① A335P92是什么材质
P92钢的焊接性分析
1焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低
P91钢需要预热到180℃裂纹率为零,P92钢只需预热到100℃,而P22钢需预热到300℃才能达到。
2具有较明显的时效倾向。
P92钢经3000小时时效后,其韧性下降了许多。P92钢的冲击功从时效前的220J左右降到了70J左右,在3000小时时效以后,冲击功继续下降的倾向不明显,冲击功将稳定在时效3000小时的水平。时效倾向发生在550~650℃的范围内,这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向,与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。
3焊缝韧性低于母材
焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构,它没有机会经过TMCP过程(Thermal-Mechanical Control Process)即热控轧加工过程,晶粒得不到细化,Nb等微合金化元素还固熔在基体内,没有机会充分析出的缘故。
4焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节
由于P92钢合金元素含量高,焊接上有较大的技术难度,容易出现接头冲击功低和长期运行中的IV型开裂早期失效,如果焊接质量得不到保证,P92的优势将不复存在,并对机组运行安全性带来威胁。
焊接工艺
1焊材、保护气体的选择
焊丝:9CrWV(ER90S-G)规格:Ф2.4;焊条:CHROMET92(E9015-G)规格:Ф3.2;
钨极:WCe-20规格:Ф2.4
气体种类:Ar≥99.95%流量:7-12L/min背面保护:Ar≥99.95%流量:20-7L/min
2.安装对口
大径管:对口间隙3-6mm;小径管:对口间隙2-3mm
3背面充氩方案
采用背面充氩保护工艺,以避免焊缝根部氧化。大径管充氩方法一般情况下,可制作专用工具,无法采取专用装置时,可用耐高温应纸板配合耐温胶布等材料在焊口附近形成形成密闭气室。
小径管充氩可利用水溶纸堵塞管口两端。充氩位置:①从探伤孔进行充氩。②利用对口间隙,将细长铜管或不锈钢管敲扁后通过坡口伸进焊接区域,进行充气保护。③从管道开口端,利用制作的充氩工具进行充氩。
4焊接预热
焊前进行预热:T≥150℃,加热宽度每侧≥200mm,层间温度≤300℃。
大径管道: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,并校验合格。
小径管采用火焰预热,用测温笔测量温度。
5氩弧焊打底
氩弧焊打底在管道预热到规定温度并加热均匀后进行;打底采用直流正接法、两人对称焊接。
P92材质大径管道:打底焊采用内填丝法。P92材质小径管:打底焊采用外填丝法。氩弧焊打底时,焊接速度不宜太快,焊层厚度不少于3mm。
氩弧焊打底应焊两遍,目的是防止电焊击穿打底层,造成根部氧化。充氩保护:正面气流量7L/min,背部气流量20-7L/min
6电弧焊
打底完成后,将预热温度升至200-250℃,可以开始电弧焊;采用直流反接法、两人对称焊接。第一、二层电弧焊,采用∮2.5mm焊条,在保证熔化良好的前提下,尽量减小焊接电流,严防烧穿氩弧焊打底焊缝,采用背部充氩保护。
中间层采用∮3.2mm焊条,;各层接头应互相错开,焊工要加强层间打磨,严防焊接缺陷。采用多层多道焊,各焊道的单层厚度约2.5-3mm,单焊道的摆动宽度≤3倍焊条直径。每层焊道须清理干净,尤其注意清理接头及焊道两侧。中间不需要除氢。
7焊后热处理
焊接完毕后,降温至80-100℃后进行热处理:加热温度到750-770℃,升温速度≤145℃/h,加热宽度每侧200mm,保温宽度每侧350mm,保温5小时.,降温速度:300℃以上≤145℃/h
返修焊口和处理
焊接缺陷。常见的焊接缺陷入气孔、夹渣就不讲了。存在争议最大的是裂纹问题
1重大缺陷进行割管处理
2局部缺陷进行挖补
② 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,¢42×5mm
(2) 焊接方法 采用手工钨极氩弧焊,氩气流量8-10L/min(背面充氩6-8L/min)
(3)环境温度 20-30℃,湿度<60%。
(4)焊接位置 水平固定(5G),垂直固定(2G)。
(5)热处理设备 LWK-12×(0-220)-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200-300℃左右。
(5)焊前规范参数
焊接方法: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:760±10℃;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780~790℃)。实际焊接施工中,经755℃保温4~5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240~280HV。
