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1、规 格 为 54 10 不 同 材 质 管 焊 接 与 热 处 理 工 艺 措 施本 工 艺 主 要 介 绍 规 格 为 54 10、 材 质 分 别 为 12Cr1MoV、 SA213-TP347H、 TP304H、SA-213T91、 SA213-TP347H/SA213-T91、 SA213-TP347H/12Cr1MoV 及 SA213-T91/12Cr1MoV 的管 焊 接 与 热 处 理 工 艺 。一 、 各 类 钢 材 简 单 介 绍1.1 12Cr1MoV属 珠 光 体 耐 热 钢 ， 该 类 钢 是 在 铬 钼 钢 的 基 础 上 加 入 0.2%钒 的 低 合 金 钢 ，
2、其 组织 为 铁 素 体 加 珠 光 体 ， 在 正 火 处 理 时 冷 却 速 度 较 快 ， 在 火 电 厂 热 力 管 道 中 广 泛 使 用 。 在DL/T869-2012 中 规 定 54 10 的 该 类 钢 焊 后 需 做 热 处 理 。 12Cr1MoV 钢 常 温 机 械 性 能 为 ： 屈服 强 度 为 225MPa、 抗 拉 强 度 为 441 MPa、 延 伸 率 19%； 高 温 设 计 许 用 应 力 ： 550 为 60MPa、600 为 40MPa、 620 28MPa(标 准 号 GB5310)。 化 学 成 分 见 下 表 。12Cr1MoV化 学 成 分
3、（ %）C Mn Si Cr Mo V0.08 0.15 0.40 0.70 0.170.37 0.901.20 0.250.35 0.15 0.301.2 SA213-TP347H 是 美 国 新 研 制 的 钢 种 ， 具 有 较 好 的 的 整 体 抗 腐 蚀 性 ， 同 时 具 有 较 高 的 蠕变 断 裂 强 度 。 该 类 主 要 应 用 在 超 临 界 超 超 临 界 锅 炉 的 末 级 再 热 器 及 末 级 过 热 器 管 上 。SA213-TP347H是 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 属 于 18-8型 铬 镍 奥 氏 体 不 锈 钢 ， SA213-TP347H 钢 常 温
4、 机 械性 能 为 ： 屈 服 强 度 为 205MPa、 抗 拉 强 度 为 515 MPa、 延 伸 率 35%； 高 温 设 计 许 用 应 力 ： 550为 90MPa、 600 为 82MPa、 620 62MPa(标 准 号 ASTM SA 213)。 化 学 成 分 见 下 表 。SA213-TP347H化 学 成 分 （ %）C Mn Si Cr Ni Nb S P0.04-0.10 2.0 0.75 17.0-20.0 9.0-13.0 0.06-0.10 0.03 0.041.3 TP304钢 是 18-8奥 氏 体 不 锈 钢 ,其 奥 氏 体 结 构 使 其 具 有 它
5、 良 好 的 冷 热 加 工 性 能 、 耐 腐 蚀性 、 低 温 性 能 、 无 磁 性 ,及 焊 接 性 ,但 在 焊 接 过 程 中 由 于 热 输 入 不 断 增 加 ,奥 氏 体 晶 粒 易 于 粗 大 ,热 影 响 区 敏 化 温 度 范 围 变 宽 ,从 而 导 致 焊 接 接 头 耐 腐 蚀 性 能 降 低 ,焊 接 接 头 容 易 产 生 热 裂 纹 。TP304钢 常 温 机 械 性 能 为 ： 屈 服 强 度 为 205MPa、 抗 拉 强 度 为 515MPa、 延 伸 率 35%硬 度 192HBmax；高 温 设 计 许 用 应 力 ： 550 为 82MPa、 6
