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p91合金鋼管焊接方法

釋出時間╃▩◕:2021-05-28  來源:http://www.kczgjx.com/  瀏覽╃▩◕:0

  P91合金鋼管可按現有方法進行電弧焊接◕•│✘◕,包括可用氬弧焊接(TIG)方法進行焊接₪·₪。焊條和焊劑的選擇◕•│✘◕,應當儘量使焊縫和母材的化學成分一致或接近◕•│✘◕,使焊接金屬具有與母材相同或更好的蠕變和持久強度₪·₪。由於該鋼對熱裂紋不敏感◕•│✘◕,施焊前預熱到150~200 ℃時也不會出現裂紋◕•│✘◕,並可與各種鋼◕•│✘◕,如P22鋼(珠光體耐熱鋼)╃╃·、X20CrMoV121(馬氏體耐熱鋼)和TP304H(奧氏體耐熱鋼)等鋼焊接◕•│✘◕,以下介紹 P91合金鋼管的焊接情況╃▩◕:

p91合金鋼管焊接方法

  a) P91合金鋼管和 P9合金鋼管焊接時◕•│✘◕,可選用9Cr-1Mo(T9)或改進的9Cr-1Mo(T91)焊條◕•│✘◕,壁厚大於25 mm 的管道採用後者◕•│✘◕,預熱溫度為200 ℃◕•│✘◕,焊接後緩慢冷卻到室溫◕•│✘◕,然後在730 ℃以上溫度回火;

  b) P91合金鋼管與 10CrMo910合金鋼管焊接時◕•│✘◕,焊接材料要與 10CrMo910 相匹配◕•│✘◕, 730 ℃時應力釋放後應在空氣中冷卻2 h◕•│✘◕,由於這兩種材料焊接部位有一個脫碳區◕•│✘◕,若採用 10CrMo910 焊條焊接◕•│✘◕,要保證焊接金屬的含碳量夠高◕•│✘◕,以滿足持久強度的要求;

  c) P91合金鋼管與 P22合金鋼管焊接時◕•│✘◕,焊條可選用 2.25Cr-1Mo 焊條◕•│✘◕,預熱溫度為200 ℃◕•│✘◕,焊接後緩慢冷卻到室溫◕•│✘◕,然後在700~725 ℃下回火◕•│✘◕,也可先在 P91合金鋼管側堆焊 5Cr1-1Mo 焊條,然後再與 P22 鋼焊接;

  d) P91合金鋼管與 X20CrMoV121 焊接時◕•│✘◕,要用兩者相匹配的焊接材料◕•│✘◕,如 P91 鋼焊條◕•│✘◕,預熱溫度為250 ℃◕•│✘◕,焊後緩慢冷卻到80~100 ℃◕•│✘◕,在750 ℃以上溫度回火;

  e) P91合金鋼管與 TP304H 焊接時◕•│✘◕,用 Inconel 182Ni 基合金焊條◕•│✘◕,預熱溫度為200 ℃◕•│✘◕,焊後冷卻到室溫◕•│✘◕,在700~730 ℃回火₪·₪。

  以上焊後的熱處理溫度取決管子壁厚◕•│✘◕,小直徑管道處理0.5 h◕•│✘◕,大直徑管道以壁厚每25 mm處理1 h₪·₪。由於 P91合金鋼管蠕變強度高◕•│✘◕,在同樣條件下◕•│✘◕,管道壁厚比採用 P22 鋼要薄◕•│✘◕,焊縫填充金屬量相對要少◕•│✘◕,但 P91 鋼對焊縫 IV 型裂紋敏感◕•│✘◕,因此◕•│✘◕,要儘量減少 P91 鋼材中的系統應力◕•│✘◕,對壁厚大於12.5 mm的管道◕•│✘◕,要求在焊後冷到100 ℃以上即回火₪·₪。

