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1、P91 和 P92 锻制温度怎么样控制表 1.T91 钢的化学成分成分 C Mn Si S p Cr Ni Mo Nb V N 下限 0.08 0.30 0.20 - - 8.00 - 0.85 0.06 0.18 0.03 上限 0.12 0.60 0.50 0.01 0.02 9.50 0.40 1.05 0.10 0.25 0.07 由表 1 可以看出 T91 钢的化学成分限制是十分严格的。1.1.1.2 新型马氏体耐热钢的焊接超超临界机组锅炉用新型马氏体耐热钢常用于超超临界机组管道和过热器管上。T/P91 钢使用温度小于 593。T/P92 是在 T/P91 耐热钢基础上发展起来的新型
2、耐热钢，其中 T/P92 是在 T/P91 的基础上通过加入 1.5%2.0%W 代替部分 Mo 元素，Mo 元素含量下降到 0.3%0.6%而形成的。这些 9%Cr 钢具有良好的力学性能。马氏体钢的下一步发展是在这些钢的基础上加入 Co、B 等合金元素来进一步提高抗蠕变性能和抗氧化性能。1.1.2 SA-213T91 钢焊接工艺试验1.1.2.1 试验条件（1）钢材 T91 钢，425mm（2） 焊接方法 采用手工钨极氩弧焊，氩气流量 810L/min(背面充氩 68L/min)（3）环境温度 2030，湿度60。（4）焊接位置 水平固定（5G），垂直固定（2G）。（5）热处理设备 LWK1
3、2（0220）B。（6）焊接设备 ZX7-400STG。（7）焊接材料 焊丝：MTS-3,2.4mm。1.1.2.2 焊接工艺规范（1）焊前坡口制备（机械加工出 V 型 30坡口）（2）焊前清理 清除坡口内外母材表面两侧 10mm 范围内及焊丝表面的油污、铁锈、水分等，直至露出金属光泽。（3）对口点固焊 将焊丝熔化金属直接点固在对口的根部，对口错边不超过 0.5mm；点固焊前用电阻加热坡口区到 150；点固焊及正常施焊过程中不得在管子表面试电流，乱引弧。（4）焊前预热 焊前采用电阻加热坡口两侧 150mm 左右，预热温度为 150。层间温度保持在 200300左右。（5）焊前规范参数焊接方法：
4、Ws;焊丝牌号：MTS-3；直径：2.4；极性：直流正接；电流：90-100A电压范围：10-12V；焊接速度：45-55 mm/min；焊接层数：2 层。（6）焊后采用高温回火热处理方法温度：76010；恒温时间：1h；升温速度：150/h；降温速度：150/h；热处理降温到 300以下可不控制。1.1.2.3 焊接加热规范根据国外有关资料介绍，P91 钢除 TIG 焊外，其他工艺，不论材料厚度多少，预热温度都需要至少 200，而对 TIG 焊来说，由于其非常低的扩散氢含量，预热温度可以放宽至 100-150左右，最高层间温度一般限制在 300左右，这样可以保证每道焊缝都转变为马氏体组织，从
5、而在下一道焊缝的热循环下都得到部分回火。焊后热处理温度的选择也有一些限制因素：这一温度须高于各种标准所规定的最低温度，即高于 730，在实际操作中，为使焊缝金属获得足够的回火，实际的处理温度明显需要高于这一水平（但不超过 780790）。实际焊接施工中，经 755保温 45 小时的热处理，可得到满意的冲击韧性，而且也保证了热处理后整个焊接接头区的硬度在 300HV 左右，焊缝金属硬度一般为 240280HV。预热是避免再热裂纹和冷裂纹产生的有效手段。有关标准规定预热和层间温度应在 180250，不要超过 300，焊后热处理之前，必须将材料冷却到 150以下，应力较大时，冷却温度不要低于 125
