SA213-T91钢的焊接电厂规程必看.pdf

SA213-T91 钢的焊接 摘要：针对SA335-T91 钢焊接时根部焊缝氩弧焊打底背面易烧枯的现象，通过实践，总结出产 生问题的原理，并提出了多种行之有效的解决方法，达到理想的效果。焊缝背面必须充混合气 体进行保护，本文结合外高桥二期工程具体介绍了影响气保护效果的客观因素和主观充气方法， 并分析了各自的影响原理，进而提出了解决方法，并通过了实践的检验，证明是行之有效的。 关键词：焊接、混合气体、充气保护、内加丝焊法 上海外高桥电厂二期2*900MW机组工程，是国内目前单机容量最大的火力发电设备，由于 机组的工作压力和温度很高，ALSTOM公司大量选用SA335-T91 管子作为过热器系统和再热器 系统用管。SA213T91 钢是一种改良型的9Cr-1Mo钢，在原9Cr-1Mo马氏体钢中加入V 、Nb等合 金元素，具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能，AC1为830-850℃，AC3为900-940℃。在550-650 ℃的许用应力明显高于10CrMo910、X20CrMoV121 钢；与 10CrMo910 钢相比，在同等的温度、 压力条件下，管子壁厚可减小50%，推荐使用温度为650℃以下。T91 钢由于抗高温性能好，可 用于锅炉的过热器管、联箱、过热主蒸汽管及制造压力容器，由于它抗表面锈蚀性能好，可 以 在650℃温度下连续工作。 T91 钢种可采用钨极氩弧焊、焊条电弧焊方法进行焊接。预热温度和层间温度应在 180-250 ℃之间，不要超过350℃，在焊后热处理之前，必须将整个材料的温度降至180℃以下，以保证 马氏体的充分转换。 一、充气方法 SA213-T91 的合金成分相当高，如果采用和低合金钢相同的焊接工艺，焊缝根部就会过烧， 因此，氩弧焊打底时，焊缝根部必须充混合气体——N2 （88% ）+H2 （12%）进行保护，才能使 打底焊缝的根部得到良好的保护，防止根部焊缝和母材的过烧，获得良好的根部焊缝的成形和 符合要求的机械性能。 结合外高桥工程，经过现场实践和效果，焊缝根部充混合气体进行保护有三种方法，作具体 介绍： （1）对口前在焊口两端的管子内塞入可溶纸（可彻底溶解于水的纸，不影响水压及以后的系 统运行），程度为紧密，塞入深度为150-200mm。在混合气体皮管上接一个带阀门的不锈钢扁 管，不锈钢扁管的管口厚度为2-3mm ，并在长度方向呈楔形，这样不锈钢扁管才能塞入焊口的 对口间隙，并在焊口根部卡住固定，具体见图一，混合气体流量为5-7L/min 。在不锈钢扁管的 对面进行氩弧焊打底，氩气流量为8-10L/min，其余位置用耐高温铝箔纸密封，使混合气体集中 流向焊接处，达到良好的保护效果。在打底过程中，氩弧焊打一段底，撕去一段耐高温铝箔纸， 直至打底结束。这种方法的优点是混合气体的消耗量小，成本低，比较经济。缺点是最后封口 打底的三分之一长度焊缝，由于位置限制必须拔掉不锈钢混合气体扁管，否则氩弧焊枪就无法 操作。所以最后的三分之一长度焊缝只能利用管内的剩余混合气体进行根部保护，保护效果肯 定要打折扣，就存在焊缝根部过烧的可能性。如果最后的三分之一长度焊缝在打底过程中，根 部目视检查存在问题，如内凹、未焊透等，就必须用角向磨磨掉，此时混合气体就逐渐流失， 达不到保护要求，必须重新插入不锈钢混合气体扁管进行充气，带来很多麻烦，在现场焊接时 可操作性较差。 焊口无损探伤检查如发现超标缺陷，返修时也同样存在充气保护困难的情况。 （2 ）如图二在焊口两端的一根管子内塞入可溶纸，程度为紧密，塞入深度为150-200mm， 然后在另一根管子远离焊口的一端密封盖1 处塞入混合气体充气皮管，充入混合气体，由于管 子长度为22 米，五分钟左右将管内的空气排尽，混合气体到达焊缝位置，在可溶纸位置受阻， 因此混合气体在焊口处呈管子径向流出，为了取得理想的气保护效果，将焊缝的一侧由仰焊位 置至平焊位置用耐高温铝箔纸密封二分之一的焊缝，这样既可以适当降低混合气体流量，实际 焊接时的流量为9-11L/min，又可以节约用气，降低焊接成本，氩弧焊枪的氩气流量为8-10L/min。 在实际操作中焊缝根部呈银白色，而且整个焊缝都受到良好的保护，充气效果比第一种方案好。 但在平焊位置进行最后的氩弧焊封口时，由于此时气体只有这平焊位置封口处一个出口，且通 径越来越小，气体冲力越来越大，造成氩弧焊封口困难。如采用在焊接过程中动态调节混合气 体流量，从实际操作来讲，很难掌握调节的分寸，因此这一方法不可行。所以为了降低焊缝封 口时的气体冲力