电厂T-P91焊接接头硬度值偏差原因探讨.docx

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电厂T/P91焊接接头硬度值偏差原因探讨

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摘要：主要分析电厂P91焊接接头硬度偏差原因，从焊接过程、热处理工艺、检测方法这些方面来进行探讨。

关键词：焊接工艺；热处理；硬度

随着超(超)临界等大容量、高参数机组的发展应用，T/P91钢以其良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能，在电站锅炉的过热器、再热器及主蒸汽等管道上获得越来越广的应用。虽然说T/P91钢在我国使用和研究已有多年的历史，但在施工现场施焊时，该钢的焊接质量问题仍时有发生。当我们对某在建电厂热处理后的T/P91的焊接接头硬度进行硬度检测时，有时会发现硬度值出现不合格的情况，这对电厂以后的运行会造成隐患。

现场T/P91的焊接工艺

现场一般采用GTAW+SMAW或GTAW焊接，我们根据P91钢的焊接特性来采取各种保护措施：

（1）由于P91是高合金钢，它具有相当高的冷裂倾向，在焊接前对焊口进行跟踪预热，热电偶对称布置，热电偶与管件应接触良好，氩弧焊预热温度为150~200℃，焊条电弧焊预热为200~250℃，预热宽度从坡口中心每侧不少于4倍的管壁厚计算。

（2）在焊接过程中严格控制焊件的层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度是首要的任务。其次要十分注意从层间温度冷却至焊后热处理开始的时间间隔。焊条电弧焊时，层间温度不宜超过250℃;埋弧焊时，层间温度不宜超过300℃。

（3）焊条电弧焊进行填充和盖面时，宜采用直径不大于3.2mm的焊条焊接，每根完整的焊条所焊接的焊道长度与该焊条的熔化长度之比应大于50%。焊缝其单层增厚不超过焊条直径，焊道宽度不超过焊条直径的4倍。埋弧焊宜采用直径不大于3.2mm的焊丝，焊接时应合理调整焊丝偏移量，优化焊层形状。

现场T/P91的热处理工艺

表1是某电厂一次再热热段管道热处理工艺卡，材质为SA335P91，规格为Φ686×26.6。

在现场热处理过程中，我们一般采用履带加热器进行焊后热处理。履带式加热器能制成多种形状的履带式加热器，可视工件的几何形状，壁厚及热处理要求选择相应的规格。具有加热速度快，热利用率高，节能显著，劳动强度低，使用安全可靠、操作方便的优良性能，是目前焊接界一种必威体育精装版颖实用的理想局部热处理加热器，最高工作温度1050℃。

工程项目

XXXX电站工程#1机组

分项工程

一次再热热段管道安装

焊接工艺卡

0626010000-0100200-1535-2000000000000-0029-10

焊缝编号

GZ

母材规格

φ686×26.6

母材材质

SA335P91、SA335P91/SA182F91

热处理要求

预热＋后热＋焊后热处理

1.预热

2.后热

3.焊后热处理

预热方法

电加热

后热方法

电加热

加热方法

电加热

加热器型式

绳状加热器

加热器型式

绳状加热器

加热器型式

履带加热器

保温材料

3000×600×25

保温材料

3000×600×25

保温材料

3000×600×25

预热宽度

≥110

加热宽度

≥110

加热宽度

≥240

保温宽度

≥294

预热温度

163-198℃

后热温度

300-350℃

Ms转变温度

80-100℃

转变时间

2

208-237℃

恒温时间

2

热处理温度

752～761℃

恒温时间

3

升温速度

≤150

升降温速度

≤150

升温速度

≤150

降温速度

≤150

控温方法

热电偶

控温方法

热电偶

控温方法

热电偶

热处理曲线示意图：

表1热处理工艺卡

但是在现场热处理过程中，还是容易出现各种问题。

热电偶安装:现场焊接热处理的热电偶普遍采用绑扎的安装方式，热电偶与加热器之间不能有效绝热，导致管道实际温度比设定值低，导致仪表显示的温度不是管道的实际温度。

施工现场的特殊环境以及焊口的位置困难，无法完全按照要求对焊口进行包扎。

施工现场用电波动较大，有时停电后柴发没有第一时间启动送电，导致热处理过程出现不连续。

其他问题:加热器及其布置、热电偶的稳定性、连线的可靠性、补偿导线的布置和变形、焊接热处理人员素质等。

以上这些因素均会对热处理质量造成影响，导致焊接接头硬度出现偏差。这就要求我们要制定并严格执行科学合理的焊接热处理工艺，对于各种影响因素的处理措施要得当，以保证焊接接头质量。

热处理后的硬度检测

在现场硬度检测中，我们一般选用便携式里氏硬度计进行检测，硬度计冲击设备类型是D。里氏硬度试验方法是一种动态硬度试验方法，用规定质量的冲击体在弹簧力的作用下以一定速度垂直冲击试样表面，以冲击体在距离试样表面1mm处的回弹速度VR与冲击速度VA的比值来表示材料的里氏硬度，公式为HL=1000VR/VA。

里氏硬度计是在动态力作用下测定