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180~250℃,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℃。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750~770℃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300~350℃,恒温2h。
1.1.2.4 P91大口焊接操作工艺
焊接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20~30L/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300~330HB,从热处理后的实际情况看,焊缝硬度主要是在180~270HB,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,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/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δ-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200~250℃,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300~350℃,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10~30J。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,冲击功可以达到50~100J。
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250~350℃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760±10℃,保温时间为4~6小时。应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5~6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80~120℃/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有足够高的常冲击韧性,在水压试验时,较高的冲击韧性可以降低水压试验的温度,降低热能消耗,并确保电站设备足够安全。
电站锅炉制造中常用的焊接方法有:GTAW、SMAW等焊接方法,为此必须开发与之相适应的氩弧焊用实心焊丝,手工电弧焊用焊条,不少焊材生产公司为了提高焊接材料的蠕变断裂强度和冲击韧性,进行了大量焊材性能和蠕变断裂强度试验研究工作。
1.2.3.1 德国蒂森公司T/P92焊材的典型化学成分和机械性能见表-5。
表-5
1.2.3.2 焊条电弧焊
用于焊接T/P92钢的焊条为ThemanitMTS616(E9015-B9或E9015-G),ThemanitMTS616焊条的焊接工艺参数见表6。ThemanitMTS616焊条熔敷金属的化学成分见表7。熔敷金属的力学性能见表8。P92大口径钢管对接焊接接头的力学性能见表9。
表6 焊条电弧焊的焊接工艺参数
表7 ThemanitMTS616焊条熔敷金属的化学成分(wt%)
表8 ThemanitMTS616焊条熔敷金属的力学性能
表9 ThemanitMTS616焊接接头的力学性能(规格300*40mm)
1.2.4 焊接操作工艺要领
通过实际操作试验发现,由于母材、焊材的合金元素含量高,液态金属的流动性较差,因此焊接时应特别主要以下几点:
(1)焊条必须按照说明书中规定的300~350℃保温2h烘焙,以保证焊条的干燥性。
(2)由于液态金属流动性差,安装对口时应适当加大对口间隙(3~4mm),打底时,焊接电流应适当,以保证根部焊接质量。
(3)焊条的引弧电流过小,易粘焊条;但焊接电流过大,则造成熔池不清,易形成夹渣缺陷。因此,选择适当的焊接电流是保证焊接质量的关键。
(4)由于P92钢易出现冷裂纹和弧坑裂纹,因此焊接时应注意将弧坑填满,可以采用逐渐减少电流或采用断弧叠加法收弧。
(5)该焊条的焊渣不易清理,应注意层间清理,特别是接头部位,必要时采用砂轮机打磨,以保证接头质量。
(6)每层焊道不可过厚一般不超过焊条的直径。
2 结论
通过对T/P91和T/P92新型马氏体耐热钢的焊接工艺分析研究及对焊接材料的分析介绍,使我们对T/P92的性能有了进一步的了解,为我们下一阶段编制T/P92焊接工艺任务书及评定方案有了可靠的理论依据。对今后对这类钢的焊接工作研究具有重要的指导性意义。
由于化学成份上的接近,T/P92钢的焊接工艺性能与T/P92钢的基本相同,T/P92钢焊接工艺参数、预热、层间温度和焊后热处理与T/P91非常接近。T/P92具体的焊接工艺规范这里就不一一罗列了。
超超临界锅炉中的一些新型耐热钢在我国虽然已经应用,有一定的经验,但不是很成熟。我们应继续加强研究,以保障我国超超临界机组的制造和安装质量,确保超超临界机组的安全运行。
参考文献
〔1〕杨富.21世纪火电站焊接技术的发展趋势〔C〕.新型9%~12%Cr系列热强钢焊接技术资料选编.
〔2〕杨富等.新型耐热钢焊接中国电力出版社,2006-7-1
〔3〕吴世初.金属可焊性试验方法[M]中国工业出版社,1964年.
