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TP347H焊接无损检测技术的研究【摘要】现阶段，TP347H是一种新型材料，但此种材料极易产生大量的裂纹，若检测施工工艺不科学，那么甚至会漏检裂纹现象，进而埋下更多安全隐患。
本文作者结合自身多年实践经验，重点对此种材质的焊缝检测施工工艺加以探究与分析。
希望可以为读者提供更多价值的参考。
【关键词】焊缝；无损检测技术；探究0.前言TP347H材料为一种新型进口材料，主要的进口国家包含法国、日本。
然而，此种材质主要应用到应用到锅炉锅炉或是炼油装置当中。
但是，在实践应用过程中，此种材料极易产生裂纹。
同时，所产生的裂纹偏小，裂纹横纵交错分布。
通常利用普通检测技术很难被发现；若使用PT检测技术也只可以检测到表面的裂纹，难以发现内部的裂纹。
结合此问题，作者结合自身所掌握的理论知识与工作经验，对TP347H材质焊缝检测技术予以总结和分析。
1.关于TP347H材质的论述TP347H材料本质是由铬镊奥氏体热强钢。
因此，材料当中的铬、镊含量都是非常高的，这直接决定了此种材料有很强的热强性与抗腐蚀特性，同时抗氧化性能也较好。
通常将其应用到温度超过650摄氏度的热器管、再热器以及石油化工热交换器的零部件当中。
通过大量实践表明，钢焊接性较好，在进行焊接时，并不需要提前进行预热，而且在完成焊接之后，不需进行热处理，因此，可选择的焊接方法有很多种。
2.产生焊缝热裂纹的机理分析一般来说，产生热裂纹的时时段在焊缝金属凝固的末期，而敏感温度区间大多数都在固相线周围的高温区。
通常，热裂纹区都是结晶裂纹，产生的根本原因是由于当焊缝金属处于凝固阶段时，结晶偏析导致杂质出现的低熔点共晶物主要集中到晶界，因而形成了一种“液态薄膜”，在焊缝凝固过程之后，受拉应力的影响，结果导致开裂出现了裂纹。
然而，对于结晶裂纹来说，都是沿着焊缝的中心长度方向裂开的，因此，都是纵向裂纹，在某些情况下产生的则是横向裂纹，出现在焊缝两个柱状晶体间。
3.关于TP347H焊缝的无损检测技术探究对含有TP347H炉管进行焊缝无损检测时，通过Ir192与KodakMX125胶片进行检测时，出现的裂纹影响不是非常明显。
SA―213TP347H不锈钢焊接随着电力工业的发展和全球对环境问题的日益关注，发展高效、节能、环保的大容量电站锅炉已引起国内外的高度重视，因此提高火电机组的蒸汽温度和压力已势在必行，这对钢材的热强性、工艺性及经济性提出了更高的要求。
SA-213TP347H钢具有以下特点：表面美观以及使用可能性多样化；耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用；耐腐蚀性好；强度高，因而薄板使用的可能性大；耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾；常温加工，即容易塑性加工；因为不必表面处理，所以简便、维护简单；清洁，光洁度高；焊接性能好。
也因为它具有如此的特点，在目前或是将来它的应用也必将得到很大的提高。
一、化学成分SA-213TP347H钢管的化学成分为：钢号 C Si Mn P S Ni CrSA213-TP304 0.04～0.10 ≤0.75 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 9.00～13.00 17.00～20.00二、焊接工艺SA-213TP347H奥氏体不锈钢管在焊接过程中有热裂纹的倾向，需要控制焊接热输入及层间温度，焊接时采用小电流、快速焊等控制焊接线能量。
（1）焊接材料SA-213TP347H的焊接经过多年的焊接经验与其化学成分的含量，我们采用了ER347焊丝来进行焊接焊接工艺评定及试验，试验结果证明，采用ER347焊丝可满足使用要求。
ER347焊丝的化学成分：钢号 Ni C Mn P S Si Cr CuER347 9.00～11.0 MAX0.08 1.0～2.5 MAX0.03 MAX0.03 0.03～0.65 19..0～21.5 MAX0.75（2）坡口要求在焊接实践中发现熔焊金属的流动性很差，造成焊口根部容易产生未熔合现象。
