《超临界锅炉元部件的焊接及制造工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超临界锅炉元部件的焊接及制造工艺（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、蒋晓平2011.07.24l超临界锅炉新材料 l超临界锅炉常用焊接方法 l焊接材料 l焊接人员 l焊接工艺评定 l焊接缺陷 l焊接质量检验 l锅炉监检（制造、安装、维修）对焊接 工作监督检查要求第一节 超临界锅炉新材料与我厂其它类型锅炉相比，600MW超临界 锅炉使用新材料主要有下面三种。 T/P91 SA302-C Super304HT/P911 、化学成份元素CMnSiSPCrMoVNiNbNAlASME0.08-0.12 0.30-0.60 0.20-0.500.0100.0208.0-9.500.85-1.05 0.18-0.250.400.06-0.10 0.03-0.070.04T
2、/P91钢是为了填补珠光体耐热钢和奥氏体耐热钢之间600650 温度区域使用的新 汽水管道用钢，属于马氏体耐热钢, 其最高使用温度为650 ，实际上是在原9Cr-1Mo 钢基础上加进V，Nb，N等强化元素，形成一种变质新钢种。添加N元素可以起到固溶 强化及弥散强化的作用.将Cr元素质量百分数提高至9%以上可显著提升T/P91钢的高温 抗氧化性及抗腐蚀能力。V和Nb皆是强碳化物形成元素，有很强的弥散强化作用。加入 Mo可起到固溶强化作用。 2、常温力学性能标准Rp0.2(MPa)Rm(MPa)A(%)硬度(HB) ASME41558520250Super304H元素CMnSiSPCrNiCuNb
3、NAlBASME0.07 0.131.000.300.0100.03017.0 19.07.5 10.52.5 3.50.30 0.600.05 0.120.003 0.0300.001 0.01020世纪80年代末，日本住友公司在ASME SA213-TP304H基础上，通过降低Mn的含 量上限，加入约3%的Cu、约0.45%的Nb和一定量的N，使该钢在服役时产生微细弥散、 沉淀于奥氏体晶内的富Cu相，该富Cu相与NbC、 NbN 、 NbCrN和M23C6一起产生极佳 的强化作用，而开发得到的很高许用应力的一种新的经济型18-8奥氏体不锈钢。1、化学成分2、常温力学性能标准Rp0.2（MP
4、a）Rm（MPa）A(%)硬度（HB） ASME23559030219第二节 超临界锅炉常用焊接方法一、手工电弧焊 定义：利用焊条和工件之间产生的电弧热，将 母材熔化，电焊条作为填充材料的一种焊接方法。 特点：设备简单、操作灵活，适合于任意空间 位置，但生产效率低，劳动强度大，焊接质量的好 坏很大程度上取决于焊工技术水平。 焊接保护：焊接过程，焊条药皮熔化分解生成 气体和熔渣，对熔池金属进行保护。 应用范围：在锅炉制造、安装、维修、改造中 使用广泛。二、埋弧自动焊 定义：埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种 电弧焊方法。在焊剂层下，电弧在焊丝末端与焊件 之间燃烧，熔化焊丝与母材。 特点：生产效
5、率高，焊缝美观，焊接质量好，工 人劳动强度低，但设备比较复杂，机动灵活性差， 对焊口的坡口精度要求高，应用范围小，适合于长 焊缝的焊接。 焊接保护：焊剂在电弧热的作用下熔化、蒸发， 形成气体，与熔渣对焊缝金属起保护作用。 应用范围：主要在锅炉制造厂中锅炉汽包、集箱 的纵环缝的焊接，水冷壁管鳍片焊接及锅炉钢架的 焊接。三、气体保护焊 定义：可分为熔化极和非熔化极气体保护焊。熔 化极气体保护焊有二氧化碳气体保护焊和熔化极氩 弧焊（MIG），非熔化极气体保护焊有钨极惰性气 体保护焊（TIG）。TIG是用钨棒作电极，氩气作保 护气体和电弧介质，通过钨极与工件间的电弧热， 熔化母材和焊丝的焊接方法。 T
