p91合金钢管焊接方法

发布时间：2021-05-28　　来源:http://www.shuoshuok.com/　 浏览：0次

　　P91合金钢管可按现有方法进行电弧焊接，包括可用氩弧焊接(TIG)方法进行焊接。焊条和焊剂的选择，应当尽量使焊缝和母材的化学成分一致或接近，使焊接金属具有与母材相同或更好的蠕变和持久强度。由于该钢对热裂纹不敏感，施焊前预热到150～200 ℃时也不会出现裂纹，并可与各种钢，如P22钢(珠光体耐热钢)、X20CrMoV121(马氏体耐热钢)和TP304H(奥氏体耐热钢)等钢焊接，以下介绍 P91合金钢管的焊接情况：

　　a) P91合金钢管和 P9合金钢管焊接时，可选用9Cr-1Mo(T9)或改进的9Cr-1Mo(T91)焊条，壁厚大于25 mm 的管道采用后者，预热温度为200 ℃，焊接后缓慢冷却到室温，然后在730 ℃以上温度回火;

　　b) P91合金钢管与 10CrMo910合金钢管焊接时，焊接材料要与 10CrMo910 相匹配， 730 ℃时应力释放后应在空气中冷却2 h，由于这两种材料焊接部位有一个脱碳区，若采用 10CrMo910 焊条焊接，要保证焊接金属的含碳量够高，以满足持久强度的要求;

　　c) P91合金钢管与 P22合金钢管焊接时，焊条可选用 2.25Cr-1Mo 焊条，预热温度为200 ℃，焊接后缓慢冷却到室温，然后在700～725 ℃下回火，也可先在 P91合金钢管侧堆焊 5Cr1-1Mo 焊条,然后再与 P22 钢焊接;

　　d) P91合金钢管与 X20CrMoV121 焊接时，要用两者相匹配的焊接材料，如 P91 钢焊条，预热温度为250 ℃，焊后缓慢冷却到80～100 ℃，在750 ℃以上温度回火;

　　e) P91合金钢管与 TP304H 焊接时，用 Inconel 182Ni 基合金焊条，预热温度为200 ℃，焊后冷却到室温，在700～730 ℃回火。

　　以上焊后的热处理温度取决管子壁厚，小直径管道处理0.5 h，大直径管道以壁厚每25 mm处理1 h。由于 P91合金钢管蠕变强度高，在同样条件下，管道壁厚比采用 P22 钢要薄，焊缝填充金属量相对要少，但 P91 钢对焊缝 IV 型裂纹敏感，因此，要尽量减少 P91 钢材中的系统应力，对壁厚大于12.5 mm的管道，要求在焊后冷到100 ℃以上即回火。

　　P91合金钢管的焊接特性

　?、?由于P91合金钢管是中合金钢，它具有相当高的冷裂倾向，在不预热条件下焊接裂纹达100%，当预热200～250℃时可避免冷裂纹的产生。

　?、?在焊接过程中严格控制焊件的层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度是首要的任务。其次要十分注意从层间温度冷却至焊后热处理开始的时间间隔。

　?、?对焊接输入热量的控制要求比较高，实践经验证明，采用较小的焊条直径、比较低的层间温度和较小的焊接线能量，冲击韧性可以大大提高。

　?、?焊接接头在焊后状态均为高硬度的不稳定组织，焊后必须作相应的热处理。

　　P91合金钢管焊接施工工艺

　　在工艺评定合格的基础上，依据工艺评定报告，及时编制了有关的焊接作业指导书。P91钢焊接作业指导书的内容如下：

　　焊前准备

　　1.焊材的选择　 焊丝ER90S-B9 　焊条E9015-B9

　　2.坡口加工 坡口采用机械加工，坡口应平滑均匀，尺寸符合要求，对口前需认真检查，发现不合格者必须用磨光机等工具修磨至合格。清理坡口内外壁两侧15～20mm范围内的铁锈、油污等污物，直至露出金属光泽。