它的液体金属的流动性不如一般钢铁材料，焊接工艺不合适很容易发生未熔合现象，而且对于SA-213TP347H奥氏体不锈钢的焊接为了防止热裂纹的产生应采用小的焊接电流，想通过增加电流来提高合金熔池金属的流动性是不可能的。
92YAN JIU
JIAN SHE
SA213-TP347HFG钢焊接过程质量控制SA213- TP347HFG gang han jie guo cheng zhi liang kong zhi 侯亚博SA213-TP347HFG 钢材在超临界锅炉的高温再热器、屏式过热器管屏中应用较多，其焊接质量是锅炉安全稳定运行的关键。
本文对SA213-TP347HFG 钢的主要特点进行了说明，并对该类钢材的主要的焊接工艺及常见缺陷进行了说明，提出了预防措施，可为该类材料的焊接提供参考。
SA213-TP347HFG 钢是基于TP347H 通过利用细微的铌碳化物溶解和沉淀，采用较高温度软化处理＋稍低温度固溶处理，最终得到更细晶粒度等级组织的铬镍铌奥氏体不锈钢，新钢材具有较好的耐高温及抗氧化性能等，在锅炉安装中具有广泛的用途。
超临界火力发电机组的锅炉中，其被作为锅炉受热面管子的高温部分而被广泛使用，主要用在高温再热器、屏式过热器管屏中。
因此SA213-TP347HFG 钢良好的焊接质量，对锅炉安全运行显得较为重要。
本文对SA213-TP347HFG 钢的焊接及相关情况进行了说明，具体如下：一、关于SA213-TP347HFG 钢特点分析及焊接难点确认关于SA213-TP347HFG 钢是日本住友公司基于TP347H 钢通过热处理工艺研发的新型钢材，该钢材为18-8型奥氏体不锈钢，化学成分中含有C、Mn、Si、Cr、Ni、S、P、Nb 等，其在焊接过程中易现热裂纹，该钢材的热膨胀系数大，而导热系数相对较小，容易在。
TP347不锈钢焊后稳定化热处理工艺王庆晖;田波清【摘要】为防止TP347材料焊缝晶界贫铬现象发生,要求对焊接接头进行稳定化热处理.在相同焊接工艺条件下,对TP347不锈钢管材焊接接头采用不同的稳定化热处理工艺,并取样进行力学性能试验和晶间腐蚀性能试验.对比分析实验结果,探讨不同工艺条件下各项试验指标的优劣,对适用于TP347不锈钢焊后稳定化热处理工艺提出指导性建议.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)004【总页数】3页(P118-120)【关键词】TP347;不锈钢;稳定化热处理【作者】王庆晖;田波清【作者单位】中国石油天然气第一建设公司,河南洛阳471023;中国石油天然气第一建设公司,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TG441.8TP347材料具有良好的高温耐氧化、耐磨、耐蚀和热稳定性，而被广泛应用于电力、石化等行业。
为防止晶界贫铬，保证焊接接头具有良好的抗腐蚀，降低焊缝残余焊接应力水平，施工规范和设计文件常要求对焊接接头进行稳定化热处理。
施工工作中通常涉及的稳定化热处理工艺要求有以下三种：（1）热处理加热温度在300℃以下，不控制加热速度；300℃以上时，不得超过5 000℃/T（T为母材厚度），且不大于220℃/h，不低于50℃/h，温度升至850℃～900℃，根据管道壁厚恒温1～4h，然后空冷[1]。
（2）设计文件规定，热处理加热温度在300℃以下时，适当控制升温速度；加热温度在300℃以上时，以100～200℃/h升温速度升至900℃±25℃，恒温时间不少于1 h，再以100～200℃/h的冷却速度降至300℃，300℃以下自然冷却。
（3）设计文件规定，管道设计温度350℃以上含有稳定化元素的不锈钢TP347、TP321等焊后需要进行稳定化热处理，稳定化温度875℃～900℃，25～50 mm壁厚保温2 h以上，空冷。
但是，施工过程中TP347材质管道焊缝经过稳定化热处理后，部分焊缝出现裂纹，且随着壁厚的增加，裂纹程度越严重。
Chenmical Intermediate当代化工研究2017·0166工艺与设备浅谈SA213-TP347H焊接工艺控制＊林文桃（九江检安石化工程有限公司 江西 332004）摘要：本文介绍红海湾发电厂一期2×600MW超临界机组锅炉屏式过热器不锈钢SA213-TP347H焊接过程和焊接工艺。
严格控制焊接工艺参数，采取小电流、小参数、快速度焊接的方法，控制好焊缝层间温度在150℃内，解决焊缝容易出现热裂纹问题。