〔4〕周振丰.金属熔焊原理及工艺[M].机械工业出版社,1981年.
〔5〕Fabrication of T91 Tubes Sumitomo Metal Instries, Ltd.and P91 Pipe[M].
〔6〕P91.Nf616(P92)铭钼钢焊接经验[R].德国蒂森焊接技术公司
〔7〕赵健仓,曾富强,何海,等.国产300MW火电机组安装工程焊接技术〔M〕.山西电力建设第一公司焊接培训中心,2002年11月.
备注:此篇论文被评为二类优秀论文并收入到《中国职工焊接技术协会2008焊接技术论文集》。
③ 影响焊接接头冲击试验的主要因素
你是抄要做评定吧?通常,指定母材和焊材时,焊接热输入量,焊接层数,道数,层间温度都有影响。一般来说,热输入不要太大,焊接层数多一些,焊层偏薄一些,严格控制层间温度,不要过高,都对冲击值有好处。另外每一焊道间一定要清理干净,见金属光泽。如果是不锈钢,还应注意冷却速率,注意t-800/500区间不能停留太久。以上是经过实践的哦。
④ 模具钢P92
P92钢的焊接性分析
1焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低
P91钢需要预热到180℃裂纹率为零,P92钢只需预热到100℃,而P22钢需预热到300℃才能达到。
2具有较明显的时效倾向。
P92钢经3000小时时效后,其韧性下降了许多。P92钢的冲击功从时效前的220J左右降到了70J左右,在3000小时时效以后,冲击功继续下降的倾向不明显,冲击功将稳定在时效3000小时的水平。时效倾向发生在550~650℃的范围内,这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向,与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。
3焊缝韧性低于母材
焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构,它没有机会经过TMCP过程(Thermal-Mechanical Control Process)即热控轧加工过程,晶粒得不到细化,Nb等微合金化元素还固熔在基体内,没有机会充分析出的缘故。
4焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节
由于P92钢合金元素含量高,焊接上有较大的技术难度,容易出现接头冲击功低和长期运行中的IV型开裂早期失效,如果焊接质量得不到保证,P92的优势将不复存在,并对机组运行安全性带来威胁。
焊接工艺
1焊材、保护气体的选择
焊丝:9CrWV(ER90S-G)规格:Ф2.4;焊条:CHROMET92(E9015-G)规格:Ф3.2;
钨极:WCe-20规格:Ф2.4
气体种类:Ar≥99.95%流量:7-12L/min背面保护:Ar≥99.95%流量:20-7L/min
2.安装对口
大径管:对口间隙3-6mm;小径管:对口间隙2-3mm
3背面充氩方案
采用背面充氩保护工艺,以避免焊缝根部氧化。大径管充氩方法一般情况下,可制作专用工具,无法采取专用装置时,可用耐高温应纸板配合耐温胶布等材料在焊口附近形成形成密闭气室。
小径管充氩可利用水溶纸堵塞管口两端。充氩位置:①从探伤孔进行充氩。②利用对口间隙,将细长铜管或不锈钢管敲扁后通过坡口伸进焊接区域,进行充气保护。③从管道开口端,利用制作的充氩工具进行充氩。
4焊接预热
焊前进行预热:T≥150℃,加热宽度每侧≥200mm,层间温度≤300℃。
大径管道: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,并校验合格。
小径管采用火焰预热,用测温笔测量温度。
5氩弧焊打底
氩弧焊打底在管道预热到规定温度并加热均匀后进行;打底采用直流正接法、两人对称焊接。
P92材质大径管道:打底焊采用内填丝法。P92材质小径管:打底焊采用外填丝法。氩弧焊打底时,焊接速度不宜太快,焊层厚度不少于3mm。
