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CWE-Blog#043 - T91/P91鋼焊接性能(簡介編)

隨著電力工業的迅速發展,高參數、大容量機組不斷湧現,對鋼管材料的高溫蠕變性能和抗應力腐蝕等性:能提出更高要求。為此,世界主要的工業發達國家進行了大量研究,先後開發出系列新型鐵索體型耐熱鋼,並成功地用於大容量火力發電機組。



T91/P91鋼被高參數火力發電機組廣泛應用,是因為該鋼種的使用性能具有以下優點:

①與不銹鋼相比,該鋼具有低的熱膨脹係數和良好的導熱性。

②該鍘具有較高的室溫抗拉強度,δb最高達770MPa,而且塑性也較好。

③該鋼的衝擊韌度和材料脆性轉變溫度明顯優於同類X20和EMl2鋼④該鋼具有更高的高溫持久強度和許用應力,在550℃高溫經過105h運行後的高溫持久強度是T22鋼的2倍,在540~610℃內的許用應力明顯高於T22、TP304H和X20鋼。

⑤該鋼具有良好的整管彎曲加工性能。

⑥該鋼的高溫疲勞性能優於T22和TP304H鋼,高溫抗氧化性能也遠高於T22鋼。



T91/P91鋼的焊接工藝要點

電站鍋爐過熱器和再熱器用T91鋼管常用規格有ψ54mm和ψ57mm等,壁厚有4mm、8mm和9mm等幾種。大直徑主蒸汽P91鋼管有ψ457mm×45mm、ψ347mm×46mm等多種規格。小徑管現場施工多為水平對接固定位,要求單面焊雙面成形,而且要求反面焊縫不被氧化。為使接頭具有滿意的使用性能,早期的焊接工藝主要採用兩種方法:


一是全氬弧焊(TIG打底TIG填充);二是氬弧焊(TIG)打底焊條電弧焊填充。其焊接工藝要點如下:

(1)採用正確的坡口形狀和尺寸。

(2)選用合理的焊接材料(TIG焊絲和填充電焊條)。

(3)選用正確的焊接規範(包括焊絲及電焊條牌號和直徑、鎢極直徑、焊接電流、氬氣流量、電源極性、焊縫層數及道數等)。

(4)選用正確的工件預熱溫度、焊縫層間溫度。

(5)選用合理的焊後熱處理規範(包括升降溫速度、回火溫度及保溫時間等)。

(6)堅持正確的接頭裝配定位焊和熟練、高超的手工操作技能等。


焊接方法和焊接材料確定以後,獲得優質接頭的關鍵工藝措施是:焊前預熱、控制層溫,以及“及時有效”的焊後熱處理。焊前預熱的實質是控制焊接區的氫的行為,降低焊接區的硬度和應力峰值及改善韌性。控制層間溫度一方面為防止焊縫過熱;另一方面是為了保持緩冷。及時有效的焊後熱處理包含兩層意思:一是該項工藝確實能起到改善焊縫及其HAZ組織,提高接頭的韌性和高溫持久強度以及消除焊接內應力等作用;二是在實施該項工藝時,必須嚴格控制銲件焊後冷卻的最低溫度,以及到焊後熱處理的時間間隔。後者對於獲得優良接頭性能是至關重要的。

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