6、。如果在室温下冷却，应严禁潮湿。同时，还可以适当降低焊接电流，避免出现弧坑裂纹，并有利于防止冷裂纹和再热裂纹。为了尽可能降低焊接残余应力，应采用较高的温度，但温度过高，有可能降低钢材的抗拉强度，破坏钢材的原有组织和性能，促使碳化物的聚集和长大。为得到合适的硬度和良好的韧性，我们选择 750770的焊后热处理温度，从实际情况看，是可行的。综合分析以上因素，最终确定的加热规范如图 1 所示，技术要求如下：（1）升、降温速度150；（2）温度在 300以下可不控制；（3）焊后若来不及进行回火热处理，应立即进行消氢处理，处理温度为 300350，恒温 2h。1.1.2.4 P91 大口焊接操作工艺焊接
7、工艺为手工钨极氩弧焊打底，电弧焊盖面，管内壁充氩保护。接头形式为双 V 形坡口对接焊缝，该坡口扩大了底层的焊接空间，易于焊丝摆动，熔合良好，使溶滴准确到位并焊透，以保证背面成形的均匀性。（1）双层 TIG 打底焊采用双层 TIG 焊打底，这样一是因为 TIG 打底一层时焊层较薄会导致击穿，影响根层焊缝质量；二是因为 TIG 焊第二层时能降低对第一层背面焊缝的氧化程度。应注意，第一层打底时，应边打底边揭开充氩保护胶布，以防止空气进入焊后内部影响打底质量。（2）合理控制管内保护氩气流量P91 钢根层焊接存在较大的表面氧化问题，因此必须采取管内充氩保护措施。一方面要合理控制氩气流量，大径管一般控制在
8、 2030L/min 为宜；另外要使管内氩气有流动性以提高保护氩气纯度，从而再次降低焊接接头的热输入量。考虑到焊接根部第二道焊缝时对第一道焊缝的高温氧化影响，内保护气一直持续到第二道焊缝焊完。（3）多层多道焊采用多层多道焊不仅可以控制焊接线能量，而且后层焊道对前层的热处理能细化晶粒，改善接头性能。（4）双人焊接操作大径厚壁 P91 管均应采用双人焊接，打底时一人焊接，一人从另一侧进行观察打底焊情况。填充和盖面时，两人对称同时焊接（如图 2 所示）。1.1.3 焊后检测焊后进行了外观检查包括：焊缝余高、余高差、焊缝宽窄差、根部凸出均合格。小径管通过 RT 无损探伤，大口通过了 UT 无损探伤均合
9、格。断口检查指标均合格，常温力学性能试验，进行了拉伸和弯曲数据都合格。微观金相组织观察了：母材（500回火索氏体+铁素体）、焊缝（100回火索氏体）、热影响区（500回火索氏体）组织合格。1.1.4 焊接工艺评定结果P91 钢最容易产生的缺陷是夹渣，主要分布于坡口边缘，主要是由于清渣不彻底造成。当焊条烘干效果不佳时，出现焊接缺陷的可能性会进一步加大。P91 钢的焊态硬度为 300330HB，从热处理后的实际情况看，焊缝硬度主要是在 180270HB，评定合格。1.1.5 焊接操作工艺要领施焊过程分为：对口定位焊、根层打底施焊、中间填充层施焊和盖面层施焊。（1）对口定位焊 采用高频引弧法引燃电弧
10、，将坡口两侧钝边熔化后加丝焊接。注意观察坡口两侧的熔合情况，必须使熔敷金属与母材充分熔合。（2）根层打底施焊 采用内填丝法焊接，焊枪呈锯齿形摆动，在两侧适当停留，填丝动作要稳。（3）中间填充层施焊 采用连续送丝法，焊枪做锯齿形摆动，焊丝要始终处在氩气保护区内，焊接速度尽量加快，避免焊缝表面氧化。（4）盖面层施焊 采用连续送丝法，焊枪做锯齿形摆动，焊丝要始终在熔池中间并处在氩气保护区内，焊接速度尽量加快，避免焊缝表面氧化。1.2 T/P92 钢的焊接工艺T/P92 钢是在 T/P91 钢中添加钨（1.8%W）和降低钼（0.5%Mo）而开发的新钢种，因为 W 可以显著提高钢材的高温蠕变断裂强度，T
11、/P92 钢的工作温度比 T/P91 钢工作温度高，可以达到 630。但是，钢中过量添加钨会促进 -铁素体的形成，降低冲击韧性和蠕变断裂温度。 1.2.1 T/P92 钢的化学成分表-2 为 T/P92 钢的化学成分（wt%）和 T/P92 钢的力学性能（最小值）表 2（T/P92 钢的化学成分（wt%）和 T/P92 钢的力学性能）1.2.2 T/P92 钢焊接工艺特点及分析T/P92 钢属于低碳马氏体耐热钢，其焊接工艺的特点和焊接技术要求较过去常用的马氏体耐热钢的焊接工艺具有以下特点及改进：1.2.2.1 焊接预热温度明显降低T/P92 马氏体钢是低碳马氏体钢，允许在马氏体组织区内焊接，这