6、00 为 65MPa、 620 52MPa(标 准 号 ASTM SA 213)。 化学 成 分 见 下 表 。TP304H化 学 成 分 （ %）C Mn Si Cr Ni 0.08 2.00 0.75 18.00 20.00 8.00 11.001.4 T91 钢 是 1974 年 美 国 能 源 部 委 托 橡 树 岭 国 家 实 验 室 （ ORNL） 与 燃 烧 工 程 公 司 （ CE） 联合 在 9Cr钢 的 基 础 上 研 制 改 进 形 成 （ 改 良 型 ） 的 9Cr-1Mo钢 ， 并 在 590 下 进 行 10万 h蠕 变断 裂 强 度 试 验 ， 其 强 度 可 达
7、 到 100MPa。 1984年 美 国 ASME将 T91纳 入 了 标 准 ， 表 示 为 SA213-T91。20世 纪 90年 代 ， T91在 世 界 范 围 内 获 得 了 广 泛 使 用 。 T91钢 钢 常 温 机 械 性 能 为 ： 屈 服 强 度 为415MPa、 抗 拉 强 度 为 585MPa、 延 伸 率 20%硬 度 250HBmax； 高 温 设 计 许 用 应 力 ： 550 为 94MPa、600 为 66MPa、 620 45MPa(标 准 号 ASTM SA 213)。 化 学 成 分 见 下 表 。T91化 学 成 分 （ %）C Mn Si Cr Mo
8、 V Ni Ti0.08 0.12 0.30 0.60 0.20 0.50 8.00 9.50 0.85 1.05 0.18 0.25 0.4 N0.03 0.071.5 SA213-TP347H/SA213-T91钢 焊 接 属 于 B 类 钢 与 C 类 钢 的 异 种 钢 焊 接 ， 焊 接 与 热 处 理时 应 选 用 使 两 者 的 工 艺 性 能 尽 可 能 发 挥 到 最 好 状 态 的 工 艺 参 数 。 具 体 焊 接 及 热 处 理 将 在 下 文中 介 绍 。二 、 各 类 钢 材 焊 接 与 热 处 理 工 艺2.1 54 10材 质 为 12Cr1MoV相 关 工 艺
9、 ：2.1.1 54 10材 质 为 12Cr1MoV焊 接 工 艺 要 求 ：2.1.1.1焊 接 材 料 选 用 ： 12Cr1MoV钢 的 氩 弧 焊 采 用 TiG-R31焊 丝 ， 手 工 电 弧 焊 采 用 R317碱 性低 氢 型 焊 条 ， 填 充 焊 接 时 可 采 用 直 流 反 接 、 短 弧 操 作 。2.1.1.2 焊 件 表 面 清 理 ： 焊 接 前 应 将 管 段 坡 口 焊 件 上 的 油 污 、 铁 锈 和 水 分 等 杂 志 清 理 干 净 ，直 至 露 出 金 属 关 泽 。2.1.1.3预 热 ： 12Cr1MoV耐 热 钢 焊 接 前 一 般 预 热
10、 温 度 为 200 300 。2.1.1.4焊 接 层 间 温 度 ： 12Cr1MoV耐 热 钢 焊 接 的 层 间 温 度 控 制 在 200 300 之 间 。2.1.1.5 54 10材 质 为 12Cr1MoV焊 接 相 关 工 艺 参 数 ： 焊 接 接 头 ： 对 接 ， V型 坡 口 。 焊 接 方 法 GTAW+SMAW， 坡 口 角 度 为 30 35 ， 钝 边 厚 度 为 1mm 2mm， 对 口 间 隙 为 2mm2.5mm。 焊 条 牌 号 为 R317、 规 格 为 2.5、 焊 丝 牌 号 为 TiG-R31、 规 格 为 2.5。 保 护 气 体 类 型 ：
11、 氩 气 、 保 护 气 体 纯 度 99.95%、 气 体 流 量 9 10L/min。 钨 极 采 用 铈 钨 极 、 规 格 选 用 2.4、 伸 出 长 度 为 8 10mm。 焊 接 工 艺 参 数焊 层 - 道号 焊 接 方 法 焊 接 材 料 焊 接 电 流 （ A） 电 弧 电 压（ V） 焊 接 速 度（ cm/min）型 号 规 格 极 性 电 流 范围1 GTAW TiG-R31 2.5 直 流 正 接 125-135 11-12 5.0-6.02-1 2 SMAW R317 2.5 直 流 反 接 90 22-23 18.03-1 3 SMAW R317 2.5 直 流