  P91合金鋼管的焊接特性

  ① 由於P91合金鋼管是中合金鋼◕•│✘◕,它具有相當高的冷裂傾向◕•│✘◕,在不預熱條件下焊接裂紋達100%◕•│✘◕,當預熱200~250℃時可避免冷裂紋的產生₪·₪。

  ② 在焊接過程中嚴格控制焊件的層間溫度◕•│✘◕,使其保持在預熱溫度或更高的溫度是首要的任務₪·₪。其次要十分注意從層間溫度冷卻至焊後熱處理開始的時間間隔₪·₪。

  ③ 對焊接輸入熱量的控制要求比較高◕•│✘◕,實踐經驗證明◕•│✘◕,採用較小的焊條直徑╃╃·、比較低的層間溫度和較小的焊接線能量◕•│✘◕,衝擊韌性可以大大提高₪·₪。

  ④ 焊接接頭在焊後狀態均為高硬度的不穩定組織◕•│✘◕,焊後必須作相應的熱處理₪·₪。

  P91合金鋼管焊接施工工藝

  在工藝評定合格的基礎上◕•│✘◕,依據工藝評定報告◕•│✘◕,及時編制了有關的焊接作業指導書₪·₪。P91鋼焊接作業指導書的內容如下╃▩◕:

  焊前準備

  1.焊材的選擇  焊絲ER90S-B9  焊條E9015-B9

  2.坡口加工 坡口採用機械加工◕•│✘◕,坡口應平滑均勻◕•│✘◕,尺寸符合要求◕•│✘◕,對口前需認真檢查◕•│✘◕,發現不合格者必須用磨光機等工具修磨至合格₪·₪。清理坡口內外壁兩側15~20mm範圍內的鐵鏽╃╃·、油汙等汙物◕•│✘◕,直至露出金屬光澤₪·₪。

  3.對口 應採用專用的對口卡具◕•│✘◕,不得強行組對◕•│✘◕,對口時應做到內壁齊平◕•│✘◕,如有錯口◕•│✘◕,其錯口量不超過壁厚的10%◕•│✘◕,且不大於1mm;對口前應仔細檢查坡口處母材是否有缺陷◕•│✘◕,如有應另行處理;點焊用的焊接材料╃╃·、焊接工藝和選定的焊工技術條件應與正式焊接時相同;小徑薄壁管點焊時◕•│✘◕,間隙為2~3mm◕•│✘◕,可在坡口內直接點固2~3點◕•│✘◕,大口徑管點焊時◕•│✘◕,間隙為3~5 mm◕•│✘◕,點焊可採用“定位塊”固定₪·₪。

  焊前預熱

  採用電腦溫控裝置◕•│✘◕,對焊口進行跟蹤預熱◕•│✘◕,熱電偶對稱佈置◕•│✘◕,熱電偶與管件應接觸良好◕•│✘◕,氬弧焊預熱溫度為150~200℃◕•│✘◕,焊條電弧焊預熱為200~250℃◕•│✘◕,預熱寬度從坡口中心每側不少於3倍的管壁厚計算₪·₪。

  打底層焊接

  採用WS-400焊機◕•│✘◕,直流正接₪·₪。當預熱溫度達到規定溫度並均勻後◕•│✘◕,大徑管由兩人對稱焊接◕•│✘◕,第一層和第二層焊縫均採用氬弧焊₪·₪。打底層焊時◕•│✘◕,採用內送絲法◕•│✘◕,要注意根部熔合良好◕•│✘◕,厚度控制在2.8~3.2mm範圍內₪·₪。為防止根部焊縫金屬氧化◕•│✘◕,應在管子內充氬保護₪·₪。