采取有利的技术措施控制奥氏体不锈钢的热膨胀系数大而导热系数小，容易出现焊接变形焊接变形问题。
关键词：SA213-TP347H；屏式过热器；不锈钢；焊接工艺中图分类号：T 文献标识码：ADiscussion of SA213-TP347H Welding Technology ControlLin Wentao(Jiujiang Detection and installation petrochemical engineering Co., ltd, Jiangxi, 332004)Abstract ：This paper has introduced the welding process and welding technology of the screen type of superheater stainless steel SA213-TP347H for the phase-1 2×600MW supercritical unit boiler of Honghai Bay power station. Strictly control the welding technology parameters, adopt small degree of electric current, small parameter and high speed of welding technology method, keep a good control of the welding temperature in 150℃ and solve the hot crack problem appeared in weld joint. Adopt favorable technical measures to control the problem of austenitic stainless steel’s thermal expansion coefficient in a high number and heat conductivity coefficient in a small number and the problem of welding deformation.Key words ：SA213-TP347H ；screen type of superheater ；stainless steel ；welding technology1.前言汕尾红海湾发电厂一期2×600MW超临界机组，由东方锅炉有限公司负责设计制造的，型号：DG1950-25.4/Ⅱ型超临界参数变压直流炉，屏式过热器部分管排为部分管子采用特殊材料SA213-TP347H不锈钢，管子相对较厚，焊接施工工艺复杂，质量要求高。
科技论坛2016年10期︱403︱浅谈锅炉TP347炉管材质存在的问题及应对措施王 阳浙江华业电力工程股份有限公司，浙江 金华 321100摘要：兰溪电厂#3机组4台锅炉中间过热器（简称中过）、末级过热器（简称末过）、高温再热器（简称高再）TP347H 炉管氧化皮大量脱落问题比较突出，已累计造成机组非计划停运4次，过热器爆管2次，给电厂造成较大的经济损失，严重影响电厂机组安全和经济运行指标。
氧化皮清理检修周期长（一般10天左右），这也给电厂及时响应电网调度造成被动。
在对炉过热器、再热器TP347H 炉管全部更换后，预期效果能彻底解决锅炉氧化皮问题，可避免因氧化皮堆积造成爆管事故，提高锅炉设备安全可靠性，满足机组长期安全稳定运行。
同时可避免因大量割管清理氧化皮可能产生的如割伤管子、管排变形出列、焊口焊接缺陷等检修质量问题，减少检修炉管泄漏隐患。
关键词：锅炉中过；末过炉管；材质问题；应对措施中图分类号：TK22 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）10-0403-02浙能兰溪发电厂4×600MW 超临界机组锅炉为北京巴威公司按美国B&W 公司SWUP 系列锅炉技术标准，锅炉为超临界参数、螺旋炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的 型锅炉。
其中末级过热器36组72屏，中级过热器共36屏，其中末级过热器奇数屏更换第1~3根TP347H 管子，偶数屏更换1~3根、18~20根TP347H 管子，中级过热器更换第1~3根TP347H 管子。
