焊接保護(hù)劑在電站焊接中的應(yīng)用

王寅飛，趙　峰（.華能鶴崗發(fā)電有限公司，黑龍江鶴崗5409；.中龍建電力建設(shè)股份有限公司無(wú)損檢測(cè)中心，黑龍江佳木斯5400）

焊接保護(hù)劑在電站焊接中的應(yīng)用

王寅飛1，趙峰2
（1.華能鶴崗發(fā)電有限公司，黑龍江鶴崗154109；2.中龍建電力建設(shè)股份有限公司無(wú)損檢測(cè)中心，黑龍江佳木斯154002）

通過(guò)對(duì)電站T91/P91鋼焊接工藝介紹及焊接保護(hù)劑在此鋼種焊接中的應(yīng)用，提出T91/P91鋼在焊接時(shí)的保護(hù)要點(diǎn)，從而使T91/P91鋼在更合理的規(guī)范參數(shù)下焊接，保證焊接質(zhì)量。通過(guò)試驗(yàn)證明，焊接保護(hù)劑在T91/P91鋼焊接中的使用，焊接接頭機(jī)械性能各項(xiàng)指標(biāo)完全能滿足規(guī)定要求，且工藝更簡(jiǎn)單，尤其在P91鋼大口的焊接中，替代氬氣的效果更好，價(jià)格比充氬氣保護(hù)更低廉，有很高的推廣價(jià)值。

T91/P91鋼；焊接保護(hù)劑；焊接

Abstract∶The application of the power plant T91/P91 steel welding technology and welding protective agent described in this steel Welding，proposed T91/P91 steel protection during welding points，making T91/P91 steel welded under more reasonable specification parameters to ensure the quality of welding.The experiment shows，welding protective agent used in the T91/P91 steel welding，the weld joint mechanical performance indicators can meet the requirements，and the process is easier，especially in the big mouth of P91 steel welding in argon substitution effect is more well，the price is cheaper than argon protection，a high promotional value.

Keywords∶T91/P91 steel；weldingprotective agent；welding

華能鶴崗發(fā)電有限公司1×600MW（3#機(jī)組）工程，主蒸汽管道、高壓旁路管道材質(zhì)為SA335P91鋼，受熱面小管普遍采用SA335T91鋼。針對(duì)T91/P91鋼的焊接特點(diǎn)，進(jìn)行大量的焊接模擬及試驗(yàn)，成功地將焊接保護(hù)劑用于此鋼種焊接，焊接質(zhì)量達(dá)到要求。

1　T91/P91鋼性能特點(diǎn)及化學(xué)成分

T91/P91鋼具有良好的高溫蠕變斷裂強(qiáng)度、抗氧化耐腐蝕性以及低的熱膨脹系數(shù)與相對(duì)高的熱傳導(dǎo)率，在美日等發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛用作火力發(fā)電廠的過(guò)熱器聯(lián)箱、主汽管等材料。該鋼是在9Cr-1Mo配方的基礎(chǔ)上，添加適量的V、Nb、N等元素，得到的一種改進(jìn)型9Cr-1Mo鋼。

2　T91/P91鋼焊接性分析

現(xiàn)場(chǎng)焊接采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面的方法。T91/P91鋼屬于馬氏高合金耐鋼，焊接性較差。為防止產(chǎn)生冷裂紋，焊前必須進(jìn)行預(yù)熱，并在焊接過(guò)程中保持層間溫度不低于預(yù)熱溫度，考慮到冷卻速度過(guò)慢，會(huì)使奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變，預(yù)熱及層間溫度不應(yīng)過(guò)高。T91/P91鋼焊后不能立即進(jìn)行高溫回火處理，而應(yīng)首先對(duì)焊接接頭在Ms（奧氏體向馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度）和Mf（奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度）點(diǎn)之間進(jìn)行后熱處理，其目的是進(jìn)行消氫處理，減小熱應(yīng)力，防止在冷卻過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生。

3　焊口背部焊接保護(hù)劑的使用方法及注意問(wèn)題

T91/P91鋼屬于高合金鋼，為避免合金元素?zé)龘p和氧化，焊接時(shí)管內(nèi)必須進(jìn)行背部焊接保護(hù)。以往都是以做氣室、充氬的方式對(duì)整個(gè)焊口進(jìn)行的焊接保護(hù)，工藝比較復(fù)雜，且有個(gè)別焊口空氣排不凈，氣室內(nèi)氬氣不純，造成焊接保護(hù)不好的現(xiàn)象。本工程引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)焊接工藝，焊接時(shí)采用焊接保護(hù)劑代替充氬的保護(hù)方式，原理是在焊縫背部加適量藥粉，在焊接過(guò)程中利用熔池的高溫，產(chǎn)生氣體對(duì)焊接熔池進(jìn)行局部焊接保護(hù)，取得了良好的抗氧化焊接效果。

