2023年认证考试超超临界机组钢材焊接技术介绍.doc

目录

TOC\o"1-2"\h\zHYPERLINK\l"_Toc"1 前言 PAGEREF_Toc\h2
HYPERLINK\l"_Toc"2 SA335-P92钢的焊接 PAGEREF_Toc\h2
HYPERLINK\l"_Toc"2.1 概述 PAGEREF_Toc\h2
HYPERLINK\l"_Toc"2.2 P92钢化学成份及性能特点 PAGEREF_Toc\h3
HYPERLINK\l"_Toc"2.3 P92钢焊接的重点及难点 PAGEREF_Toc\h3
HYPERLINK\l"_Toc"2.4 P92钢的焊接工艺 PAGEREF_Toc\h5
HYPERLINK\l"_Toc"2.5 P92钢现场的安装焊接 PAGEREF_Toc\h16
HYPERLINK\l"_Toc"3 新型奥氏体钢的焊接 PAGEREF_Toc\h19
HYPERLINK\l"_Toc"3.1 概述 PAGEREF_Toc\h19
HYPERLINK\l"_Toc"3.2 新型Cr、Ni纯奥氏体钢焊接控制的难点 PAGEREF_Toc\h21
HYPERLINK\l"_Toc"3.3 四种新型奥氏体钢焊接裂纹敏感性的比较 PAGEREF_Toc\h23
HYPERLINK\l"_Toc"3.4 影响Cr-Ni奥氏体钢应力腐蚀的因素 PAGEREF_Toc\h23
HYPERLINK\l"_Toc"3.5 焊接新型奥氏体钢的工艺原则 PAGEREF_Toc\h24
HYPERLINK\l"_Toc"3.6 焊接工艺评估 PAGEREF_Toc\h24
HYPERLINK\l"_Toc"3.7 新型奥氏体不锈钢现场的安装焊接 PAGEREF_Toc\h25
HYPERLINK\l"_Toc"4 结束语 PAGEREF_Toc\h26


超超临界机组新型耐热钢的焊接技术

前言

广东河源发电厂2×600MW工程将安装建设我省第一台超超临界机组，该工程锅炉选用上海锅炉厂生产的超超临界锅炉，设计参数较超临界机组又有较大的提高。
为满足机组在高参数下长期安全可靠运营的需要，超超临界锅炉受热面部件及主蒸汽管道等选用了众多的新钢材如SA335-P92、T/P122、SUPER304H、TP347HFG、HR3C等等，该类钢材均是近两年来我国引进的新型耐热钢，目前其焊接技术尚未为大多数电建施工单位所熟悉和掌握。
上述钢种可以分为两类，一类为马氏体耐热钢，后三种为奥氏体不锈钢。其中，SA335-P92是适合我国国情而大量设计选用的钢种，其高温强度、抗氧化性均优于P91钢，通常用于620℃超超临界机组的主蒸汽管道、再热热段管道，而T92、SUPER304H、TP347HFG、HR3C则重要用于锅炉的再热器及过热器等受热面。新钢材的大量使用，必然给现场的安装带来众多新的问题，其中最关键的是增长了安装焊接施工及质量管理的难度。
基于上述情况，作为超超临界机组的焊接技术，重要应解决P92和25Cr-20Ni（HR3C）等新型耐热钢的焊接工艺问题。

SA335-P92钢的焊接
概述
众所周知，SA335-P91材料由于其良好的高温持久性能和抗氧化性能，目前已普遍应用于我国300MW、600MW等火力发电机组高温管道和部件中，相关的焊接工艺也已成熟，但P91钢的极限长期使用温度仅585℃，已不能满足更高参数机组发展的需要。为此，世界有关钢材研究机构顺着P91钢研发的思绪，在P91钢合金成份的基础上，增长了约1.7%的W，将Mo含量从1%降到约0.5%，并严格控制冶炼扎制等工艺，从而研发了强度等级更高的高合金耐热钢，即SA335-T/P92钢。SA335-T/P92钢的高温热稳定性和热强性较P91钢提高了约30%，极限长期使用温度达成了625℃，如图1为部分耐热钢材料许用应力的对比。P122钢含Cr量较高，但材料的焊接性较差，长时高温运营的组织稳定性稍差；P92钢高温持久强度高，焊接性与P91接近。因此，在同等参数条件下，选用P92材料可大大减少管材厚度和重量，不仅能较好的解决构件的承载问题，也可有效减少安装及焊接施工工艺操作的难度。

图1、耐热钢材料许用应力与温度的关系
P92钢化学成份及性能特点
SA335-P92钢母材的基本成份为0.1%C-9%Cr-0.5%Mo-1.7%W，同时加入了V、Nb、N和B等微合金化元素，对其化学成份的严格控制和均匀化使其淬火后可获得几乎不含残余δ铁素体的