氩弧焊打底应焊两遍,目的是防止电焊击穿打底层,造成根部氧化。充氩保护:正面气流量7L/min,背部气流量20-7L/min
6电弧焊
打底完成后,将预热温度升至200-250℃,可以开始电弧焊;采用直流反接法、两人对称焊接。第一、二层电弧焊,采用∮2.5mm焊条,在保证熔化良好的前提下,尽量减小焊接电流,严防烧穿氩弧焊打底焊缝,采用背部充氩保护。
中间层采用∮3.2mm焊条,;各层接头应互相错开,焊工要加强层间打磨,严防焊接缺陷。采用多层多道焊,各焊道的单层厚度约2.5-3mm,单焊道的摆动宽度≤3倍焊条直径。每层焊道须清理干净,尤其注意清理接头及焊道两侧。中间不需要除氢。
7焊后热处理
焊接完毕后,降温至80-100℃后进行热处理:加热温度到750-770℃,升温速度≤145℃/h,加热宽度每侧200mm,保温宽度每侧350mm,保温5小时.,降温速度:300℃以上≤145℃/h
返修焊口和处理
焊接缺陷。常见的焊接缺陷入气孔、夹渣就不讲了。存在争议最大的是裂纹问题
1重大缺陷进行割管处理
2局部缺陷进行挖补
⑤ 焊接工艺评定冲击试验问题
问题一:要不要做冲击一般以设计图纸要求为准,性能是由设计人员考虑的
问题二:平焊的工艺评定能代替立焊,但是焊工资格平焊不能覆盖立焊
⑥ P92钢的化学成分
P92钢的焊接性分析
1焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低
P91钢需要预热到180℃裂纹率为零,P92钢只需预热到100℃,而钢需预热到300℃才能达到。
2具有较明显的时效倾向。
P92钢经3000小时时效后,其韧性下降了许多。P92钢的冲击功从时效前的220J左右降到了70J左右,在3000小时时效以后,冲击功继续下降的倾向不明显,冲击功将稳定在时效3000小时的水平。时效倾向发生在550~650℃的范围内,这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向,与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。
3焊缝韧性低于母材
焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构,它没有机会经过TMCP过程(Thermal-Mechanical Control Process)即热控轧加工过程,晶粒得不到细化,Nb等微合金化元素还固熔在基体内,没有机会充分析出的缘故。
4焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节
由于P92钢合金元素含量高,焊接上有较大的技术难度,容易出现接头冲击功低和长期运行中的IV型开裂早期失效,如果焊接质量得不到保证,P92的优势将不复存在,并对机组运行安全性带来威胁。
焊接工艺
1焊材、保护气体的选择
焊丝:9CrWV(ER90S-G)规格:Ф2.4;焊条:CHROMET92(E9015-G)规格:Ф3.2;
钨极:WCe-20规格:Ф2.4
气体种类:Ar≥99.95%流量:7-12L/min背面保护:Ar≥99.95%流量:20-7L/min
2.安装对口
大径管:对口间隙3-6mm;小径管:对口间隙2-3mm
3背面充氩方案
采用背面充氩保护工艺,以避免焊缝根部氧化。大径管充氩方法一般情况下,可制作专用工具,无法采取专用装置时,可用耐高温应纸板配合耐温胶布等材料在焊口附近形成形成密闭气室。
小径管充氩可利用水溶纸堵塞管口两端。充氩位置:①从探伤孔进行充氩。②利用对口间隙,将细长铜管或不锈钢管敲扁后通过坡口伸进焊接区域,进行充气保护。③从管道开口端,利用制作的充氩工具进行充氩。
4焊接预热
焊前进行预热:T≥150℃,加热宽度每侧≥200mm,层间温度≤300℃。
大径管道: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,并校验合格。
小径管采用火焰预热,用测温笔测量温度。
5氩弧焊打底
氩弧焊打底在管道预热到规定温度并加热均匀后进行;打底采用直流正接法、两人对称焊接。