3.1焊口背部焊接保護(hù)劑的使用方法

第一，清除油污。在使用保護(hù)劑前，必須對(duì)焊縫坡口附近的氧化膜、鐵銹、油污等進(jìn)行清理打磨。

第二，保護(hù)劑的混合。甲醇與焊接保護(hù)劑的重量混合比例為2∶1，攪拌成均勻的奶油狀混合物5min后，涂于焊口的背面，寬度約為3mm，厚度約1mm，停留2～3min后，就可以進(jìn)行焊接。

第三，如對(duì)口組裝過(guò)程中有震動(dòng)，可能造成涂層的脫落，因此在混合保護(hù)劑時(shí)還要按照重量比6∶1，加入比例為1的黏合劑。

第四，焊接時(shí)機(jī)。在涂于焊口背面后可以停留幾分鐘后，即可進(jìn)行焊接，也可以在3～4d內(nèi)進(jìn)行焊接。保護(hù)劑不會(huì)因時(shí)間延長(zhǎng)而失效。

第五，焊接電流?？梢砸哉５暮附与娏魇┖?，但不能以大于正常電流的10%進(jìn)行焊接。

第六，對(duì)口間隙。一般的對(duì)口間隙2～3mm。

第七，焊后在焊縫附近形成一種化學(xué)物質(zhì)呈惰性的薄膜，在電廠使用范圍內(nèi)，可不必對(duì)其進(jìn)行清理，不會(huì)對(duì)X光片造成影響。

3.2施工中需注意的問(wèn)題

第一，混合比例一定要按比例調(diào)和，不可隨意加大濃度，以免焊接時(shí)灰霧度加大，影響焊接視線。

第二，涂抹保護(hù)劑后不可停留太長(zhǎng)時(shí)間不予焊接，以免焊接保護(hù)劑脫落或失效。

第三，如果用火焰加熱法對(duì)焊縫進(jìn)行加熱，不可把火焰對(duì)焊縫直吹。

第四，必須由合格的焊工進(jìn)行焊接操作。

4　保護(hù)劑的作用和優(yōu)點(diǎn)

第一，抗氧化作用強(qiáng)，可以有效地防止焊縫背面的氧化。在充氬保護(hù)中，因氬原子比氫原子和氧原子密度大，主要分布在底層，上部的焊接保護(hù)效果不是很理想。而焊接保護(hù)劑的使用原理是跟隨熔池的局部保護(hù)，避免了因分布不均勻，造成保護(hù)不好的現(xiàn)象，抗氧化更突出。

第二，焊縫背面的保護(hù)作用突出。作為背面保護(hù)劑，背面的保護(hù)涂層能夠阻止許多有害的化合物的形成，同時(shí)也能吸收熔渣中的大量難熔元素。

第三，防止燒穿。保護(hù)劑有很好的熱傳導(dǎo)性，能有效地驅(qū)散焊縫局部的熱量集中，使焊縫熱量分布均勻化，減少過(guò)熱傾向。

第四，保護(hù)劑能適用于對(duì)接、搭接及不同厚度材料對(duì)接的各種接頭形式。

第五，使用保護(hù)劑使操作更容易，焊接速度更快，焊后打磨量更少。

第六，使工藝更簡(jiǎn)易，節(jié)約了更多的人工成本。

5　使用焊接保護(hù)劑焊口的工藝評(píng)定

5.1焊后無(wú)損檢測(cè)

根據(jù)DL/T821《鋼制承壓管道對(duì)接焊接接頭射線檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》要求，射線檢測(cè)Ⅰ級(jí)合格。

5.2外觀檢查記錄

根據(jù)DL/T869《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》7.1條規(guī)定，外觀檢查質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級(jí)合格。

5.3力學(xué)試驗(yàn)

結(jié)論：經(jīng)檢驗(yàn)，試樣彎曲至規(guī)定角度無(wú)裂紋，符合要求。

5.4沖擊試驗(yàn)

試件夏比V型沖擊值符合規(guī)定要求。

5.5金相

宏觀、微觀金相檢驗(yàn)結(jié)果符合SD340-89規(guī)定要求，熱處理后組織為回火馬氏體

6　現(xiàn)場(chǎng)焊后檢測(cè)

主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有T91/P91鋼焊縫根部的超聲波檢驗(yàn)，無(wú)缺陷，符合規(guī)定要求。

7　結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)證明，焊接保護(hù)劑在T91/P91鋼焊接中的使用，焊接接頭機(jī)械性能各項(xiàng)指標(biāo)完全能滿足規(guī)定要求，且工藝更簡(jiǎn)單，能節(jié)約更多的人工成本，尤其在P91鋼大口的焊接中，替代氬氣的效果更好，價(jià)格比充氬氣保護(hù)更低廉，有很高的推廣價(jià)值。

Welding protective agent in the welding station

WANG Yin-fei1，ZHAO Feng2
（1.Huaneng Power Generation Limited In Hegang，Hegang154109，China；2.Zhonglongjian Power Construction Co.Nondestructive Testing Center，Jiamusi 154002，China）

TG457

A

1674-8646（2015）02-0040-02