  充氬保護可參照下列要求進行╃▩◕:

  a╃╃·、充氬保護範圍以坡口中心為準◕•│✘◕,每側各200~300 mm處◕•│✘◕,以可溶紙或其它可溶材料◕•│✘◕,用耐高溫膠帶粘牢◕•│✘◕,做成密封氣室₪·₪。

  b╃╃·、採用“充氣針”從坡口間隙或“探傷孔”中插入進行充氬◕•│✘◕,開始時氬氣流量背面為10~25L/min◕•│✘◕,第二遍背面為4~8 L/min◕•│✘◕,焊槍為8~12 L/min₪·₪。

  c╃╃·、用點燃的打火機或火柴放至焊縫間隙附近◕•│✘◕,當火焰熄滅時◕•│✘◕,說明內部空氣已排空◕•│✘◕,可進行氬弧焊打底焊接₪·₪。

  焊條電弧焊填充╃╃·、蓋面層焊接

  氬弧焊完成後◕•│✘◕,將預熱溫度升至200~250℃◕•│✘◕,開始電弧焊;採用直流反接法╃╃·、兩人對稱焊接₪·₪。由於P91鋼焊接時◕•│✘◕,熔池鐵水粘度大◕•│✘◕,流動性差◕•│✘◕,焊接規範又小◕•│✘◕,因而容易出現夾渣◕•│✘◕,層間未熔合等缺陷◕•│✘◕,因此為避免大的缺陷產生及保證焊接接頭的綜合機械效能◕•│✘◕,必須採用多層多道╃╃·、小規範進行焊接◕•│✘◕,焊層厚度儘量薄◕•│✘◕,每層焊道厚度不超過4mm;擺動焊接時◕•│✘◕,焊條擺幅不超過焊條直徑的4倍◕•│✘◕,每層焊道必須清理乾淨◕•│✘◕,尤其注意清理接頭及焊道兩側◕•│✘◕,焊縫外表焊接完畢◕•│✘◕,要求焊工立即進行清理自檢◕•│✘◕,發現外表成形不好的馬上補焊◕•│✘◕,嚴禁在焊縫冷卻後再直接補焊₪·₪。

  焊後熱處理

  當焊接接頭不能及時進行熱處理時◕•│✘◕,應於焊後立即做加熱溫度為300~350℃╃╃·、恆溫時間為2小時的後熱處理₪·₪。

  焊後熱處理採用多路輸出╃╃·、多點測溫◕•│✘◕,且加熱器與熱電偶一一對應◕•│✘◕,焊口上╃╃·、下溫度始終保持一致◕•│✘◕,使熱處理焊口在升╃╃·、降溫速度以≤150℃/h為宜₪·₪。降溫至300℃時◕•│✘◕,可不控制◕•│✘◕,冷卻至室溫₪·₪。加熱溫度為750~770℃◕•│✘◕,恆溫時間為5min/mm◕•│✘◕,但最少不得少於4小時₪·₪。

  焊縫質量檢驗

  焊縫質量按I類焊縫的驗收標準檢驗◕•│✘◕,檢驗內容及要求為╃▩◕:

  1.外觀◕•│✘◕,按DL/T869—2004《火力發電廠焊接技術規程》,I類焊縫外觀的質量標準驗收;

  2.無損檢驗◕•│✘◕,按JB4730對焊縫進行100%超聲波(UT)╃╃·、磁粉(MT)探傷◕•│✘◕,I級合格;

  3.硬度◕•│✘◕,熱處理完畢後◕•│✘◕,做100%硬度測定◕•│✘◕,硬度值小於350HB;

  4.光譜◕•│✘◕,對焊縫金屬合金成分進行100%光譜分析複查₪·₪。

  焊縫返修

  1.焊接接頭外觀檢查不符合標準時₪·₪。輕者打磨焊補◕•│✘◕,嚴重者應割掉重新焊接₪·₪。

  2. 經無損檢驗不合格的焊接接頭◕•│✘◕,其缺陷可進行焊補◕•│✘◕,但必須在確認缺陷已經徹底消除的基礎上◕•│✘◕,按正常焊接工藝或焊補工藝規定進行₪·₪。

  3 .返修焊補的焊接接頭◕•│✘◕,一般同一焊口不得超過兩次◕•│✘◕,否則應割掉重新對口焊接₪·₪。

  4.返修焊補的焊接接頭◕•│✘◕,必須重新進行焊後熱處理和無損檢驗₪·₪。

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