技师专业论文
工种：焊工
P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接
【摘要】当前，在国内外大型电厂的建设过程中，P91/T91 钢得到了越来越广泛的应用。这样就不可避免地出现了P91/T91 钢与其它耐热钢种的连接。在吉林省大唐长山屯热电厂扩建工程主蒸汽输水管道的安装过程中，我们就遇到了P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接。P91 钢、12Cr1MoV 钢的焊接目前都已经有了比较成熟的焊接工艺，而P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接，我们了解的还不够多。本文结合具体的施工情况，详细介绍了P91+12Cr1MoV 异种钢焊接的施工方法以及焊接工艺，从实际效果看，这个工艺是可行的。通过本文，希望能对电力建设的各个施工单位提供相关的帮助。
【关键词】 P91 钢 12Cr1MoV 钢
P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接
1 工程概况
吉林省大唐长山热电厂扩建工程是由大唐集团公司投资兴建的，准备安装两台660MW超临界燃煤机组，锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构锅炉。第一台机组由吉林省省电力建设总公司负责施工。其中主蒸汽输水的焊接为P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接。主蒸汽输水管座规格为φ89×20，材质为A335P91，主蒸汽输水管道材质为12Cr1MoV，焊口数量1 道/机，焊口位置为横口（垂直固定）。
2 P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接性分析
2.1 P91 钢简介
50 年代末,比利时Liege 冶金研究中心研制出9%铬热强钢,法国最大钢管供应商Vallorel 公司将之命名为EM12,并用它轧制出了第一批用于电站过热器的钢管。1974 年,美国能源部委托橡树岭国家重点实验室(ORNL)对EM12 钢化学成分进行了调整,研制出了在技术上和经济上均优于EM12 的改进的9Cr-1Mo 钢。1983 年，美国材料试验学会（ASTM）和美国机械工程师学会(ASME)将这种钢材收入其标准，简称为T91/P91 钢（T 代表小径管，P 代表大径管）。国内外研究表明, T91/P91 钢具有良好的高温蠕变断裂性、抗氧化耐腐蚀性以及较低的热膨胀系数和较高的热传导率，已得到世界范围的广泛承认。90 年代初，T91/P91 钢逐渐在新建火电厂中使用。目前，已有美国、德国、日本、法国、英国、加拿大等20 多个国家和地区的燃煤电站中使用这种材料。近几年来，我国也开始广泛引进这种钢材，很多新建大型火电厂的主蒸汽、高温过热器等系统都使用了T91/P91 钢。
2.2 P91+12Cr1MoV 异种钢的焊接性
P91 钢属于马氏体耐热钢，铬含量比较高（8.00-9.50%），焊接时易生成为铬的氧化物，铬的氧化物熔点特别高，在焊接熔池中仍以固态存在,容易形成焊接缺陷,无损检验时以夹渣、未熔的形式显示。所以在P91 钢的焊接过程中，氩弧打底时焊口背面必须充氩保护，用以隔绝空气中的氧气，防止焊缝氧化，而且在手工电弧焊焊接前两层的过程中应持续充氩，用以保护焊缝。由于P91 和12Cr1MoV 的化学成分以及热性能差异大，因此异种钢的焊接比同种钢的焊接复杂的多，焊接时性能和组织变化最大的就是熔合线附近，熔合区是焊缝和母材的过渡地带，当焊缝与母材成分差异大时，由于碳和合金元素的相互扩散化学成分极不均匀，从而使组织和性能也极不均匀。因此，P91+12Cr1MoV 的异种钢焊接中，焊接缺陷多出现在熔合线附近[2]。同时，P91+12Cr1MoV 的焊接中，两种钢材的焊接性能差异很大，P91 钢的淬硬及冷裂倾向很大，焊接性较差；12Cr1MoV 淬硬及冷裂倾向性较小，焊接性相对较好，因而P91+12Cr1MoV 异种钢焊接难度较大，焊接工艺较复杂，对焊工的操作要求也比较严格。
3 焊接工机具及焊接材料的选择
3.1 选用ZX7-400STG 型逆变焊机。焊机使用前必须做全面检查，以保证焊机在施工过程中的正常使用。
3.2 焊工应配备齐全电焊把、面罩、氩弧把、氩气表、焊条保温筒、尖铲、扁铲、钢丝刷等工具，以保证整个焊接过程的顺利进行和焊后的清理工作。
3.3 焊接方法为Ws/Ds。焊材的选用，有三种备选方案：第一，选用与合金含量较高的一侧相匹配的焊接材料；第二，选用合金成分介于二者之间的焊接材料；第三，选用与合金含量较低的一侧相匹配的焊接材料。根据《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》DL5007-92 中的推荐，宜选用成分介于二者之间或者与合金含量较低的匹配焊条；又根据现场的施焊条件和焊接的质量效果以及经济效益等方面的综合考虑，我们选用TIG-R31(Φ2.5)焊丝，5515B2V(Φ3.2)焊条。焊丝使用前应清除表面的锈垢和油污等，直至露出金属光泽；焊条使用前应按说明书的要求进行烘烤，使用时应放在100-150℃的保温筒中，随用随取。
3.4 选用Wce-20 型铈钨极，钨极直径Φ=2.5mm,钨极端头处应磨成适于焊接的尖锥体，其端头至氩弧嘴的距离为8-10mm.