12、意味着焊接预热温度和层间温度可以大大降低，一般推荐焊接预热温度为 200250，根据国外的研究经验，预热 150以上可以完全防止产生冷裂纹。根据相关单位斜 Y 形坡口焊接裂纹试验法提供的数据，测定的止裂（无裂纹）预热温度见表 3。（可供我们试验直接参考）表 3 常用钢材 Y 坡口焊接裂纹试验的止裂温度由表 3 可见，P91、T/P92、P9、F12 钢同属于化学成分相近的马氏体耐热钢，防止焊接冷裂纹的预热温度却相差非常大。由表 3 可见，T/P92 钢是其中相对容易焊接的马氏体耐热钢，焊接预热温度较低，比 P22 低合金铁素体耐热钢的预热温度还低。1.2.2.2 对层间温度的控制要求比较高为了
13、获得满意的冲击韧性，推荐层间温度300。由于 T/P92 钢的导热系数比较小，小口径和大口径管道的焊接热量比较集中，层间温度比较高。如果不采取措施，层间温度可以达到 300350，冲击韧性将会大大降低。必须采用低焊接输入热量的焊接工艺施焊。1.2.2.3 对焊接热输入的控制要求比较高多项试验数据证明：焊件输入热量对焊接接头的冲击韧性有较大的影响，焊件输入热量越大，焊接接头的冲击韧性越低。实践经验证明，如果采用普通低合金钢的焊接热输入量焊接马氏体耐热钢，焊接接头的冲击功只有 1030J。必须采用比较小的焊接输入热量施焊，如采用小直径焊条、比较小的焊接电流，比较快的焊接速度，比较低的层间温度，冲击
14、功可以达到 50100J。1.2.2.4 焊后消氢处理如检验规定要分层探伤及设备故障等原因要求分层停焊等情况下，为了避免氢致冷裂纹，建议焊件在焊接中停之后，以及在焊件冷却到室温之前进行去氢出来，即焊后待马氏体转变完加热到 250350保温 2 小时后保温缓冷。1.2.2.5 焊后热处理厚壁管焊件焊接结束后，必须冷却到100，才能进行焊后热处理。热处理温度和保温时间对冲击韧性影响的试验结果见表 4。随着焊后热处理温度和保温时间增加，冲击韧性得到改善。提高焊后热处理温度，可以大大缩短焊后热处理保温时间，但热处理温度不能超过 Ac1 温度。推荐焊后热处理温度为 76010，保温时间为 46 小时。应
15、特别仔细测量和控制焊后热处理温度。对于厚壁焊件，特别是进行单面加热热处理的管道焊缝，为了获得比较高的蠕变断裂强度和冲击韧性，保温时间为 56 小时。对于薄壁焊件可以选用比较短的保温时间，薄壁管氩弧焊焊件可以采用比较低的热处理温度，或者采用比较短的热处理保温时间。热处理的升温速度一般为 80120/h，热处理的冷却速度一般为150/h。表 4 热处理温度和恒温时间对冲击韧性的影响1.2.2.6 焊接操作工艺对接头质量的影响及其分析通过对 T/P92 焊材进行大量的焊接工艺试验，总结出来许多有利于提高焊接质量的焊接操作方法，总结以下几点：1）氩弧焊打底时必须进行有效背面氩气保护，因为钢中 Cr 含
16、量高达 10%左右，以防止焊缝背面氧化。2）坡口焊的焊道排列对冲击韧性有比较大的影响，采用一层两道焊接操作方法比一层三道的冲击韧性好。3）熔敷金属和焊接接头的冲击韧性有比较大的差别，一般大口径管道焊接接头的冲击韧性比熔敷金属的冲击韧性好。4）不同焊接位置对冲击韧性有很大的影响，一般大口径管道横焊的冲击韧性比平焊和立焊的冲击韧性好。5）薄焊道比厚焊道的冲击韧性高，一般希望焊道的厚度2.5mm。GTAW 工艺焊层应尽量厚。6）快速摆焊比慢速直道焊的冲击韧性好。7）管道单面加热热处理和双面加热热处理方法对焊缝的冲击韧性也有很大的影响，单面加热热处理的内、外壁存在较大的温差，影响焊接接头的冲击韧性。故有人建议采用比较低的热处理温度和比较长的热处理时间。1.2.3 T/P92 钢的焊接材料分析采用新钢种之前，必须证明焊接材料具有足够高的常温力学性能和高温蠕变断裂强度。制造电站设备的耐热钢应该具
