600 MW超临界火电机组P91材质再热蒸汽管道局部硬度低原因分析及缺陷处理

对国内某600 MW燃煤发电机组进行金属监督检验时,发现材质为P91钢的再热蒸汽母管H56对接接头及邻近母材硬度低、金相组织异常。对其进行了原因分析,提出了对缺陷的处理方案、工程量盘点、实施管控意见,并进行了简要说明。

SA335P91钢种焊缝侧母材硬度控制

SA335P91钢焊缝硬度高,焊接后需及时进行热处理,为保证焊缝硬度在标准范围内,将热处理温度提至上限(760+10℃),此做法可能造成焊缝两侧母材低于180HB,DL/T 438—2016《火力发电厂金属技术监督规程》中规定管件硬度为180~250HB。文章通过实例进行分析,改进和加强热处理工艺,保证了焊缝两侧母材的硬度。

A335P91管道焊接质量控制

本文以广东石化炼化一体化项目动力中心至连续重整装置A335P91超高压蒸汽管道焊接为研究背景,通过对A335P91钢的化学成分、力学性能以及焊接性的分析,在焊接材料的选用,焊接方式综合采用机械自动焊及手工焊等方面进行精细化管理,保证了焊接质量,提高了A335P91管道焊接一次合格率,对此类耐热钢的焊接工作等具有一定的借鉴意义。

A335P91耐热钢管线碰头焊道焊接充氩保护工艺

A335P91耐热钢管线焊接时,常采用氩弧焊打底、焊条电弧焊填充盖面的单面焊双面成型工艺。打底焊接时,焊道背面需采取充氩气保护的措施,防止根部焊缝氧化。在管线预制阶段,可采用多种充氩保护方法,而在安装阶段的碰头焊道或管线走向复杂时,焊道无法采用常规的充氩方法,只能从焊缝间隙处充气保护,但采用传统的封堵材料和充氩工具会出现一系列问题,严重影响了打底质量和效率。现就我公司在中石油塔里木乙烷制乙烯装置中A335P91耐热钢管线碰头焊道焊缝充氩保护工艺进行介绍。

管对接全位置焊应力应变场三维有限元数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,对SA335 P91钢管全位置对接打底焊温度场和应力应变场进行了三维数值模拟。建立了焊接瞬态温度场和应力应变场三维移动热源模型,得到了全位置焊时左右焊道交汇处(90°)的瞬态轴向应力和环向应力分布以及应力应变随时间变化的规律:在闭合小孔区内表面的轴向和环向应力均为拉伸应力,且环向应力比轴向应力大,并有明显的边缘应力效应;该处在高温凝固阶段的瞬态应力随小孔停留时间的延长和焊接电流的增大而减小,而其应变的变化则随之增大,这是造成打底焊时在小孔闭合区容易产生凝固裂纹的主要原因。

SA-335 P91钢全位置窄间隙热丝TIG焊接工艺及接头性能研究

针对SA-335 P91钢大口径管环缝,采用轨道式全位置热丝TIG焊机进行了窄间隙焊接。将整条环缝均分为16个区域,根据不同位置熔池受力状态对各区的焊接工艺参数进行修正设置,并对所获焊接接头的组织和性能进行了研究。所获焊缝和热影响区的组织均为回火马氏体,焊接接头的拉伸、弯曲、冲击等力学性能均满足要求。结果表明,窄间隙热丝TIG焊接工艺参数合理,分区修正设置恰当,能够满足SA-335 P91钢大口径管全位置焊接要求。

SA335P91钢的焊接工艺研究

SA335P91钢属改良型9Cr-1Mo高强度马氏体耐热钢,与传统的Cr-Mo耐热钢相比,具有高温强度高、抗蠕变性能和抗氧化性能好等优点。通过分析SA335P91钢的焊接性,论述了焊缝产生冷裂纹的机理,指出了SA335P91钢焊接性能差的主要原因在于钢种本身对冷裂纹具有组织上的敏感性,容易导致焊缝发生开裂。根据SA335P91钢焊接的特点,通过大量的试验研究,提出了采用TIG+SMAW的焊接方法、进行焊前预热及层间保温、控制焊接线能量以及采取焊后热处理等工艺措施,成功地解决了SA335P91钢的焊接难题。