　　3.对口 应采用专用的对口卡具，不得强行组对，对口时应做到内壁齐平，如有错口，其错口量不超过壁厚的10%，且不大于1mm;对口前应仔细检查坡口处母材是否有缺陷，如有应另行处理;点焊用的焊接材料、焊接工艺和选定的焊工技术条件应与正式焊接时相同;小径薄壁管点焊时，间隙为2～3mm，可在坡口内直接点固2～3点，大口径管点焊时，间隙为3～5 mm，点焊可采用“定位块”固定。

　　焊前预热

　　采用电脑温控设备，对焊口进行跟踪预热，热电偶对称布置，热电偶与管件应接触良好，氩弧焊预热温度为150～200℃，焊条电弧焊预热为200～250℃，预热宽度从坡口中心每侧不少于3倍的管壁厚计算。

　　打底层焊接

　　采用WS-400焊机，直流正接。当预热温度达到规定温度并均匀后，大径管由两人对称焊接，第一层和第二层焊缝均采用氩弧焊。打底层焊时，采用内送丝法，要注意根部熔合良好，厚度控制在2.8～3.2mm范围内。为防止根部焊缝金属氧化，应在管子内充氩?；?。

　　充氩?；た刹握障铝幸蠼校?/p>

　　a、充氩?；し段б云驴谥行奈?，每侧各200～300 mm处，以可溶纸或其它可溶材料，用耐高温胶带粘牢，做成密封气室。

　　b、采用“充气针”从坡口间隙或“探伤孔”中插入进行充氩，开始时氩气流量背面为10～25L/min，第二遍背面为4～8 L/min，焊枪为8～12 L/min。

　　c、用点燃的打火机或火柴放至焊缝间隙附近，当火焰熄灭时，说明内部空气已排空，可进行氩弧焊打底焊接。

　　焊条电弧焊填充、盖面层焊接

　　氩弧焊完成后，将预热温度升至200～250℃，开始电弧焊;采用直流反接法、两人对称焊接。由于P91钢焊接时，熔池铁水粘度大，流动性差，焊接规范又小，因而容易出现夹渣，层间未熔合等缺陷，因此为避免大的缺陷产生及保证焊接接头的综合机械性能，必须采用多层多道、小规范进行焊接，焊层厚度尽量薄，每层焊道厚度不超过4mm;摆动焊接时，焊条摆幅不超过焊条直径的4倍，每层焊道必须清理干净，尤其注意清理接头及焊道两侧，焊缝外表焊接完毕，要求焊工立即进行清理自检，发现外表成形不好的马上补焊，严禁在焊缝冷却后再直接补焊。

　　焊后热处理

　　当焊接接头不能及时进行热处理时，应于焊后立即做加热温度为300～350℃、恒温时间为2小时的后热处理。

　　焊后热处理采用多路输出、多点测温，且加热器与热电偶一一对应，焊口上、下温度始终保持一致，使热处理焊口在升、降温速度以≤150℃/h为宜。降温至300℃时，可不控制，冷却至室温。加热温度为750～770℃，恒温时间为5min/mm，但最少不得少于4小时。

　　焊缝质量检验

　　焊缝质量按I类焊缝的验收标准检验，检验内容及要求为：

　　1.外观，按DL/T869—2004《火力发电厂焊接技术规程》,I类焊缝外观的质量标准验收;

　　2.无损检验，按JB4730对焊缝进行100%超声波(UT)、磁粉(MT)探伤，I级合格;

　　3.硬度，热处理完毕后，做100%硬度测定，硬度值小于350HB;

　　4.光谱，对焊缝金属合金成分进行100%光谱分析复查。

　　焊缝返修

　　1.焊接接头外观检查不符合标准时。轻者打磨焊补，严重者应割掉重新焊接。

　　2. 经无损检验不合格的焊接接头，其缺陷可进行焊补，但必须在确认缺陷已经彻底消除的基础上，按正常焊接工艺或焊补工艺规定进行。

　　3 .返修焊补的焊接接头，一般同一焊口不得超过两次，否则应割掉重新对口焊接。

　　4.返修焊补的焊接接头，必须重新进行焊后热处理和无损检验。