口的質(zhì)量達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。其過(guò)程如圖22所示的流程圖：圖22 焊接施工管理流程圖2.

34、5.5 P92鋼現(xiàn)場(chǎng)焊接的工藝要點(diǎn)2.5.5.1 焊接操作中應(yīng)注意“三小一多、薄而快”的要領(lǐng)，即：采用小規(guī)格焊條、小電流、小擺動(dòng)、多層多道焊工藝，關(guān)鍵因素是通過(guò)控制線(xiàn)能量而降低熱輸入量，避免層間溫度過(guò)高、焊層過(guò)厚，導(dǎo)致形成焊縫晶粒粗大，影響焊接接頭力學(xué)性能。2.5.5.2 為保證根部質(zhì)量，焊口背面應(yīng)采取充氬氣保護(hù)的措施。充氣方法與P91焊口相同。2.5.5.3 打低焊時(shí)，采用氬弧焊打底并填充一層，即用氬弧焊焊兩層，防止出現(xiàn)根部裂紋；手工焊條填充焊接是，最好選用3.2的焊條進(jìn)行焊接。2.5.5.4 應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度及層間溫度，在防止裂紋的產(chǎn)生的同時(shí)，確保得到晶粒細(xì)小的焊后組織；除合理布置熱電偶

35、位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，焊接過(guò)程中用手提式測(cè)溫儀再次進(jìn)行溫度監(jiān)控，確保層間溫度不超過(guò)250。2.5.5.5 焊后熱處理采用分區(qū)控溫、合理布置熱電偶監(jiān)測(cè)溫度，嚴(yán)格控制焊后熱處理溫度以滿(mǎn)足工藝要求；焊后熱處理采用分區(qū)控溫法嚴(yán)格控制整個(gè)試件的溫度，使溫差在10以?xún)?nèi)，保證焊接接頭最終成為細(xì)小的回火馬氏體組織。2.5.5.6 因超超臨界機(jī)組主蒸汽管道壁厚接近100mm，施焊及熱處理時(shí)間長(zhǎng)，為了避免因施工的臨時(shí)停電引起的焊接及熱處理過(guò)程的突然中斷而引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備必要的備用電源以作應(yīng)急之用，確保P92焊口的焊接及熱處理的一次性成功，以保證焊縫質(zhì)量。2.5.5.7 試驗(yàn)證明，采用遠(yuǎn)紅外的加熱方式來(lái)進(jìn)行

36、P92焊口的預(yù)熱及焊后熱處理加熱，只要控制好升溫速度，對(duì)管口分區(qū)進(jìn)行控制加熱，則管口的內(nèi)外壁及上下區(qū)域的溫差完全可以控制在工藝要求范圍內(nèi)，熱處理效果非常理想。2.5.5.8 現(xiàn)場(chǎng)P92焊口的焊接，只要嚴(yán)格按工藝評(píng)定的要求進(jìn)行全過(guò)程的質(zhì)量控制，則每一焊口的焊接將僅是同一工藝的重復(fù)，可以確保焊縫的質(zhì)量及綜合性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3 新型奧氏體鋼的焊接3.1 概述目前，在我國(guó)超超臨界機(jī)組鍋爐高溫過(guò)熱器、末級(jí)再熱器等受熱面管道中使用的新型純奧氏體鋼主要有：TP347HFG（18Cr11NiO.9Nb）、SUPER304H(18Cr9Ni3CuNb)、HR3C(25Cr20NiNbN)；還有推崇在蒸汽650

37、壓力達(dá)350MPa 時(shí)使用的NF709（20Cr25NiMoTiN）鋼。HR3C經(jīng)真空冶煉、鍛制、冷扎和1200下30分鐘的固溶處理后，比常規(guī)的不銹鋼材料具有更高的高溫強(qiáng)度和耐蝕性能。對(duì)HR3C材料進(jìn)行650、700下1000小時(shí)的蒸汽氧化試驗(yàn)和合成煤灰環(huán)境下的熱腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果表明HR3C鋼的耐蒸汽腐蝕和熱腐蝕性均優(yōu)于一般的18-8不銹鋼。SUPER304H簡(jiǎn)稱(chēng)超級(jí)304，在受熱面形成后必須作整屏固溶化熱處理。SUPER304H高溫下的許用應(yīng)力較高，但在抗高溫蒸汽氧化及抗煙氣高溫腐蝕上比HR3C稍差，因此在超超臨界鍋爐中，一般在選材上采用抗氧化性更強(qiáng)的HR3C與SUPER304H相組合的方式，

