本發(fā)明涉及管道焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝。

背景技術(shù)：

ASME SA335P91鋼管，具有優(yōu)良的高溫強度和抗高溫氧化性，但其焊接性能較低合金耐熱鋼差，若焊接工藝欠佳，往往出現(xiàn)焊縫金屬沖擊功低下，加之焊接接頭不同特征區(qū)域的力學性能的差異而易引起應力集中，故易產(chǎn)生早期失效。例如某電廠125MW機組主蒸汽管道，由于焊接接頭硬度不足，運行9個月后爆管。因此，對T/P91的研究主要集中在優(yōu)化焊接工藝，探尋工藝控制接頭性能機理，創(chuàng)新工藝核心技術(shù)，改善和提高焊接接頭沖擊韌性、焊接脆性、焊后熱處理和焊接熱影響區(qū)的性能，提高鍋爐及管道使用壽命為企業(yè)節(jié)能創(chuàng)效提供技術(shù)支持。鍋爐管道運行達不到標準要求的時間，提前發(fā)生爆管等安全事故，目前可遵循的焊接工藝范圍較大。焊接工藝參數(shù)與熱參數(shù)匹配不合適，通過工藝實驗，選擇較佳工藝，為技術(shù)工人的培訓提供技術(shù)參數(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝，其特征在于：包括以下步驟：

A、焊前準備：

a、封底層：采用鎢極惰性氣體雙面保護焊進行封底焊接，焊接材料為MTS3焊絲，焊絲規(guī)格為φ2.4mm；

b、填充層：采用手工電弧焊進行填充層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ2.5mm；

c、蓋面層：采用手工電弧焊進行蓋面層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ3.2mm；

d、開坡口：用車床和鏜銑床對鋼管開V型坡口，坡口角度為55°-65°，鈍邊為1.2mm-1.5mm；

B、焊前預熱：對母材采用電加熱方式進行預熱，預熱速度為100℃/h-150℃/h，預熱溫度為150-200℃，達到預熱溫度后恒溫120min-150min；

C、控制層間溫度：采用采用電加熱方式進行升溫，采用紅外線測溫儀進行測溫，控制焊接溫度在200℃-300℃，之后進行焊接；

D、焊接：包括以下步驟：

a、封底層焊接：采用鎢極惰性氣體保護焊以42mm/min-57mm/min的焊接速度和9-11L/min的進氣速度進行焊接，焊接電流90-110A，焊接電壓10-16V，熱輸入量1.3-1.7KJ/mm；

b、填充層焊接：采用手工電弧焊以50mm/min-60mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流70-90A，焊接電壓18-20V，熱輸入量1.5-1.8KJ/mm；

c、蓋面層焊接：采用手工電弧焊以70-80mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流115-125A，焊接電壓18-20V，熱輸入量1.3-2.0KJ/mm；

E、焊后熱處理：將焊接件先降溫，后升溫，再恒溫，再降溫的方式進行熱處理。

優(yōu)選的，步驟E中熱處理方法包括以下步驟：

A、將焊接件以100℃/h-150℃/h的速度進行緩慢冷卻，直至溫度降至100℃-120℃后恒溫1h；

B、再將焊接件通過電加熱的方式進行加熱，以100℃/h-150℃/h的速度進行升溫，升至750℃-770℃后恒溫4h；

C、再將焊接件以100℃/h-150℃/h的速度進行緩慢冷卻至300℃，之后自然冷卻至常溫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的主蒸汽管道-P91焊接工藝焊縫均勻美觀，成型良好，能夠改善和提高焊接接頭沖擊韌性、焊接脆性、焊后熱處理和焊接熱影響區(qū)的性能，提高鍋爐及管道使用壽命。

