电力行业新型耐热钢的焊接现状.doc.doc

电力行业新型耐热钢的焊接现状 锅炉机组参数的提高依赖于新型钢材的出现。60年代，世界各国有过提高机组参数的尝试，后因钢材问题又都陆续将参数退回到了5400C 左右这一典型参数。直到90年代，以T/P91钢为标志的新型耐热钢的出现，机组参数的提高才成为可能。这些新型耐热钢的出现，是焊接工作这的新课题。 我国超临界机组新型耐热钢的焊接 我国电站中应用新型9Cr-1MoVNb钢（T/P91）是在90年代中期，经过十余年的摸索，对该钢材的焊接有较深刻的了解，据此也认识到新型耐热钢的一些焊接特点，为我国锅炉机组参数的提高积累了一些经验。于2006年投产的华能浙江玉环发电厂单机容量1000MW超超临界火力发电机组中，除T/P91钢以外，还使用了T/P92钢、Super304H钢、HR3C钢等。其中，Super304H钢和HR3C钢属于奥氏体耐热钢，其应用只局限在锅炉制造厂，锅炉安装现场焊接工作中焊接T/P91钢和T/P92钢都属于铁素体耐热钢，是目前电力行业焊接工艺进步和取得突破的重点。 1．1T/P91钢的焊接 T/P91钢是ASME标准SA213-T91/SA335-P91钢的简称，是80年代美国的树岭实验室开发的新型耐热钢，称为9Cr-1MoVNb钢。该钢的焊接经我国电力行业多年的研究与应用，其性能与焊接特点有一下几点： 1.1.1对焊接热输入极为敏感 9Cr-1MoVNb钢的焊接过程的热输入包括两方面，即预热和层间温度、焊接热输入量。①预热和层间温度，理论上应保证在3000C以下，实际焊接中控制得更低些为好。有资料证明，预热和层间温度对焊接接头的室温冲击韧性关系密切，当保持在3500C～3800C时，室温冲击值在28～50J之间；而保持在2500C左右时，室温冲击值可以达到60～100J（标准值为41J）。②焊接热输入量（旧称焊接线能量），应该控制在25J/cm以下，当焊接热输入量大于此值或更高时，室温冲击值将达不到41J的标准。 对焊接热处理敏感 9Cr-1MoVNb钢的合金元素含量较高，需要进行焊后热处理，标准规定热处理温度为7600C±100C。由于9Cr-1MoVNb钢是多元素强化钢，该钢理论AC1温度在8000C～8300C之间，其下限距标准规定热处理温度上限比较接近，热处理过程的允许偏差就有可能超过钢材的AC1温度。与此同时，9Cr-1MoVNb钢焊接接头的热处理工作中，还有焊接材料的AC1温度问题同样影响接头性能，现有的焊接材料为了获得较好的工艺性能和接头塑韧性，都在材料中加入镍，镍元素是扩大奥氏体区元素，会降低焊缝的AC1温度时，室温冲击韧性急剧下降，冲击值甚至有不到10J的情况。 不同焊接材料获得的结果悬殊 电力行业应用9Cr-1MoVNb钢已经多年，前期使用的焊接材料几乎都靠进口，主要有英国的曼彻特、德国的蒂森、日本的神钢、法国的萨福、瑞士的奥林康和奥地利的伯乐等。近年来，国家电力建设研究生产的“科建牌”也在应用，上海电力修造总厂也产出9Cr-1MoVNb钢使用的焊接材料。经验证明，这些焊接材料的性能悬殊很大，特别是AC1温度差别很大，这就要求焊接工作者一定要关注这一点，特别是选定焊接材料后，一定要研究厂家说明书，否则，焊接接头发生问题的责任将要自己承担。如某进口焊接材料热处理温度在7600C时，恒温4小时；7500C时恒温8小时，这一参数与DL/T869-2004火力发电厂焊接技术规程推荐的参数相差很多。 1.1.4改变了焊接观念 在焊接常规耐热钢时，预热和层间温度与焊接热输入量是重要参数，但对材料冲击韧性的影响，远不及新型耐热钢大。这种情况的出项使焊接工艺的概念有了根本性的变化。过去谈到焊接工艺，往往指焊接操作工艺，今天的新型耐热钢焊接工艺，却与操作工艺无关，主要同焊接参数和工艺要求相关。与此同时焊接检验的观念也逐渐变化，即：经过焊接检验合格的焊接接头，其性能不一定合格。也就是说，当焊接或焊后热处理参数出现问题时，导致的焊接接头室温冲击韧性不合格是不能被现有的焊接检验手段在现场检验出来的。所以，新型耐热钢的焊接过程在现代质量管理中被称为“需要确认的过程”，这种过程的实现必须进行焊接质量影响因素的预先鉴定和确认，包括人、机、料、法、环诸方面，这种“预先”也就是指焊接质量控制的时机必须提前，必须实施全过程控制。 9Cr-1MoVNb钢的焊接在电力行业有较为完整的依据和标准，即：2002年10月国家电力公司电源建设部颁发的《T91/P91钢焊接工艺导则》（为了解9Cr-1MoVNb钢的焊接实施，摘录《T91/P91钢焊接工艺导则》部分内容见后文）和DL/T869-2004火力发电厂焊接技术规程。 T/P92钢的焊接 继T/P91钢以后，日本于90年代开发对T/P91钢实施改进，以期进一