6、IG特点：工件变形小；可见度好，可全位置焊 接；焊缝表面光滑，表面无熔渣，成形美观；适合 于非铁金属及其合金焊接。但氩气成本高，焊前对 焊件的清理要求严格。 焊接保护：氩气 应用范围：常用于锅炉受热面管的焊接，管道 封底层的焊接。火力发电厂焊接技术规程（DL/T869-2004） 对承压管道的焊接方法有明确规定部件名称根部焊焊道其它焊焊道P10MPa、6mm的锅锅炉受热热面管子TIGTIG/SMAWP10MPa、6mm管子和管件TIGTIG/SMAW P4MPa、t450的管道TIGTIG/SMAW再热热蒸汽冷、热热段管道及旁路TIGSMAW汽轮轮机、发电发电 机冷却、润润滑系统统管道及燃油管
7、 道TIGTIG/SMAWP10MPa、6mm的中低压锅压锅 炉受热热面管子TIGTIG/SMAW其它管道（非强制性要求）TIGSMAW锅炉受压元件焊接技术条件 （JB/T1613-1993）相关规定 额定蒸汽压力P 9.81MPa的蒸汽锅锅炉、集箱、管道、管子或其它管件的对对接接头头，手弧焊焊时应时应 采用氩氩弧焊焊打底或其他能保证焊证焊 透的焊焊接方法，锅锅筒或集箱上的管接头头的连连接焊缝应焊缝应尽量采用氩氩弧焊焊打底第二节 焊接材料焊接材料泛指焊接过程中的消耗性材料，包括电焊条、焊丝 、焊剂（用于埋弧自动焊）、各种气体（氩气99.99%、氧气 99.5%、乙炔气98%、二氧化碳99.8%
8、）、钨棒(铈钨棒WCe- 20,含氧化铈20%)等。本节主要介绍电焊条和焊丝。 一、电焊条 1、组成：由两部分组成：焊芯和药皮。 焊芯在焊接过程中主要起填充金属作用，熔敷金属的合金 成分主要从焊芯中过渡。 药皮成份十分复杂，其主要作用是：稳弧作用；造气保护作 用（保护电弧和熔池，防止空气进入熔池）；造渣保护作用（ 形成熔渣，保护焊缝金属，同时焊缝金属冷却速度减慢，有助 于气体逸出，防止气孔产生）；脱氧，去硫、去磷作用；渗合 金作用；套筒保护作用（形成熔渣套筒，使熔滴较好向熔池过 渡，有利于全位置焊接，减少飞溅）。 按照焊条药皮中所含的氧化物不同可分为酸性焊条（ 含酸性氧化物）、碱性焊条（含碱性
9、氧化物）。 酸性焊条药皮含有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等 氧化物，氧化性强、元素烧损量大，含氧、氮高，机 械性能差，同时酸性渣，脱硫、磷能力差，抗裂性能 差，但其工艺性好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能 力强，可用于交直流电源。 碱性焊条药皮中含有CaCO3、CaF2、MgCO3等化 合物，脱氧、脱硫、脱磷能力强，机械性能和抗裂性 较好，对油、锈、水敏感，易产生气孔，又因含CaF2 ，影响电弧稳定，只能用直流电源施焊。碱性焊条含 氢量低，故又称低氢焊条。二、焊条型号的表示方法 碳钢焊条（GB/T5117）E E-表示焊条，前两位数字表示熔敷金属抗拉强度最小值 （单位kgf/mm2）,第
10、三位数字表示焊接位置，“0”、“1”表示 适用于全位置（平、横、立、仰）焊接，“2”表示适用于平焊 和平角焊，“4”表示用于向下立焊。第三位和第四位数字组合 ，表示焊接电流种类及药皮类型。 例如： E5015（J507） b490MPa 全位置焊接 低氢钠型 碱性 直流反接 E4303（J422） b420MPa 全位置焊接 钛钙型 酸性 交 流，直流正、反接低合金钢焊条（GB/T5118） 符号 E-1-2 符号中短横线前含意同低碳钢焊条，横线后1表 示熔敷金属化学成分分类代号，2表示附加成分的元 素符号。 例如： E5515B2（R307） b540MPa 全位置焊接 低 氢钠型 碱性 直