SA335 P91钢管焊接接头根部裂纹分析

介绍了SA335P91钢管对接全位置固定单面焊双面成形接头焊缝交汇处所产生的背面裂纹。断口电镜扫描和能谱分析的结果表明 :此类裂纹属于结晶裂纹 ,产生的原因是由于该处形成了粗大且方向性极强的胞状树枝晶组织 ,出现了比较严重的结晶偏析并导致晶界上S、P含量偏高 ,此外 ,该处所存在的背面凹坑也会导致收缩时产生较大的应力集中。

电站锅炉SA335-P91高温高压蒸汽钢管焊接工艺

SA335P91钢属改良型9Cr-1Mo高强度马氏体耐热钢,与传统的Cr-Mo耐热钢相比,具有高温强度高、抗蠕变性能和抗氧化性能好等优点。SA335P91钢焊接性的主要问题是冷裂纹敏感性较强以及冲击韧性下降。针对上述问题进行焊接工艺评定试验,选择GTAW+SMAW焊接方法,制定了合理的焊接工艺:氩弧焊封底时其预热温度为100℃～150℃,焊条电弧焊的焊前预热温度为200℃～300℃;焊条电弧焊层间温度应为200℃～300℃;焊接线能量在25～30 kJ/cm以下,GTAW在12～15 kJ/cm;焊后热处理温度750℃～770℃,保温4～6 h,升降温速度小于150℃/h。根据现场环境条件,采取有效的工艺控制措施,获得了较好的焊接质量,综合性能良好。

电站锅炉用SA-335 P91无缝钢管的研制

SA-335 P91是应用在超临界、超超临界电站锅炉集箱和主蒸汽管道上的关键材料,国内锅炉和电力行业迫切希望宝钢能在SA-213 T91研制的基础上开发这一产品。随着烟台宝钢钢管有限责任公司460PQF连轧管机组的投产,宝钢具备了开发SA-335 P91大口径管的能力。主要介绍宝钢SA-335 P91研制过程,以及材料性能的评定与试验,试验数据表明,宝钢产SA-335 P91性能满足ASME和GB 5310—2008标准要求,可替代进口产品,用于超临界、超超临界电站锅炉的制造。

焊接热循环数据采集系统的设计与数据处理

介绍了电弧焊热循环过程中热影响区温度场数据采集系统的硬件设计和软件实现方法。基于VB语言设计的系统主程序能实现数据采集、存储、处理和显示热影响区在焊接热循环过程中的实时温度与时间关系曲线。并对SA335P91钢管对接全位置固定单面焊双面成形时左右焊道交汇处闭合小孔的焊接热参数进行了实际测量。

SA335P91与12Cr1MoV异种钢焊接焊缝金属脆性转变温度研究

随着电力工业的迅速发展和新钢种的广泛应用,异种钢焊接越来越普遍。本课题对异种钢焊接SA335P91/12Cr1MoV的焊缝金属脆性转变温度进行了研究,通过高、中、低3种不同匹配的焊缝金属夏比缺口冲击试验数据的计算及分析,得出SA335P91/12Cr1MoV异种钢3种匹配的焊接接头焊缝金属的脆性转变温度分别为低匹配78℃、中匹配79℃、高匹配91℃。

工艺参数对SA335 P91钢焊缝根部凝固裂纹的影响

运用正交试验的方法分析了焊接电流、焊接速度和左右焊道搭接区电弧停留时间等主要工艺参数对SA335 P91炉管全位置固定单面焊双面成形对接焊缝根部凝固裂纹的影响。研究结果表明,焊接电流、搭接区电弧停留时间是主要的影响参数,尤其以搭接区电弧停留时间的影响最为显著。过长的搭接区电弧停留时间和过大的电流会使搭接区形成粗大、方向性极强的板条马氏体组织,且造成晶界上S的低熔点共晶偏析严重。凝固裂纹的产生主要取决于S的低熔点共晶化合物在晶界上的分布形态,而不是单纯取决于S的绝对含量,在S质量分数比较高的情况下,如果以膜状或者块状物形式分布的硫化物存在于晶界上,则容易导致凝固裂纹的产生。