38、將SUPER304H作噴丸處理后用于鍋爐相對(duì)溫度較低處；易氧化的高溫區(qū)則采用HR3C，如圖23所示。圖23 超超臨界鍋爐過(guò)（再）熱器管材質(zhì)的選用該四類(lèi)新型純奧氏體鋼的化學(xué)成份見(jiàn)表9，傳統(tǒng)的TP347H和TP304H鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表10。表9 四類(lèi)新型奧氏體鋼的化學(xué)成份表10 傳統(tǒng)的的TP347H和TP304H鋼的化學(xué)成分圖24 常規(guī)和高級(jí)不銹鋼管許用應(yīng)力對(duì)比從表9與表10中可以看出， TP347HFG 的成分和傳統(tǒng)的TP347H 沒(méi)有原則區(qū)別。新型奧氏體鋼主要有以下幾個(gè)共同的特點(diǎn)：1) 新型奧氏體鋼與傳統(tǒng)奧氏體鋼比較，不僅都含有穩(wěn)定化元素Nb 而且還含有更多的強(qiáng)化元素，因此高溫許用應(yīng)力大幅度提

39、高，如圖24所示。但這些強(qiáng)化元素將在強(qiáng)化鋼的同時(shí)會(huì)使鋼材時(shí)效后的塑性韌性大幅降低；2) 為了避免高溫下運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)相而發(fā)生脆化，其Cr、Ni 元素成份含量確保了它們都是較為穩(wěn)定的純奧氏體組織；3) 碳、硫和磷等雜質(zhì)被限制得很低，而且隨著Cr、Ni 含量的提高，這些元素被控制得更低。3.2 新型Cr、Ni 純奧氏體鋼焊接控制的難點(diǎn)3.2.1 焊接裂紋3.2.1.1 焊接Cr、Ni 純奧氏體鋼容易出現(xiàn)焊接高溫結(jié)晶裂紋、高溫液化裂紋和高溫脆性裂紋。熔融的熔敷金屬在凝固結(jié)晶過(guò)程中，當(dāng)殘留在凝固晶粒間的液體薄膜被收縮應(yīng)力拉開(kāi)而又不能用足夠的液體金屬填充滿(mǎn)時(shí)，就會(huì)形成結(jié)晶裂紋，這種裂紋常出現(xiàn)在焊縫中，尤

40、其容易發(fā)生在焊縫收尾部分和弧坑處。3.2.1.2 在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)，焊接的高溫加熱，使該區(qū)域母材局部熔化，在冷卻時(shí)的凝固過(guò)程中，局部熔融的母材金屬的晶界也可能出現(xiàn)上述晶間的液體薄膜被拉開(kāi)而無(wú)法填補(bǔ)的現(xiàn)象，導(dǎo)致在熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)形成裂紋，這種裂紋稱(chēng)為高溫液化裂紋。高溫液化裂紋發(fā)生在熱影響區(qū)的母材過(guò)熱區(qū)中，在多層多道焊情況下，也可能發(fā)生在焊縫中的焊層間和焊道間的熱影響區(qū)中。3.2.1.3 在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)，材料雖然沒(méi)有發(fā)生局部熔融，但在高溫下其塑性降到了很低水平時(shí)，也可能在應(yīng)力作用下，由于塑性不足而產(chǎn)生裂紋，從而形成高溫脆性裂紋。3.2.1.4 上述裂紋的產(chǎn)生都與材料中的Ni、C、Si

41、、Nb、S、P、Sn、Sb 等元素的含量有關(guān)，該類(lèi)元素會(huì)明顯提高裂紋形成的敏感性，其中除Ni、Nb 是必須按量加入的外，其它元素的含量必須給予嚴(yán)格的限制。據(jù)此,可以理解為什么表9 中所列的鋼隨著Cr、Ni 含量的提高，對(duì)C、S、P 含量的限制就越加嚴(yán)格，控制的含量水平也越低。這個(gè)原則也必然成為選擇和設(shè)計(jì)焊接這類(lèi)鋼熔敷金屬成分的準(zhǔn)則。3.2.2 接頭抗腐蝕性能的降低3.2.2.1 18-8 型Cr-Ni 奧氏體鋼焊接以后若經(jīng)過(guò)敏化，接頭的熱影響區(qū)（HAZ）可能發(fā)生晶間腐蝕。含有穩(wěn)定化元素的Cr-Ni 奧氏體鋼焊接以后經(jīng)過(guò)敏化雖然不會(huì)出現(xiàn)HAZ 的晶間腐蝕，但可能會(huì)呈現(xiàn)刀狀腐蝕。3.2.2.2 C