11、流反接 含铬钼元素 E5515B2V（R317） b540MPa 全位置焊接 低 氢钠型 碱性 直流反接 含铬钼钒元素 不锈钢焊条（GB/T983） 表示符号为E- - E-表示焊条，第一位数字表示熔敷金属中含碳量 ，“00”表示含C不大于0.04%；“0”表示含C不大于 0.10%；“1”表示含C不大于0.15%；“2”表示含C不大 于0.20%；“3”表示含C不大于0.45%。第二位数字表 示熔敷金属中含铬量的近似值；第三位数字表示熔敷 金属中含镍量的近似值；第四位数字表示熔敷金属中 其它重量合金元素；第五位数字表示药皮类型，适用 电流种类。 例如： E0-19-10Nb-15（A137）
12、（1Cr18Ni9Ti） 含碳量 不大于0.10%，含Cr量19%左右；含Ni量10%左右； 全位置焊接 低氢钠型 碱性 直流反接 三、焊条的选用原则 碳钢焊条的选用：按照等强原则，即焊缝与母材强度相近 选用。对不同强度级别的母材施焊，应选用强度级别较低的焊 条。如：A3钢-E4303 20G E4315 低合金钢焊条的选用：对强度级别较低钢材，按等强原则选 用；对强度级别较高的，尤其是要考虑高温性能的应按熔敷金 属的化学成分与母材相近为原则。如：16MnR E5015； 12CrMo E5515-B1；15CrMo E5515-B2；12Cr1MoV E5515-B2-V；10CrMo910
13、 E6015-B3 不锈钢焊条的选用：依据熔敷金属的化学成分与母材相近为 原则，以满足焊缝的耐腐蚀性能。例如：0Cr18Ni11Nb选用 E0-19-10Nb-15（A137）；1Cr18Ni9选用 E0-19-10-15。 焊材选用原则焊材选用原则-同种钢焊接:选用与母材一致的焊接材料-异种钢焊接:如非受压件与受压件,则按受压件;受压件与受压 件焊接, 视情况而定,多取低匹配,某些情况亦采用高匹配。 例如低合金钢与T/P91焊接时选用T/P91焊材。而不锈钢与 合金钢焊接则通常选用镍基焊材。-工地在抢修时常常喜欢选用镍基焊材焊接，其一是镍基焊 材焊接时不需要预热，其二是镍基焊材焊后不需要热处
14、理。 缺点是镍基焊材焊后热裂纹倾向较大。4、焊条的质量管理 1）、订货 从本单位评定的合格供货方单位进货。 2）、验收：包装检验，包装是否符合有关标准，包装是否完 好，有无破损、受潮等；质量证明书检验，有无质量证明书， 提供的数据是否齐全，是否符合相关规定；外观检验，焊条识 别标志是否清晰，药皮是否脱落，药皮是否偏心;成分和性能试 验(按供货协议要求)。 3）、保管 应设有储存库进行存放，储存库应有适宜的温度的湿度，室 内温度应在5以上，相对湿度不超过60%。焊条的堆放应分 类(品种、型号及牌号、批号、规格)，并有明显的标识，应设 置货架摆放焊条，货架距地面和墙面间距应大于300mm。 4）焊
15、条的烤干 焊条的烤干规范参照焊接材料说明书要求确定。一般酸性焊 条为75150，烘干时间11.5小时；碱性焊条为350 400，烘干时间12小时,重复烘干次数不得超过3次。5）焊条的可追溯管理 焊条验收合格后，根据焊条质保书及其类别、规 格和批号编制入库号，并做好记录，入库号与质保书 一一对应。在焊条的存放、烤干、发放领用、回收、 重复烤干、施工记录等均应做好入库号的传递，保证 焊条全过程的可追溯性。 6)、焊条的质保期相关规定 （1）、焊接材料质量证明书或说明书推荐的期限； （2）、酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊 接材料为两年； （3）、石墨型焊接材料及其他焊接材料为一年。 超过质保期的焊接材料，经有关职能部门复验合 格后方可使用（外观及工艺性能试验）二、焊丝 分为实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝多为冷拨钢丝，药 芯焊丝内含药粉。实芯焊丝适用于气焊、埋弧焊、电渣焊 和气体保护焊。 实芯