SA335P91钢焊缝结晶裂纹产生机理的研究

选用不同的焊接工艺参数进行大口径SA335P91钢管对接全位置焊接模拟试验,通过金相观察、电镜和微区能谱分析等方法研究了焊接工艺参数对其焊缝根部裂纹的影响,对裂纹的性质、类型和产生机理进行了分析。结果表明,SA335P91钢焊缝根部裂纹属于结晶裂纹,它的产生与焊接工艺有密切的关系,结晶裂纹产生与否不取决于S的绝对含量,而主要取决于S的低熔点共晶化合物在晶界的分布形态;选择合适的焊接工艺参数并控制焊接电弧在左右焊道闭合小孔处停留时间在5s以内可有效预防结晶裂纹的产生。

超声波检验SA335P91主蒸汽管道焊缝根部未焊透误判原因分析

对某火力发电厂200 MW机组SA335P91主蒸汽管道对接焊缝进行超声波检验时发生的根部未焊透误判进行了原因分析。结果表明误判主要源于以下2个因素:一是焊接坡口异常,存在焊缝根部沿壁厚方向向内车进5 mm的V形坡口,而管道设计壁厚为27 mm,因此焊缝中心处实际壁厚为22 mm;二是没有严格按规程要求采用SA335P91对比试块,而采用20钢试块制作DAC曲线,二者声速不同而最终导致定位存在误差。该案例分析可为超声波探伤提供实践经验。

5A335P91钢焊缝结晶裂纹产生机理

选用不同的焊接工艺参数进行大口径SA335P91钢管对接全位置焊接模拟试验,通过金相观察、电镜和微区能谱分析等方法研究了焊接工艺参数对SA335P91钢焊缝根部裂纹的影响,分析了裂纹的性质、类型和产生机理。结果表明,SA335P91钢焊缝根部裂纹属于结晶裂纹,其产生与焊接工艺密切相关,结晶裂纹产生与否不是取决于S的绝对含量,而主要取决于S的低熔点共晶化合物在晶界的分布形态;选择合适的焊接工艺参数并将焊接电弧在左右焊道闭合小孔处停留时间控制在5 s以内,可有效预防结晶裂纹的产生。

A335P91钢蒸汽集箱对接施焊工艺研究

通过对汕尾电厂第一期工程的2×600 MW机组A335P91材质的蒸汽集箱(屏式过热器集箱、高压过热器进出口集箱、高压再热器出口集箱)施焊前模拟现场条件进行工艺评定试验,最终确定了符合大口径、超厚壁的A335P91钢集箱焊接性能要求的现场焊接工艺,为此,详细介绍了该工艺的整个过程,焊接工艺要点及操作注意事项。实施该工艺的焊接质量优良,效果显著。

SA-335P91材料在锅炉集箱制造中的应用

针对高温强度较高的SA - 335P91材料在产品中的应用 ,尤其是在集箱制造工艺上的情况进行了简介。介绍了该材料集箱的下料工艺、环缝焊接工艺、管接头及附件的焊接工艺、集箱的校正工艺等。

关于SA-335P91钢管材料的异常问题

SA-335P91材料以其高强韧性、抗蠕变性能、以及良好的抗高温氧化和抗腐蚀性能而被广泛地应用于火电厂高温受压部件。我国GB5310-2008《高压锅炉用无缝钢管》标准中的10Cr9M01VNbN即为P91，国内部分钢铁企业也生产P91钢管。但是由于国产P91钢管与进口P91钢管还存在一定差距，另外对进口P91钢管国内加工，制管工艺、热处理工艺等原因，导致关于P91钢管材料异常的问题在火电机组锅炉中时有发生。

E60-B3等级材料焊接SA-335P91和12Cr1MoVG异种钢接头组织及性能

采用E60-B3等级焊接材料对SA-335P91和12Cr1MoVG异种钢进行焊接试验,研究焊接接头的微观组织、常温力学性能和高温力学性能。结果表明,常温状态下焊接接头拉伸、弯曲和冲击等力学性能均满足要求;在520~600℃的高温状态下,焊接接头的高温屈服强度高于两侧母材的屈服强度;焊接接头的焊缝组织主要为贝氏体+铁素体,但在SA-335P91侧焊缝区域呈现出宽度为200~260μm的带状铁素体,带状的铁素体组织将导致接头的高温蠕变性能降低,影响焊接接头的高温服役寿命。