主蒸汽管道上的限位管夹的焊接

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1、主蒸汽管道上的限位管夹的焊接摘要：在电厂锅炉现场安装中，我们遇到了主蒸汽管道（材质：SA335P91）上的形状结构不规则限位管夹（材质：12Cr1MoV）的异种钢焊接，热处理实施工作也较困难，本文结合具体的施工情况，详细介绍了SA335P91+12Cr1MoV的异种钢焊接的焊接工艺和热处理方法，较好的解决了安装中存在的实际难点，通过本文希望能对电力建设中相似的焊接提供帮助。　　关键词：SA335P91钢主蒸汽管道限位管夹焊接工艺热处理工艺　　　　1工程概况：　　国内一大型发电厂在安装2台330MPa、温度为

2、541℃的主蒸汽管道上，如果焊接处理不好，易产生焊接缺陷，进而进一步扩散，造成安全隐患，因此应引起足够的重视。焊口状况如下图1，主蒸汽管道￠339.7×34材质为SA335P91，图中标注1为限位管夹组合件，其材质为12Cr1MoV。　　图1　　2焊接难点分析：　　2.1焊口为异种钢焊接　　SA335P91钢是美国在20世纪80年代在9Cr-1Mo钢基础上，降低了含碳量、减少硫磷等杂质含量、大幅度提高纯净度，采用Nb、V、N进行微合金强化形成的一种高合金马氏体耐热钢，这种钢具有较高的热稳定性，良好的高温蠕变

3、断裂性、抗氧化耐腐蚀性，但是可焊性差、淬硬及冷裂倾向很大，由于铬的含量高，焊接时容易生成铬的氧化物，从而造成夹渣、未熔合的焊接缺陷；12Cr1MoV钢是一种成熟的低合金珠光体耐热钢，其可焊性较好。SA335P91钢的焊接技术要求远高于12Cr1MoV钢。　　主汽管材质为SA335P91，限位管夹组合件材质为12Cr1MoV，此焊口为异种钢焊接。异种钢焊接时所要面对的问题是化学成分的不相同、金相组织不相同、力学性能不相同、焊接时产生的应力不相同的、热性能差异大，在熔合区由于以上不同的影响，从而在熔合线附近易出

4、现缺陷，因而焊接难度较大，焊接工艺较复杂。　　2.2热处理工艺不好实施　　SA335P91钢有一定的空淬硬化裂纹倾向及焊缝脆化，因此需要焊前预热，由于含碳和含杂质很低，所以钢的热裂倾向很低，但其有较高的延时裂纹倾向，所以焊后要及时热处理。限位管夹中的圆弧板的长度为600mm,长度较长，一次热处理时温度难于控制。　　2.3材料的结构阻碍工艺的实施　　轴向限位管夹形状为不规则形状，两侧支撑板阻碍热处理时的包覆工作，造成热处理无法进行。　　3施工工艺措施：　　综合以上焊接时要解决的问题的分析及现场条件，制定出如下

5、焊接工艺措施：针对两侧限位管夹的支撑板阻碍热处理时的包覆工作的情况，先将限位管夹的圆弧板与横向支撑板的焊缝割开，先期进行主蒸汽管道与圆弧板的焊接，然后进行割开的横向支撑板与圆弧板的焊接。　　主蒸汽管道与圆弧板的焊接工艺：　　3.1.1焊接设备　　ZX7-400STG型逆变焊机　　3.1.2焊接材料的选用　　对异种钢焊接有三种焊接材料可选方案：1.选用与异种钢焊接接头合金含量较低一侧母材金属成分相同的焊接材料2.选用合金成分与两种母材金属中间成分的焊接材料3.选用与异种钢焊接接头合金含量较高一侧母材金属成分相

6、同的焊接材料。焊丝使用前应清除表面锈、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烘烤，使用时放到100-150℃保温筒内，随用随取。　　3.1.3焊接方法　　采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面的焊接方法；　　3.1.4热处理设备　　DoV钢的角焊缝焊接）：　　3.2.1将切割后的横向支撑板和圆弧板的割口处的氧化物、熔渣及飞溅物打磨干净、修理平整，焊缝及两侧10mm打磨露出金属光泽。　　3.2.2焊接材料的选用焊条R317￠3.2　　3.2.3焊前的预热温度为：150-200℃，预热的方法为氧气—乙

7、炔中性火焰加热方法，火焰中心应在焊缝中心两侧均匀移动，采用测温笔进行预热温度的检查。　　3.2.4焊接参数为：直流反接，电流控制在80-100A，电压范围22-26V，焊接速度为80-90mm/min,焊层厚度控制在3.0-3.5mm范围内。　　3.2.5焊后进行热处理温度为720-750℃，恒温时间0.5h，采用火焰加热法。　　3.2.6热处理后对角焊缝进行表面渗透探伤检测。　　4结论　　通过采取以上焊接工艺和热处理工艺，主蒸汽管与限位管夹焊缝的外观质量、焊口的性能都能得到合格的效果，较好的解决了现场存在

8、的焊件形状不规则而带来的不利于焊接及热处理问题，满足安装和使用的要求。