具體實施方式

下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一：

一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝，包括以下步驟：

A、焊前準備：

a、封底層：采用鎢極惰性氣體保護焊進行封底焊接，焊接材料為MTS3焊絲，焊絲規(guī)格為φ2.4mm；

b、填充層：采用手工電弧焊進行填充層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ2.5mm；

c、蓋面層：采用手工電弧焊進行蓋面層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ3.2mm；

d、開坡口：用車床和鏜銑床對鋼管開V型坡口，坡口角度為55°，鈍邊為1.2mm；

B、焊前預熱：對母材采用電加熱方式進行預熱，預熱速度為80℃/h，預熱溫度為150，達到預熱溫度后恒溫120min；

C、控制層間溫度：采用采用電加熱方式進行升溫，采用紅外線測溫儀進行測溫，控制焊接溫度在200℃，之后進行焊接；

D、焊接：包括以下步驟：

a、封底層焊接：采用鎢極惰性氣體保護焊以42mm/min的焊接速度和

9L/min的進氣速度進行焊接，焊接電流90A，焊接電壓10V，熱輸入量1.3KJ/mm；

b、填充層焊接：采用手工電弧焊以50mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流70A，焊接電壓18V，熱輸入量1.5KJ/mm；

c、蓋面層焊接：采用手工電弧焊以70mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流115A，焊接電壓18V，熱輸入量1.3KJ/mm；

E、焊后熱處理：將焊接件先降溫，后升溫，再恒溫，再降溫的方式進行熱處理。

本實施例中，步驟E中熱處理方法包括以下步驟：

A、將焊接件以90℃/h的速度進行緩慢冷卻，直至溫度降至100℃后恒溫1h；

B、再將焊接件通過電加熱的方式進行加熱，以90℃/h的速度進行升溫，升至750℃后恒溫4h；

C、再將焊接件以90℃/h的速度進行緩慢冷卻至300℃，之后自然冷卻至常溫。

實施例二：

一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝，包括以下步驟：

A、焊前準備：

a、封底層：采用鎢極惰性氣體保護焊進行封底焊接，焊接材料為MTS3焊絲，焊絲規(guī)格為φ2.4mm；

b、填充層：采用手工電弧焊進行填充層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ2.5mm；

c、蓋面層：采用手工電弧焊進行蓋面層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ3.2mm；

d、開坡口：用車床和鏜銑床對鋼管開V型坡口，坡口角度為65°，鈍

邊為1.5mm；

B、焊前預熱：對母材采用電加熱方式進行預熱，預熱速度為100℃/h，預熱溫度為200℃，達到預熱溫度后恒溫150min；

C、控制層間溫度：采用采用電加熱方式進行升溫，采用紅外線測溫儀進行測溫，控制焊接溫度在300℃，之后進行焊接；

D、焊接：包括以下步驟：

a、封底層焊接：采用鎢極惰性氣體保護焊以57mm/min的焊接速度和11L/min的進氣速度進行焊接，焊接電流110A，焊接電壓16V，熱輸入量1.7KJ/mm；

b、填充層焊接：采用手工電弧焊以60mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流90A，焊接電壓20V，熱輸入量1.8KJ/mm；

c、蓋面層焊接：采用手工電弧焊以80mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流125A，焊接電壓20V，熱輸入量2.0KJ/mm；