3.5 氩气纯度应不小于99.99%，氩气应有生产合格证或者合格证明。
4 施工工序
4.1 安全门就位，打磨坡口（坡口为U 型）。
4.2 装入充氩装置
4.3 对口装配
4.4 焊口预热
4.5 开始充氩
4.6 进行焊接
4.7 焊后热处理
4.8 无损探伤（UT&MT）及硬度检测
4.9 检验合格后，撤出充氩装置
5 安装要求
5.1 点焊前应将焊口表面及附近母材内、外壁的的油、漆、垢、铁锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围为焊口每侧各15-20mm。
5.2 对接管口端面与管子中心线应垂直，其偏斜度△f 不得超过1.5mm。
5.3 焊件对口时，一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值不得大于1 mm。错口超标时，应设法调整，直至错口值在允许的范围内时，焊工方可进行焊接。
5.4 对口间隙为2.5-4 mm，焊口的局部间隙过大时，应设法调整到规定尺寸。
5.5 点焊前应将安全门固定牢靠，以防止在焊接过程中安全门来回晃动，安全门固定时严禁使用固定卡块的方法进行固定，应使用对口卡具。位置困难时，可直接用倒链悬挂固定。严禁在焊接母材上点焊物件；安全门固定后预热以前需要进行背面充氩保护，在焊接过程中充氩保护需要持续进行，直到手工电弧焊焊接到第二层后方可停止。
5.6 母材预热到200℃时进行点固焊，其焊接材料、焊接工艺、焊工要求等应与正式施焊时相同。在对口根部点固焊时，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊。
5.7 钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。多层焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至完成。
5.8 焊口采取两人对称焊，所有接头处要求修磨。
5.9 严禁在坡口外及管道上任意引弧和电弧擦伤。
5.10 焊接场所应采取有效的防风、防雨措施。严谨在雨、雾等不良天气下进行焊接及热处理工作，以防止冷裂纹产生。
6 焊接工艺及质量要求
6.1 正式施焊前应事先挑选出技术水平高，工作责任心强的高压合格焊工进行适应性练习，使之能够熟练掌握焊接工艺，提高焊接质量。
6.2 为保证焊缝的冲击韧性，焊接时线能量不能过大。氩弧焊打底厚度不应小于3mm。由于P91 钢 熔池铁水粘度大，流动性差，为避免缺陷的产生，保证焊接接头的性能，应采用多层多道及小规范进行焊接，每层焊道厚度不超过焊条直径加2mm，焊道宽度不得超过焊条直径的4 倍。多层多道焊缝焊接完毕后，应用扁铲和钢丝刷将坡口边缘及接头的杂物清理干净后，方可进行次层的焊接。
6.4 背面充氩方案
为避免焊缝根部氧化，焊接前应对管道内壁进行充氩保护，氩气流量为10-15L/min。背面氩气保护在氩弧打底和焊条焊接第一、二层时应持续进行，之后焊层取消。充氩装置为主汽侧管座采用玻璃丝包缠岩棉封堵；安全门拆开后采用铁板封堵，铁板上开一小孔进行充氩保护。
6.5 热处理规范及焊后检验
6.5.1 氩弧打底前将母材预热到200℃，手工电弧焊前预热温范围250-300℃。焊接过程中每道焊层的层间温度为250-350℃，注意层间温度不得超过350℃，施工时应设专人对层间温度进行监控，并做好纪录。温度低于250℃时停止焊接，电加热升温到250-300℃内时方可继续施焊；温度超过350℃时停止焊接，当冷却到250-300℃内时方可继续施焊。焊口温度可用红外测温仪测量。