1 管材及材质问题末级过热器36组72屏，中级过热器共36屏，其中末级过热器奇数屏更换第1~3根TP347管子，偶数屏更换1~3根、18~20根TP347H 管子，中级过热器更换第1~3根TP347H 管子，共计换管432根。
未级过热器规格为φ42×6.5，材质TP347H ，需更换成规格为φ42×6.5，材质Super304H；中级过热器规格为Φ51×8，材质TP347H，更换成规格为Φ51×8，材质Super304H。
第3期刘松，等：整体侧墙结构的A型城铁车辆车体挠度预制研究前反变形的意义。
侧墙单部件的挠度预制可有效保证车体总组成焊接时底架与侧墙的焊缝一致，不产生多余的焊接变形，不影响总组成挠度回弹。
通过第3、4、5组试验可以看出，在保持总组成工装支撑分布在门口两侧，以及侧墙单部件预制挠度相同的条件下，总组成预制挠度值越大，焊后车体的最终挠度值越大，挠度回弹量为3.5~4.5 mm。
由此可以证明车体总组成工装支撑的分布位置与侧墙单部件的挠度预制对于整车焊后的挠度值影响最为关键。
一是由于门口区域在无焊接热作用的条件下，仅靠工装对底架边梁造成的弹性变形在焊后极易产生较大回弹。
故即使在门口中心区域做一个相对较大的挠度数值通常也会在焊后获得一个相对较小的最终挠度值。
二是由于在车体总组成焊接时，未制作挠度的侧墙与通过工装制作出挠度的底架无法形成匹配的弧形关系，在焊缝插接口处形成严重不均匀的焊缝间隙，挠度最高点处插接贴合的条件下，两侧焊缝间隙极大，焊缝间隙过大会导致严重的焊接收缩变形，而收缩变形的方向与挠度方向相反。
故侧墙单件的挠度制作至关重要，并且通过试验可以看出在侧墙单件挠度预制的条件下，总组成挠度预制最高值无需过大，就可以获得较小的挠度回弹量与一个较大的焊后车体最终挠度。
而在实际制造过程中，挠度预制数值越高产生的作业难度越大，对车体各个尺寸的影响也越大，故在保证车体总组成焊后挠度满足设计理论需求的基础上，挠度预制值越小作业难度系数越低，对尺寸影响越小。
因本文选取车辆的设计理论挠度需求数值为12~15 mm，第5组试验的挠度预制方案为最优。
3 结论（1）具有整体侧墙结构的铝合金A型城铁车辆车体最终挠度数值与车体总组成组焊工装支撑的分布位置有关，支撑分布在门口中心，焊后挠度回弹量13 mm，支撑分布在门口两侧焊后难度回弹量下降至11 mm。
（2）侧墙单部件的挠度预制可有效降低车体总组成焊后挠度回弹量，与侧墙单件未进行挠度预制的车辆相比，挠度回弹量从11 mm下降至4.5 mm。
A312 TP347H稳定化热处理工艺改进
1、背景
A312 TP347H因具有良好的高温耐氧化、耐磨、耐蚀及其热稳定性而被广泛应用于电站、化工等行业。
神华煤直接液化项目是我国煤直接液化关键技术研究国家863计划项目之一，工艺管道材质种类多，其中A312 TP347H被大量安装在与反应器相连接的管道中，管内介质为固、液、气三态混合的油煤浆，最高运行温度455℃（设计温度482℃），最高运行压力19.188MPa（设计压力20.55MPa），管道设计技术条件要求对其进行焊后稳定化热处理。
为了消除应力焊接残余应力，提高A312 TP347H的抗晶间腐蚀能力，根据设计给出的工艺对焊缝进行了稳定化热处理处理，然而在对完成稳定化热处理的焊缝进行表面酸洗钝化处理后，部分焊缝出现表面裂纹，且随着壁厚的增加，裂纹程度更严重。
经分析，稳定化热处理工艺是出现裂纹的主要原因。
2、材料特性
A312 TP347H在ASME中归类为P-NO. 8，与我国18-8型奥氏体耐热钢比较相近，为单相奥氏体组织，具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。
3、稳定化热处理的作用
A312 TP347H奥氏体不锈钢组织为单相奥氏体，焊后易出现晶间腐蚀、应力腐蚀开裂。
因此A312 TP347H含有的稳定化元素Nb+Ta，在经过890℃以上的稳定化温度时，能形成稳定碳化物（由于Nb能优先与碳结合，形成NbC），大大降低奥氏体中Cr23C6的含量，起到了牺牲Nb元素保护铬元
素的目的。
进行这种退火可以将碳化铬完全溶解，而特殊碳化物TiC或NbC 不完全溶解，且在冷却过程中特殊碳化物又充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀倾向。