E、焊后熱處理：將焊接件先降溫，后升溫，再恒溫，再降溫的方式進行熱處理。

本實施例中，步驟E中熱處理方法包括以下步驟：

A、將焊接件以100℃/h的速度進行緩慢冷卻，直至溫度降至120℃后恒溫1h；

B、再將焊接件通過電加熱的方式進行加熱，以100℃/h的速度進行升溫，升至770℃后恒溫4h；

C、再將焊接件以100℃/h的速度進行緩慢冷卻至300℃，之后自然冷卻至常溫。

實施例三：

一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝，包括以下步驟：

A、焊前準備：

a、封底層：采用鎢極惰性氣體保護焊進行封底焊接，焊接材料為MTS3焊絲，焊絲規(guī)格為φ2.4mm；

b、填充層：采用手工電弧焊進行填充層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ2.5mm；

c、蓋面層：采用手工電弧焊進行蓋面層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ3.2mm；

d、開坡口：用車床和鏜銑床對鋼管開V型坡口，坡口角度為58°，鈍邊為1.3mm；

B、焊前預熱：對母材采用電加熱方式進行預熱，預熱速度為85℃/h，預熱溫度為180℃，達到預熱溫度后恒溫130min；

C、控制層間溫度：采用采用電加熱方式進行升溫，采用紅外線測溫儀進行測溫，控制焊接溫度在240℃，之后進行焊接；

D、焊接：包括以下步驟：

a、封底層焊接：采用鎢極惰性氣體保護焊以50mm/min的焊接速度和9L/min的進氣速度進行焊接，焊接電流95A，焊接電壓12V，熱輸入量1.4KJ/mm；

b、填充層焊接：采用手工電弧焊以54mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流75A，焊接電壓18V，熱輸入量1.6KJ/mm；

c、蓋面層焊接：采用手工電弧焊以74mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流122A，焊接電壓18V，熱輸入量1.5KJ/mm；

E、焊后熱處理：將焊接件先降溫，后升溫，再恒溫，再降溫的方式進行熱處理。

本實施例中，步驟E中熱處理方法包括以下步驟：

A、將焊接件以95℃/h的速度進行緩慢冷卻，直至溫度降至105℃后恒溫1h；

B、再將焊接件通過電加熱的方式進行加熱，以95℃/h的速度進行升溫，升至750℃-770℃后恒溫4h；

C、再將焊接件以95℃/h的速度進行緩慢冷卻至300℃，之后自然冷卻至常溫。

實施例四：

一種350MW機組主蒸汽管道-P91焊接工藝，包括以下步驟：

A、焊前準備：

a、封底層：采用鎢極惰性氣體保護焊進行封底焊接，焊接材料為MTS3焊絲，焊絲規(guī)格為φ2.4mm；

b、填充層：采用手工電弧焊進行填充層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ2.5mm；

c、蓋面層：采用手工電弧焊進行蓋面層焊接，焊接材料為Chromo T91焊條，焊條規(guī)格為φ3.2mm；

d、開坡口：用車床和鏜銑床對鋼管開V型坡口，坡口角度為60°，鈍邊為1.2mm-1.5mm；

B、焊前預熱：對母材采用電加熱方式進行預熱，預熱速度為90℃/h，預熱溫度為180℃，達到預熱溫度后恒溫135min；

C、控制層間溫度：采用采用電加熱方式進行升溫，采用紅外線測溫儀進行測溫，控制焊接溫度在250℃，之后進行焊接；

D、焊接：包括以下步驟：

a、封底層焊接：采用鎢極惰性氣體保護焊以50mm/min的焊接速度和10L/min的進氣速度進行焊接，焊接電流100A，焊接電壓13V，熱輸入量1.5KJ/mm；

b、填充層焊接：采用手工電弧焊以55mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流80A，焊接電壓19V，熱輸入量1.7KJ/mm；

c、蓋面層焊接：采用手工電弧焊以75mm/min的焊接速度進行焊接，焊接電流120A，焊接電壓19V，熱輸入量1.5KJ/mm；

E、焊后熱處理：將焊接件先降溫，后升溫，再恒溫，再降溫的方式進行熱處理。

本實施例中，步驟E中熱處理方法包括以下步驟：

A、將焊接件以100℃/h的速度進行緩慢冷卻，直至溫度降至110℃后恒溫1h；

B、再將焊接件通過電加熱的方式進行加熱，以95℃/h的速度進行升溫，升至760℃后恒溫4h；

C、再將焊接件以95℃/h的速度進行緩慢冷卻至300℃，之后自然冷卻至常溫。

實驗例：

將待焊接試驗試件分三組，每組6個試件，每個試件采取本發(fā)明各實施例中不同的焊接方法、預熱溫度、焊接參數(shù)、熱處理工藝及焊接操作人員，焊接后測定焊縫硬度、熱影響區(qū)硬度和母材硬度，測得數(shù)據(jù)如下表：

本發(fā)明的主蒸汽管道焊接工藝焊縫均勻美觀，成型良好，能夠改善和提高焊接接頭沖擊韌性、焊接脆性、焊后熱處理和焊接熱影響區(qū)的性能，提高

鍋爐及管道使用壽命。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。