P92钢焊接热理工艺.doc

P92钢焊接热处理工艺 随着电力工业的迅速发展，大容量的高温高压机组不断涌现，逐步淘汰了中温中压机组，大机组已成为中国火力发电的主力机组。为了进一步提高机组效率、降低煤耗、保护环境、减少CO2的排放，还有必要提高蒸汽参数。提高锅炉蒸汽温度和压力数是提高火力发电厂效率最有效的方法之一，特别是温度对效率的影响更为显著。增大蒸汽压力要求使用高温强度更高的钢材，否则必然使构件的壁厚成倍地增大。增加蒸汽温度则必然要求钢材能在更高的温度下保持高的强度。可见电力技术的发展在很大程度上依赖于材料技术的发展水平。顺应这一要求，一系列适用于高温高压蒸汽参数的铁素体热强钢和奥氏体耐热不锈钢，如T91/P91，T92/P92，T122/ P122，TP304H，T23/P23等在现代的冶炼、轧制、热处理和计算机控制技术基础上产生，它们将是我国今后新建大容量亚临界机组和超临界机组时首选的材料。T92/P92钢（以下统称P92 钢）及相应的焊接材料即是在这样的背景下研究开发出来的。目前，P92钢已用于新的超临界及超超临界电站的建设中。 1 P92钢材简介 P92钢是在T/P91钢基础上改良开发出来的新钢种。T/P92钢的标准化学成分和机械性能见表1和表2。 1.1 T/P92在T/P91钢的基础上加入了1.7%的钨（W），同时钼（Mo）含量降低至0.5%，用钒、铌元素合金化并控制硼和氮元素含量的高合金铁素体耐热钢，通过加入W元素，显著提高了钢材的高温蠕变断裂强度。在焊接方面，除了有相应的焊接材料，并由于W是铁素体形成元素，焊缝的冲击韧性有所下降外，其余对预热、层间温度、焊接线能量，待马氏体完全转变后随即进行焊后热处理以及热处理温度、恒温时间的要求都是比较相近的。 1.2 T/P92钢中有关C、S、P等元素含量低、纯净度高，且具有高的韧性，焊接冷裂纹倾向大为降低，但由于其钢种的特殊性，仍存在一定的冷裂纹倾向，所以焊接时必须采取一些必要的防范措施。 1.3 T/P92钢中添加W元素，促进了δ铁素体的形成，使冲击韧性比T/P91有所降低，所以焊缝的冲击韧性与其母材、HAZ和熔合线的韧性相比，也存在明显降低的问题。 1.4 与T/P91钢相似，存在焊接接头热影响区“第四类”软化区的行为。焊接接头经过长期运行后，焊接断裂在远离焊缝区的软化带，此软化带强度明显降低。 2 P92钢工艺评定热处理设备及材料的选用 2.1 热处理控制设备：选用DWK—120kW电脑温控仪。 2.2 加热器选用远红外履带式加热器。 L （D+10）×3.14/2 式中：L为加热器总长度（单位mm）, D为试样管件直径（单位mm）。 对不小于273mm的管子，适用此公式。加热器规格根据加热器总长度来选择，每片加热器功率为10kW。 2.3 热电偶：选用NiCr-NiSi，K型热电偶。规格：Φ0.8mm和Ф3mm。 2.4 远红外测温仪。规格：0~800℃。 2.5 储能电偶仪：推荐采用储能焊接的方法将热电偶丝直接压焊在管道外表面。 2.6 自动温度记录仪。 以上温度测量设备，使用前需经过温度计量资质单位的鉴定。 3 P92钢焊前预热及层间温度 离焊缝坡口20mm处，左右均用履带式加热器整圈包扎。预热及层间温度工艺曲线如图1所示。 4 P92钢的焊后热处理 4.1 当焊缝整体焊接完毕，对P92钢大径厚壁管的焊接接头冷却到80~100℃保温1~2h，待P92钢的金相组织全部转变为马氏体后应及时进行焊后热处理。管道局部热处理示意图如图2所示。 4.2 加热带布置及宽度、测温点布置见图3所示。热电偶1、2、3、4、5、6、9、10规格为Φ0.8mm，热电偶7、8 规格为Φ3.2mm作温度对比试验。1、2、3、4、5、6为测温点，7、8为控温点，9、10为参考点。 控温热电偶一般位于相应控温区预期温度最高的地方以防止超过最高的允许温度。施工现场热处理测温点布置见表3。 4.3 热处理采用履带式加热器。 焊缝热处理需要功率P D×δ/650 式中：P为所需功率，单位kW；D为管件直径，单位mm；δ为管件壁厚，单位mm。 所选用的履带式加热器功率应大于计算功率P，且符合DL/T 819-2002 规定。 4.4 当焊接接头不能及时进行热处理时，应于焊后立即做加热温度为350℃, 恒温时间为2h的后热处理。 4.5 焊后热处理的升、降温速度一般可按250mm×25mm/壁厚（℃/H）计算, 以不大于150℃/h为宜，降温至300℃以下时，可不控制，立即拆除保温，在静止的空气中冷却至室温。 4.6 P92钢焊后热处理加热温度为760 ±10 ℃。对于P92钢与珠光体、贝氏体钢的异种焊接接头，加热温度应按两侧钢材及所用焊丝、焊条等