6.5.2 焊后缓冷至100-150℃，恒温1 小时后进行热处理，热处理温度范围为730-750℃，时间为6小时。热处理升降温速度可执行《火力发电厂异种钢焊接技术规程（DL/T752-2001）》中的规定，按250×25/壁厚（℃/h）进行计算[3]，并不得大于160℃/h。降温过程中，温度在300℃以下可不再控制，自然冷却。热处理曲线T91/P91钢的焊接工艺要点_焊工家园微信公众号：hanjie531_天涯博客
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　　随着电力工业的迅速发展，高参数、大容量机组不断涌现，对钢管材料的高温蠕变性能和抗应力腐蚀等性：能提出更高要求。为此，世界主要的工业发达国家进行了大量研究，先后开发出系列新型铁索体型耐热钢，并成功地用于大容量火力发电机组，其中高CT型9Cr1&MoVNbN耐热钢即为T91/P91钢。&&
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T91/P91钢被高参数火力发电机组广泛应用，是因为该钢种的使用性能具有以下优点：
①与不锈钢相比，该钢具有低的热膨胀系数和良好的导热性。
②该铡具有较高的室温抗拉强度，&b最高达770MPa，而且塑性也较好。
③该钢的冲击韧度和材料脆性转变温度明显优于同类X20和EMl2钢④该钢具有更高的高温持久强度和许用应力，在550℃高温经过105h运行后的高温持久强度是T22钢的2倍，在540～610℃内的许用应力明显高于T22、TP304H和X20钢。
⑤该钢具有良好的整管弯曲加工性能。
⑥该钢的高温疲劳性能优于T22和TP304H钢，高温抗氧化性能也远高于T22钢。
T91/P91钢的焊接工艺要点&&
&&电站锅炉过热器和再热器用T91钢管常用规格有&54mm和&57mm等，壁厚有4mm、8mm和9mm等几种。大直径主蒸汽P91钢管有&457mm&45mm、&347mm&46mm等多种规格。小径管现场施工多为水平对接固定位，要求单面焊双面成形，而且要求反而焊缝不被氧化。为使接头具有满意的使用性能，早期的焊接工艺主要采用两种方法：一是全氩弧焊(TIG打底+TIG填充)；二是氲弧焊(TIG)打底+焊条电弧焊填充。其焊接工艺要点如下：&&
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(1)采用正确的坡口形状和尺寸。&&
(2)选用合理的焊接材料(TIG焊丝和填充电焊条)。&&
(3)选用正确的焊接规范(包括焊丝及电焊条牌号和直径、钨极直径、焊接电流、氩气流量、电源极性、焊缝层数及道数等)。&&&&
(4)选用正确的工件预热温度、焊缝层间温度。
(5)选用合理的焊后热处理规范(包括升降温速度、回火温度及保温时间等)。&&&
&(6)坚持正确的接头装配定位焊和熟练、高超的手工操作技能等。
焊接方法和焊接材料确定以后，获得优质接头的关键工艺措施是：焊前预热、控制层温，以及&及时有效&的焊后热处理。焊前预热的实质是控制焊接区的氢的行为，降低焊接区的硬度和应力峰值及改善韧性。控制层问温度一方面为防止焊缝过热；另一方面是为了保持缓冷。及时有效的焊后热处理包含两层意思：一是该项工艺确实能起到改善焊缝及其HAZ组织，提高接头的韧性和高温持久强度以及消除焊接内应力等作用；二是在实施该项工艺时，必须严格控制焊件焊后冷却的最低温度，以及到焊后热处卿的时问问隔。后者对于获得优良接头性能是至关重要的。分类： |当前位置：&>&&>&&>& >T91／P91钢组合不同接头类型焊接工艺的选择
T91／P91钢组合不同接头类型焊接工艺的选择
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p91合金管焊接工艺.