P92材质大径管道:打底焊采用内填丝法。P92材质小径管:打底焊采用外填丝法。氩弧焊打底时,焊接速度不宜太快,焊层厚度不少于3mm。
氩弧焊打底应焊两遍,目的是防止电焊击穿打底层,造成根部氧化。充氩保护:正面气流量7L/min,背部气流量20-7L/min
6电弧焊
打底完成后,将预热温度升至200-250℃,可以开始电弧焊;采用直流反接法、两人对称焊接。第一、二层电弧焊,采用∮2.5mm焊条,在保证熔化良好的前提下,尽量减小焊接电流,严防烧穿氩弧焊打底焊缝,采用背部充氩保护。
中间层采用∮3.2mm焊条,;各层接头应互相错开,焊工要加强层间打磨,严防焊接缺陷。采用多层多道焊,各焊道的单层厚度约2.5-3mm,单焊道的摆动宽度≤3倍焊条直径。每层焊道须清理干净,尤其注意清理接头及焊道两侧。中间不需要除氢。
7焊后热处理
焊接完毕后,降温至80-100℃后进行热处理:加热温度到750-770℃,升温速度≤145℃/h,加热宽度每侧200mm,保温宽度每侧350mm,保温5小时.,降温速度:300℃以上≤145℃/h
返修焊口和处理
焊接缺陷。常见的焊接缺陷入气孔、夹渣就不讲了。存在争议最大的是裂纹问题
1重大缺陷进行割管处理
2局部缺陷进行挖补
⑦ 管道材质p92采用什么焊材焊接
P92钢的焊接性分析
1焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低
P91钢需要预热到180℃裂纹率为零,P92钢只需预热到100℃,而P22钢需预热到300℃才能达到。
2具有较明显的时效倾向。
P92钢经3000小时时效后,其韧性下降了许多。P92钢的冲击功从时效前的220J左右降到了70J左右,在3000小时时效以后,冲击功继续下降的倾向不明显,冲击功将稳定在时效3000小时的水平。时效倾向发生在550~650℃的范围内,这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向,与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。
3焊缝韧性低于母材
焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构,它没有机会经过TMCP过程(Thermal-Mechanical Control Process)即热控轧加工过程,晶粒得不到细化,Nb等微合金化元素还固熔在基体内,没有机会充分析出的缘故。
4焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节
由于P92钢合金元素含量高,焊接上有较大的技术难度,容易出现接头冲击功低和长期运行中的IV型开裂早期失效,如果焊接质量得不到保证,P92的优势将不复存在,并对机组运行安全性带来威胁。
焊接工艺
1焊材、保护气体的选择
焊丝:9CrWV(ER90S-G)规格:Ф2.4;焊条:CHROMET92(E9015-G)规格:Ф3.2;
钨极:WCe-20规格:Ф2.4
气体种类:Ar≥99.95%流量:7-12L/min背面保护:Ar≥99.95%流量:20-7L/min
2.安装对口
大径管:对口间隙3-6mm;小径管:对口间隙2-3mm
3背面充氩方案
采用背面充氩保护工艺,以避免焊缝根部氧化。大径管充氩方法一般情况下,可制作专用工具,无法采取专用装置时,可用耐高温应纸板配合耐温胶布等材料在焊口附近形成形成密闭气室。
小径管充氩可利用水溶纸堵塞管口两端。充氩位置:①从探伤孔进行充氩。②利用对口间隙,将细长铜管或不锈钢管敲扁后通过坡口伸进焊接区域,进行充气保护。③从管道开口端,利用制作的充氩工具进行充氩。
4焊接预热
焊前进行预热:T≥150℃,加热宽度每侧≥200mm,层间温度≤300℃。
大径管道: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,并校验合格。
小径管采用火焰预热,用测温笔测量温度。
5氩弧焊打底
氩弧焊打底在管道预热到规定温度并加热均匀后进行;打底采用直流正接法、两人对称焊接。
