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T91与12Cr1MoV异种钢管道焊接工艺分析及应用
作者:this | 发布时间: 2017-12-22

    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和抗应力腐蚀等性能提出了更高的要求。马氏体耐热钢(如T91/P91钢等)以其良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能,在电站锅炉的过热器、再热器及主蒸汽管道上获得越来越广泛的应用。而火力发电机组随着各个部位工作温度的不同,也不可避免地产生了T91/P91与12Cr1MoV等异种钢的焊接问题。
    近几年随着电力工业的迅猛发展,T91钢的焊接技术已经成熟,但T91与12Cr1MoV异种钢焊接技术难度较大,容易出现焊接缺陷,因此需要通过焊接工艺评定试验,以保证T91与12Cr1MoV异种钢管道的焊接质量。
    T91钢是在9Cr1Mo钢的基础上,采用纯净化、细晶化冶金技术以及微合金化和控轧、控冷等工艺开发出的新一代中合金耐热钢。从化学成分上看,降低了C、S和P含量,并采用V、Nb和N元素微合金化;从力学性能上看,钢的强度和韧性得到了改善。这是由于T91钢的强化机理与老钢种有原则的不同,即除了固溶和沉淀强化外,还通过微合金化、控轧、形变热处理及控冷获得高密度位错和高度细化晶粒的结果。该钢的供货状态为正火+回火(730~760℃),显微组织是回火马氏体。
    12Cr1MoV耐热钢中由于C及一定量的Cr、Mo和V等合金元素,一方面在焊接过程中有一定的淬硬倾向,另一方面在焊接热循环决定的冷速条件下,接头的组织与性能极不均匀,焊缝和热影响区中有冷裂倾向。因此,为了防止脆化及冷裂,12Cr1MoV耐热钢一般要求焊前应根据结构与具体生产条件进行预热。
    T91钢与12Cr1MoV管对接焊工艺制度:
    (1)预热制度。预热温度按T91钢的要求进行选择,温度控制在150~200℃,手工氩弧焊打底完成后待温升至250~300℃进行焊条手工电弧焊,并保持此层间温度;
    (2)后热处理。焊后升温至300~350℃,保温2h;
    (3)焊后热处理。T91钢的焊接接头,焊后必须缓冷到Mf点(150~100℃)以下,并保温0.5~1.0h,使其焊接接头完全转变为马氏体组织,然后再升温至730~760℃进行回火热处理,保温时间2h。升温速度应≤150℃/h。
    将上述制度应用与生产实践中,取得了较好的效果。通过试验,也证明了所用焊接工艺参数及焊接方法的合理性。

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