4、施工中出现的问题，分析与解决
根据管道技术条件要求，现场执行的稳定化热处理工艺如下表（1）稳定化热处理实际操作时，采用电加热板对焊缝区进行加热；硅酸铝保温棉对其包扎保温，具体内容是按以下要求执行的：
1）加热宽度B：以焊口中心为基准，加热范围每侧不小于3倍管壁厚且大于100mm。
2）保温宽度：以焊口中心为基准，保温范围每侧不小于5倍管壁厚且大于250mm；保温采用厚度为大于80mm的硅酸铝耐火纤维毡。
3）控温/测温热电偶：对每组加热器单独控温热电偶控制； DN200-400设置2个测温点，外径大于DN400设置四个温控点（0°、90°、180°、270°各设置一个温控点），以保证温度的加热均匀，尽量保证整个焊口之间的温差在规定的范围之内。
4）稳定化热处理特殊要求：热处理时为减少氧化影响，减少氧化物的生成，整个热处理过程中将管两端堵死，防止空气流动。
在稳定化热处理后的酸洗过程中，经PT检测，发现壁厚大于37mm的部分管道在焊接区域出现大量裂纹：在弯管与直管连接的焊缝立焊区域，且弯管外侧裂纹多于弯管内侧，焊道中间及焊道熔合线部位均发现有裂纹存在。
根据现场施工情况，大部分裂纹主要发生在靠近管件或弯管相连结的
一侧的焊缝上，且裂纹沿熔合线扩展；所有的焊缝裂纹均是在稳定化热处理后出现的，初步推断这种裂纹属于再热裂纹。
再热裂纹的特征是沿晶开裂，开裂的前提条件有两个：一、存在残余应力，二、存在敏感组织。
由于残余应力的存在，在一定高温范围加热时，应力松弛引起的松弛应变超过蠕变塑性，促使再热开裂；所谓的敏感组织首先是指粗大晶粒组织，其次是有敏感的化学成分，均导致晶界弱化，促使沿晶开裂。
壁厚δ≤37mm的管道本身焊接结构比较小，焊后残余应力相对其他大规格管道小的多，壁厚较薄的客观条件也决定了稳定化热处理的效果：热处理时较易实现均匀加热，使内外壁的温差达到最小，能相对较容易的消除焊接残余应力。
对于壁厚δ>37mm的管道，则同时具备了再热裂纹的两个基本条件：
1、晶内析出强化作用（敏感组织），在再次加热过程中，由于晶内析出强化，剩余应力松弛形成的松弛应变或塑性变形将集中于相对弱化的境界，而导致沿晶开裂。
壁厚δ>37mm的TP347H不锈钢管道焊缝在焊后稳定化处理
900±10℃×（4-6）h中，析出NbC或形成高Nb的金属间化合物，使奥氏体和铁素体晶界因NbC的析出或在铁素体基体上形成金属化合物而脆化，在应力松弛晶格滑移时产生空穴，然后空穴长大，聚合而成裂纹。
图1可看出裂纹均沿着焊缝金属中的铁素体或铁素体与奥氏体晶界开裂。
焊后稳定化处理过程中，应力松弛时发生塑性变形，而由于铁素体在稳定化热处理中发生组织转变或碳化物析出变脆，塑性下降，在焊接残余
应力作用下，产生裂纹。
2、蠕变损伤作用（残余应力），再次加热过程中的应力松弛是应力逐步随时间降低的蠕变现象。
焊接结构焊后存在残余应力，特别是对于大厚壁的焊接结构焊后极易产生多轴应力，在热处理过程中由于应力松弛作用，发生塑性变形，当局部塑性变形能力无法满足实际变形量时，发生开裂。
对于壁厚大于37mm
的不锈钢管，其在稳定化热处理后，由于厚度方向加热不均匀，致除应力效果不佳，加之稳定化热处理后的内部相变，两者共同的作用下，导致裂纹的产生。
5、改进后的稳定化热处理
针对上述原因，进一步改善稳定化热处理工艺，减少厚壁管道的内外壁温差，控制升降温速度，争取最大限度消除焊接残余应力，防止新应力产生，主要采取如下措施：
1）稳定化热处理前增加消应力措施，在热处理前将焊缝打磨平整，使得在打磨的过程中释放部分残余应力。
2）控制层间温度，采用滑动装置以利于焊缝的自由收缩。
3）稳定化热处理参数设置的过程中，考虑到热处理过程中的温差应力、组织应力及壁厚因素，将升温速度定为50℃、通过延后升温使温差减少在80℃以内。
4）升温时的控温温度从0℃开始；降温时，根据实验数据中空冷时温差大小，设置降温到700℃以下后，再进行空冷。
890℃-700℃范围内缓冷，利于在这个区间的降温速度，尽可能减小温差应力、组织应力、残余应力
消除。
5）热电偶应点焊在待测温处，预制期间管道内焊缝两侧尽量靠近焊缝进行保温封堵，有条件时每侧离焊缝中心距离应控制在300-500mm之间。
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