P92材质大径管道:打底焊采用内填丝法。P92材质小径管:打底焊采用外填丝法。氩弧焊打底时,焊接速度不宜太快,焊层厚度不少于3mm。
氩弧焊打底应焊两遍,目的是防止电焊击穿打底层,造成根部氧化。充氩保护:正面气流量7L/min,背部气流量20-7L/min
6电弧焊
打底完成后,将预热温度升至200-250℃,可以开始电弧焊;采用直流反接法、两人对称焊接。第一、二层电弧焊,采用∮2.5mm焊条,在保证熔化良好的前提下,尽量减小焊接电流,严防烧穿氩弧焊打底焊缝,采用背部充氩保护。
中间层采用∮3.2mm焊条,;各层接头应互相错开,焊工要加强层间打磨,严防焊接缺陷。采用多层多道焊,各焊道的单层厚度约2.5-3mm,单焊道的摆动宽度≤3倍焊条直径。每层焊道须清理干净,尤其注意清理接头及焊道两侧。中间不需要除氢。
7焊后热处理
焊接完毕后,降温至80-100℃后进行热处理:加热温度到750-770℃,升温速度≤145℃/h,加热宽度每侧200mm,保温宽度每侧350mm,保温5小时.,降温速度:300℃以上≤145℃/h
返修焊口和处理
焊接缺陷。常见的焊接缺陷入气孔、夹渣就不讲了。存在争议最大的是裂纹问题
1重大缺陷进行割管处理
2局部缺陷进行挖补
⑧ 确保厚板焊接质量的常见措施和办法有哪些
1 厚板焊接工艺
由于材料为低合金结构钢,含有少量的合金元素,淬硬倾向大,焊接性差,焊缝中极易出现裂纹,因此厚板焊接是本工程的一大难题,为防止焊接缺陷的产生,除遵循上述“焊接通则”要求外,特制定如下工艺措施:
(1)焊接材料
①选择强度、塑性、韧性相同的焊接材料,并且焊前要进行工艺评定试验,合格后方可正式焊接,焊接材料选择低氢型焊接材料。
②CO2气体保护焊:选用药芯焊丝E71T-1或ER50-6。
CO2气体:CO2含量(V/V)不得低于99.9%,水蒸气与乙醇总含量(m/m)不得高于0.005%,并不得检出液态水。
③手工电弧焊时:选用焊条为E50型, 焊接材料烘干温度如下所示:
(2)焊前预热
①为减少内应力,防止裂纹,改善焊缝性能,母材焊接前必须预热。
②预热最低温度:
③T型接头应比对接接头的预热温度高25-50℃。
④操作地点环境温度低于常温时(高于0℃)应提高预热温度为15-25℃。
⑤预热方法
采用电加热和火焰加热两种方式,火焰加热仅用于个别部位且电加热不宜施工之处,并应注意均匀加热。电加热预热温度由热电仪自动控制,火焰加热用测温笔在离焊缝中心75mm的地方测温,测温点应选取加热区的背面。
(3)工艺参数选择
为提高过热区的塑性、韧性,采取小线能量进行焊接。根据焊接工艺评定结果,选用科学合理的焊接工艺参数。
(4)焊接过程采取的措施
①由于后层对前层有消氢作用,并能改善前层焊缝和热影响区的组织,采用多层多道焊,每一焊道完工后应将焊渣清除干净并仔细检查和清除缺陷后再进行下一层的焊接。
②每层焊缝始终端应相互错开50mm左右。
③层间温度必须保持与预热温度一致。
④每道焊缝一次施焊中途不可中断。
⑤焊接过程中采用边振边焊技术或锤击消除焊接应力。
在边焊边振过程中,可以延迟焊缝组织结晶,使焊缝中的H等有害杂质有更充足的时间逸出,从而降低焊缝金属含氢量及杂质偏析,减少裂纹及层状撕裂趋向;可使焊缝晶粒更加细化,提高焊接接头塑性和韧性,从而大大提高焊接接头的机械性能;焊缝金属在振动状态下结晶,可降低焊接应力,提高焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。
⑥焊接过程要注意每道焊缝的宽深比大于1.1。
(5)采取合理的焊接顺序及坡口形式可降低焊缝内应力:
厚板接料尽量采取对称的X型坡口,并且对称焊接。
(6)后热:
后热不仅有利于氢的逸出,可在一定程度上降低残余应力,适当改善焊缝的组织,降低淬硬性,因此焊后立即将焊缝加热至200-250℃,并且保温时间不得小于1小时。
(7)外观质量控制:
焊缝加强高及过渡角的圆滑过渡可适当提高接头的疲劳强度,因此:
①对焊缝内部质量在焊后24小时按规定进行无损检测。
②对焊缝的外表面要进行磁粉探伤。
对焊缝外观进行打磨处理,不得出现加强高过高、焊缝咬边等缺陷。