12、 反 接 90-100 25-26 19-214-1 3 SMAW R317 2.5 直 流 反 接 90-100 25-26 20-22 施 焊 技 术 措 施 ：a、 点 固 焊 时 ， 点 固 点 数 不 得 少 于 3点 ， 电 焊 点 均 匀 分 布 在 焊 缝 上 。 焊 口 制 备 及 组 对符 合 规 程 、 规 范 是 焊 接 质 量 保 证 的 前 提 条 件 。b、 焊 接 过 程 中 采 用 短 弧 焊 接 ， 单 层 多 道 焊 ， 直 线 型 运 条 。 单 层 焊 厚 度 焊 条 直 径 加 2mm，略 摆 动 ， 摆 动 宽 度 5倍 焊 条 直 径 。c、 多
13、 层 焊 道 的 接 头 应 错 开 。d、 收 弧 时 填 满 弧 坑 。e、 保 证 层 间 温 度 在 200 300 之 间 ， 超 过 300 应 停 止 焊 接 。f、 每 层 焊 道 焊 缝 焊 接 完 毕 后 ， 应 用 钢 丝 刷 或 砂 轮 机 将 焊 渣 、 飞 溅 等 杂 物 清 理 干 净 。2.1.2 54 10材 质 为 12Cr1MoV热 处 理 工 艺 要 求 ：2.1.2.1相 关 工 艺 要 求 见 下 表 ：12Cr1MoV 热 处 理 工 艺规 格 54 10 材 质 12Cr1MoV预 热加 热 方 法 远 红 外 电 加 热 升 温 速 度 预 热
14、 温 度 200-300 层 间 温 度 测 温 方 法 手 提 式 测 温 枪加 热 措 施 氧 乙 炔 焰保 温 措 施 针 织 保 温 毯后 热加 热 温 度 恒 温时 间 -其 他 要 求 焊 后 热 处 理升 温 速 度 300 /h 降 温速 度 300 /h加 热 方 法 远 红 外 电 加 热 加 热 宽 度 250 保 温 层 宽 度 600恒 温 温 度 720-750 恒 温 时 间 0.5h热 电 偶 型 号 DJK-40 数 量 1支工 艺 曲 线 图 ： 注 意 事 项 ： 1、 作 业 范 围 内 设 警 示 牌2、 温 度 降 至 300 可 不 控 制温 度（
15、 ） 720 7500.5ht（ h）2.2 54 10材 质 为 SA213-TP347H相 关 工 艺 ：2.2.1焊 接 方 法 与 设 备 ： 焊 接 方 法 为 手 工 氩 弧 焊 ， 直 流 正 接 。 焊 丝 牌 号 为 ER347， 规 格 为 2.5。 氩 气 纯 度 99.95%。 焊 接 设 备 选 用 奥 太 逆 变 焊 机 ZX7-400STG。2.2.2 坡 口 质 量 要 求 ： 坡 口 角 度 。 坡 口 的 形 式 为 单 V形 ， 坡 口 角 度 为 30 35 ， 钝 边 厚 度 为 1mm 2mm， 对 口 间隙 为 2mm 2.5mm。 坡 口 清 理
16、 。 在 组 对 前 应 将 母 材 内 外 壁 没 侧 15-20mm范 围 内 的 油 污 、 水 、 锈 等 清 理 干 净 ， 直至 发 出 金 属 光 泽 。 焊 前 及 焊 接 过 程 中 ， 坡 口 处 母 材 应 无 裂 纹 、 重 皮 、 坡 口 损 坏 及 毛 刺 等 缺 陷 。 充 氩 保 护 ： 充 氩 保 护 的 质 量 直 接 影 响 焊 接 质 量 ， 对 过 烧 缺 陷 消 除 起 关 键 性 作 用 。 充 氩 保 护以 坡 口 轴 中 心 为 基 础 ， 没 侧 各 100-150mm， 两 端 塞 可 溶 纸 （ 一 定 要 保 证 距 离 ， 距 离 太 近 氩 气不 能 充 分 保 护 焊 缝 ， 距 离