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天津市利顺伟业专业制造合金管，为我市***大钢管加工生产厂家，被评为全国500强绿色环保卫生单位，是及加工和生产的大型私营有限责任公司。
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合金管重量公式：[(外径-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米每米的重量
合金管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。高压合金管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，高压合金管是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用高压合金管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等，目前已广泛用钢管来制造。高压合金管还是不可缺少的材料，、炮筒等都要钢管来制造。高压合金管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，圆面积***，用圆形管可以输送更多的流体。此外，圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，因此，绝大多数钢管是圆管。
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【合金管的材质】：合金管、16-50Mn、27SiMn、40Cr、12-42CrMo合金管、16Mn合金管、12Cr1MoV合金管、T91合金管、27SiMn合金管、30CrMo合金管、15CrMo合金管、20G合金管、Cr9Mo合金管、10CrMo910合金管、15Mo3合金管、15CrMoV合金管、35CrMoV合金管、45CrMo合金管、厚壁合合金管、
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【合金管规格】：6x1合金管、8x1合金管、8x1.5合金管、10x1合金管、10x1.5合金管、10x2合金管、12x1合金管、12x1.5合金管、12x2合金管、14x1合金管、14x2合金管、14x3合金管、16x1合金管、16x2合金管、16x3合金管、18x2合金管、18x3合金管、20x2合金管、20x2.5合金管、20x3合金管、21x2合金管、21x3合金管、22x2合金管、22x2.5合金管、22x3合金管、25x2合金管、25x2.5合金管、25x3合金管、25x4合金管、27x2合金管、27x2.5合金管、27x3合金管、27x4合金管、32x2合金管、32x2.5合金管、32x3合金管、32x4合金管、34x2合金管、34x3合金管、38x2合金管、38x3合金管、38x4合金管、42x2合金管、42x3合金管、42x4合金管、45x2合金管、45x3合金管、45x4合金管、48x2合金管、48x3合金管、48x4合金管、51x2合金管、51x3合金管、51x4合金管、57x2合金管、57x3合金管、57x3.5合金管、57x4合金管、60x2合金管、60x3合金管、60x3.5合金管、60x4合金管、76x2合金管、76x3合金管、76x3.5合金管、76x4合金管、89x3合金管、89x3.5合金管、89x4合金管、89x4.5合金管、89x5合金管、89x8合金管、89x10合金管、102x3合金管、102x4合金管、108x3合金管、108x4合金管、114x3合金管、114x4合金管、114x5合金管、127x4合金管、127x5合金管、133x3合金管、133x4合金管、133x5合金管、159x3合金管、159x4合金管、159x4.5合金管、159x5合金管、159x6合金管、159x10合金管、159x12合金管、168x4合金管、168x5合金管、168x6合金管、219x4合金管、219x5合金管、219x6合金管、219x8合金管、219x14合金管、273x6合金管、273x8合金管、325x6合金管、325x8
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【生产尺寸】合金管、：外径6-630mm,壁厚1-50mm合金管、
(长度最长定尺为15米）
【生产标准】合金管、：流体用管道，结构用管道，石油用管道，锅炉热交换器用钢管，
【执合金管、照】合金管、：压力管道元件，企业营业执照，税务登记证，生产许可证
【适合金管、用于】合金管、：石油化工，机械制造，热交换器，冷凝器，汽车零件，排污管道，车件加工
1.价格实在，在同行业中价格便宜，质量好
2.交货周期短，不会拖延交货
3。材质采用青山管坯为原料，材质达到国家标准
4.发货前：出库单，收款收据，合同副本，材质检验单
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【郑重承诺】：
1.由于市场行情变化大，在确定订购前，报价在当天有效
2.在收到货物后，出现少货，运输过程中造成的损失，公司给予补偿
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