(8)厚板焊接防止层状撕裂的措施
板厚方向承受焊接拉应力的板材端头伸出接头焊缝区;
工艺措施:
采用气体保护焊施焊,并匹配药芯焊丝。
消氢处理:
消氢处理的加热温度应为200-250℃,保温时间应依据工件板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。达到保温时间后应缓冷至常温。
消氢处理的加热和保温方法按上述方法中规定执行。
采用边振动边焊接工艺:
在边焊边振过程中,可以延迟焊缝组织结晶,使焊缝中的H等有害杂质有更充足的时间逸出,从而降低焊缝金属焊量及杂质偏析,减少裂纹及层状撕裂趋向;可使焊缝晶粒更加细化,提高焊接接头塑性和韧性,从而大大提高焊接接头的机械性能;焊缝金属在振动状态下结晶,可降低焊接应力,提高焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。
2 厚板焊接t8/5值及焊接规范控制
(1)厚板焊接存在的一个重要问题是焊接过程中,焊缝热影响区由于冷却速度较快,在结晶过程中最容易形成粗晶粒马氏体组织,从而使焊接时钢材变脆,产生冷裂纹的倾向增大。因此在厚板焊接过程中,一定要严格控制t8/5。即控制焊缝热影响区尤其是焊缝熔合线处,从800℃冷却到500℃的时间,即t8/5值。
(2)t8/5过于短暂时,焊缝熔合线处硬度过高,易出现淬硬裂纹;t8/5过长,则熔合线处的临界转变温度会升高,降低冲击韧性值,对低合金钢,材质的组织发生变化。出现这两种情况,皆直接影向焊接结头的质量。
(3)对于手工电弧焊,焊接速度的控制:在工艺上规定不同直径的焊条所焊接的长度,规定焊工按此执行,从而确保焊接速度,其它控制采用电焊机控制,从而达到控制焊接线能量的输入,达到控制厚板焊接质量之目的。
3 厚板加热方法
厚板焊接预热,是工艺上必须采取的工艺措施,对于本工程钢结构焊接施工采用电加热板预加热的方法。加热时应力求均匀,预热范围为坡口两侧至少2t,且不小于100mm
宽,测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处;预热温度宜在焊件反面测量。
经研究表明产生氢致裂纹要以下四项基本先决条件:
(1)敏感的微观组织(硬度是敏感度的一个粗略的指标)
(2)适当的扩散氢含量
(3)合适的拘束度
(4)适宜的温度
其中一项或几项是处于支配地位的,但这四项条件都必须具备才会产生氢致裂纹。防止氢致裂纹的实用方法就是预热,就是设法控制这些因素中的一项或几项。
一般来说有两种不同的方法来预估预热温度。根据大量的裂纹试验,提出一种基于热影响区临界值,就可消除氢致裂纹的危险。被认可的临界硬度可能是氢含量的函数。另一种预估预热温度的方法是基于控制氢。为弄清低温时的冷却速度即300℃~100℃之间的冷却速度的作用,已经通过高约束度下坡口焊缝试验确立了临界冷却速度,化学成份以及氢含量之间的关系。
通过上述的理论分析,经实践试验证明对于板厚不小于36mm的钢板预热温度达到120℃即可,对于t=60~70mm的钢板预热温度需达到150℃。
4 层间温度控制
(1)厚板为防止出现裂纹采取加热预热后,在焊接过程中应注意的一个重要问题,就是焊缝层间温度控制措施。如果层间温度不控制,焊缝区域会出现多次热应变,造成的残余应力对焊缝质量不利,因此在焊接过程中,层间温度必须严格控制。
(2)层间温度一般控制在200℃~250℃之间。为了保持该温度,厚板在焊接时,要求一次焊接连续作业完成。
(3)当构件较长(L>10米)时,在焊接过程中,厚板冷却速度较快,因此在焊接过程中一直保持预加热温度,防止焊接后的急速冷却造成的层间温度的下降,焊接时还可采取焊后立即盖上保温板,防止焊接区域温度过快冷却。
⑨ 如何进行焊接接头的冲击试验
冲击试验需要按照标准制备冲击试样,中国国内有压力容器标准NBT47014,可以参考。
冲击试验主要验证焊缝和母材上热影响区的低温韧性。
⑩ 焊接工艺评定定冲击值低的原因
是哪里冲击值低,是焊缝还是热影响区?
一般冲击值低是由于连续焊层间温度过高产生的。
但是有很多好的焊材,就算连续焊,冲击值也好的。