42、r-Ni 奧氏體鋼最容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度范圍是50300，因此對(duì)于焊接表9 所列各新鋼種時(shí)，必須重視的是防止其發(fā)生應(yīng)力腐蝕，尤其應(yīng)重視防止接頭在鍋爐升溫運(yùn)行時(shí)間內(nèi)發(fā)生應(yīng)力腐蝕。3.2.3 接頭的脆化3.2.3.1 Cr-Ni 純奧氏體鋼在固溶狀態(tài)下具有優(yōu)良的塑性。但是表9所列的鋼中，除了TP347HFG 以外，都含有眾多提高其高溫蠕變強(qiáng)度的沉淀強(qiáng)化元素。3.2.3.2 材料在高溫運(yùn)行過(guò)程中，這些沉淀強(qiáng)化元素逐漸以碳化物、氮化物或金屬間化合物形式彌散析出，它們?cè)趶?qiáng)化材料的同時(shí)，明顯降低材料的塑性和韌性。3.2.3.3 用這些鋼材制成的鍋爐部件，其運(yùn)行溫度恰好是這些鋼相析出的溫度區(qū)，鋼材在開(kāi)發(fā)設(shè)

43、計(jì)時(shí)就考慮到要避免析出相而脆化的傾向。3.2.3.4 焊縫金屬也會(huì)有這種時(shí)效脆化的傾向，因此除了上述由于時(shí)效造成的脆化以外還需要防止相脆化。焊接時(shí)如果焊接材料選擇得正確，也就可以避免相脆化的危險(xiǎn)。3.3 四種新型奧氏體鋼焊接裂紋敏感性的比較采用剛性固定法和可調(diào)拘束試驗(yàn)法測(cè)試比較表9所列鋼的高溫裂紋的敏感性，試樣采用不填絲的氬弧焊打底、焊條電弧焊填充和蓋面的焊接工藝。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析可以得出以下結(jié)論：1) TP347HFG 鋼氬弧焊打底焊縫中的裂紋率明顯地低于TP347H 鋼，填充和蓋面焊時(shí)熱影響區(qū)的裂紋都很低。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，焊接TP347HFG 鋼并不比傳統(tǒng)為我們所熟悉的TP347H

44、鋼更困難。2) 在相同的條件下，Super304H 鋼的裂紋敏感性成倍地低于TP347H 鋼，而HR3C 鋼的裂紋敏感性略高于TP347H 鋼。3) 四種鋼的裂紋敏感性從小到大的次序是：TP347HFGSuper304HHR3CNF709。其中TP347HFG 和Super304H 的裂紋敏感性明顯低于TP347H 鋼，HR3C 和NF709 的裂紋敏感性略高于傳統(tǒng)的TP347 H 。4) TP347HFG和Super304H 焊縫的裂紋敏感性遠(yuǎn)比熱影響區(qū)高。3.4 影響Cr-Ni 奧氏體鋼應(yīng)力腐蝕的因素Cr-Ni 奧氏體鋼構(gòu)件在熱水或高溫水、氯化物溶液、堿溶液和連多硫酸（H2SXO6）等介質(zhì)

45、中會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞?；痣娬局械膽?yīng)力腐蝕大多是在熱水或高溫水和氯化物介質(zhì)中發(fā)生的。3.4.1 介質(zhì)的特性3.4.1.1 在熱水和高溫水（或水蒸汽）介質(zhì)中，氯離子和氧離子的濃度對(duì)應(yīng)力腐蝕有重要影響，隨著氯離子含量的增加，應(yīng)力腐蝕破裂速度加快。但是溶解氧對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂起了決定性的作用，一般情況下，在僅有微量氯離子而沒(méi)有氧存在的情況下，Cr-Ni不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕?？梢?jiàn)溶解氧和氯離子的同時(shí)存在是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的必要條件。3.4.1.2 PH 值也影響應(yīng)力腐蝕破裂的進(jìn)程，PH 值增加可能會(huì)減緩Cr-Ni 不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破裂速度，一些試驗(yàn)說(shuō)明當(dāng)PH 值=67 時(shí)，Cr-Ni 不銹鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂最敏

46、感。此外溫度升高也會(huì)提高應(yīng)力腐蝕破裂的速度。3.4.2 應(yīng)力作用一般認(rèn)為應(yīng)力腐蝕破裂的時(shí)間ts 和應(yīng)力間的關(guān)系可用方程表示為： logts=a+b*顯然應(yīng)力增加應(yīng)力腐蝕破裂速度加快。但是當(dāng)應(yīng)力減小到一定水平時(shí)，就不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕，這個(gè)臨界應(yīng)力的數(shù)值隨著介質(zhì)、溫度和鋼材的不同而不同。但無(wú)論如何，確保低的應(yīng)力水平對(duì)減緩和防止應(yīng)力腐蝕是極為重要的。3.4.3 冷作變形冷加工變形對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂的影響是很明顯的，一般情況下，在冷變形量很小時(shí)，隨著變量的增加，Cr-Ni 奧氏體鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂的敏感性將劇增。3.4.4 鋼材的成份當(dāng)介質(zhì)是高溫水時(shí)，通常Cr、Ni、Si 會(huì)降低Cr-Ni 奧氏體鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕

47、破裂的敏感性，而N、P則是有害的。3.5 焊接新型奧氏體鋼的工藝原則3.5.1 采用低熱輸入的焊接方法：根據(jù)前面的討論，焊接這類(lèi)鋼首先要克服的是焊接裂紋；在獲得完整的焊接接頭情況下，還要避免接頭發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂和焊縫相脆化的危險(xiǎn)。因此為了防止焊縫發(fā)生高溫裂紋，只能采用降低焊接熱輸入、降低層間溫度的工藝方法和工藝措施，也就是說(shuō)，應(yīng)盡量采用焊接熱輸入低的TIG 焊工藝以及確保層間溫度低的短焊道和間斷焊方法。3.5.2 焊接材料：熔敷金屬的選擇只能考慮選擇采用和母材成分相同且雜質(zhì)含量低的材料，或采用鎳基焊材如Inconel 82 等焊材。3.5.3 防止污染：為了防止發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，需要確認(rèn)施工過(guò)

48、程以及隨后的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、運(yùn)行過(guò)程中是否存在有氯離子，如果無(wú)法避免氯離子對(duì)焊接熱影響區(qū)的污染，就需要進(jìn)行焊后固溶處理以消除焊接應(yīng)力。3.5.4 避免冷加工：此外焊縫焊接以后應(yīng)盡量避免進(jìn)行冷作變形加工。3.6 焊接工藝評(píng)定通過(guò)以上對(duì)超超臨界機(jī)組新型奧氏體不銹鋼的性能及必須注意的問(wèn)題等的分析，可以看出：1) 新型奧氏體不銹鋼的焊接工藝與傳統(tǒng)的不銹鋼相比，沒(méi)有太大的原則性區(qū)別；2) 必須注意選用成份與母材匹配、雜質(zhì)含量更低的焊接材料，或者選用鎳基焊接材料；3) 盡量采用熱輸入少的焊接方法，如采用TIG焊工藝；4) 焊接時(shí)必須注意嚴(yán)格控制層間溫度；5) 必須防止介質(zhì)尤其是氯離子污染；如果無(wú)法避免氯離子對(duì)

49、焊接熱影響區(qū)的污染，就需要進(jìn)行焊后固溶處理以消除焊接應(yīng)力；6) 焊縫焊接以后應(yīng)盡量避免進(jìn)行冷作變形加工。目前，我公司已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)了TP347HFG管材，正在編制相關(guān)的工藝評(píng)定方案，計(jì)劃在今年年底前完成相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定工作。其它材料的焊接工藝評(píng)定也正在積極策劃準(zhǔn)備中，計(jì)劃在明年上半年全部完成，以全面掌握超超臨界機(jī)組的關(guān)鍵的焊接技術(shù)。3.7 新型奧氏體不銹鋼現(xiàn)場(chǎng)的安裝焊接3.7.1 焊接工藝要求1) 依據(jù)國(guó)內(nèi)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T868-2004焊接工藝評(píng)定規(guī)程及DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程，不銹鋼共分為三類(lèi)，即CI類(lèi)（馬氏體）、CII類(lèi)（鐵素體）、CIII類(lèi)（奧氏體），因此以上所述新型奧氏體不銹鋼應(yīng)歸類(lèi)為CIII類(lèi)；2) 按照規(guī)程要求，同類(lèi)級(jí)別的鋼材，在規(guī)定為重要參數(shù)及附加重要參數(shù)的參數(shù)未發(fā)生改