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超超临界发电机组SUPER304H焊接过程控制探讨[摘要] SUPER304H是一种新型的奥氏体不锈钢，目前已广泛应用于高参数、大容量的超超临界机组。
针对此材料的特点，分析了焊接过程中容易出现的各种缺陷及产生缺陷的原因，提出了焊接过程中需重点控制的事项。
[关键词] SUPER304H焊接缺陷过程控制1.引言高参数、大容量超超临界发电机组因其具有较高的热效率和较低的污染物排放而备受青睐，而制造高参数、大容量超超临界锅炉必须要解决相应的材料问题。
SUPER304H是住友钢铁公司开发的一种高温强度高、耐氧化、能长期服役、经济的奥氏体不锈钢，目前已在大容量超超临界机组锅炉中已经得到广泛的应用。
SUPER304H由于进入国内时间较晚，国内焊工对其性能了解不足，焊接质量一直难以达到较高的水平，由此带来了返修困难、工期延误、成本大量增加等问题。
以下对SUPER304H焊接时容易出现缺陷及相应的过程控制措施进行探讨。
2.焊接时出现的缺陷及原因分析2.1SUPER304H焊接时主要出现的缺陷为未熔合、气孔、内凹、未焊透、根部成型不佳等，统计如表1。
2.2原因分析2.2.1 施工人员施工人员对于SUPER304H材料接触较少，对其材料性能不了解，没有熟练掌握其焊接特性。
2.2.2焊接母材SUPER304H钢是一种改良高碳18Cr-8Ni类不锈钢而开发出的新型奥氏体耐热钢。
与传统的TP304H类钢相比，其主要合金化措施是在材料中加入了大约3%铜，以及少量的铌和氮元素，使该钢在服役时产生微细弥散、沉淀与奥氏体内的富铜相，并与其互相密合[1]；该富铜相与NbC、NbN、NbCrN和M23C6一起产生极佳的强化作用。
同时该钢提高了碳的含量范围；其它的微合金化还包括微量的铝和硼元素的加入。
该钢不含贵重的Mo、W等贵重元素且其许用应力较目前常用的SA213TP347H高约20%[1]，在锅炉上的应用能减薄钢管壁厚，降低锅炉制造成本。
为提高电站机组热效率、降低煤耗和发电成本,减少SO 2、CO 2等污染气体的排放量,世界各国均以发展大容量、高效率的超临界甚至超超临界机组为主要方向,以适应环境保护和节约能源的要求。
超超临界机组是当代火力发电厂的共同发展趋势,锅炉是火电机组的关键设备,其蒸汽参数达到26.25 MPa、600℃,这就要求开发出耐高温性能更好的耐热钢,目前,世界先进国家普遍采用的是新型细晶强韧化铁素体耐热钢和新型细晶奥氏体耐热钢,SUPER304H就属于新型细晶奥氏体耐热钢,主要应用于超超临界锅炉高温过热器、高温再热器等重要部件。
1 材料物理化学性能的分析SUPER304H钢是日本在TP304H钢中添加了3%Cu、0.4%Nb 和一定量的N开发出的新型钢种,该钢种具有极高的蠕变断裂强度,在600～650℃下的许用应力比TP304H高30%,而且组织性能和力学性能稳定,是超超临界锅炉过热器、再热器的首选材料。
SUPER304H钢的化学成分(%)为:C 0.07～0.13,Mn ≤1.0,Si≤0.03 ,S≤0.01,P≤0.04,NI 7.5～10.5,Cr 17～19,Cu 2.5～3.5,W 1.52,Nb 0.3～0.6 ,N 0.05～0.12。
其主要力学性能为:屈服强≥235 MPa,抗拉强度≥590 MPa纵向延伸率(%)≥35硬度(HB)≤219。
SA213-SUPER304H钢的化学成分,在钢中加入适量的铜和铌,是为了提高其持久强度、持久塑性、韧性和抗腐蚀性;而对高温抗拉强度有较大影响的氮含量上限控制在0.12%,主要是考虑到运行温度下长期时效后塑性下降。
2 焊接工艺难点分析SA213-SUPER304H钢在供货状态下是单一的奥氏体组织,焊接Cr、Ni纯奥氏体钢的主要问题有三个,分别是焊接裂纹、接头腐蚀和时效脆化。
焊接纯Cr、Ni奥氏体钢容易出现高温裂纹,他们是结晶裂纹、高温液化裂纹、高温脆性裂纹。
钢管热处理工艺流程
《钢管热处理工艺流程》
钢管热处理工艺是指利用热能对钢管进行加热和冷却处理，以改变其组织结构和性能的方法。
这一工艺在钢管加工领域中起着非常重要的作用，可以提高钢管的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性能，从而满足不同工程项目对钢管性能的需求。
钢管热处理工艺流程通常包括加热、保温和冷却三个主要阶段。
首先是加热阶段，钢管被放入加热炉中进行加热，通常加热温度会根据钢管的具体材质和处理要求而有所不同。
加热过程中，钢管内部的晶粒结构逐渐变化，使钢管的硬度和强度得到提高。
接着是保温阶段，加热后的钢管需要在一定温度下保持一定时间，使得其内部晶粒均匀生长，消除应力和组织缺陷，进一步提高其塑性和韧性。
最后是冷却阶段，钢管从加热炉中取出后，需要迅速进行冷却处理。
冷却速度通常对钢管的最终性能有着重要影响，不同的冷却方式会影响钢管表面和内部的晶粒结构，进而影响其力学性能。
除了上述主要阶段外，钢管热处理工艺流程还包括了预处理、清洗、包装等环节，以确保钢管在热处理过程中不受外界环境和杂质的影响，保证其最终性能和质量。
总之，钢管热处理工艺流程是一个综合性的加工过程，需要严格控制各个环节的参数和操作，以确保钢管能够达到设计要求的性能，并满足使用需求。
只有专业的工艺流程和严密的操作才能保证钢管的质量和稳定性。
钢的热处理工艺技术钢的热处理工艺技术是一种通过改变钢材的组织结构和性能来达到预期目标的方法。
不同的热处理工艺可以改善钢材的硬度、韧性、强度、耐磨性等性能，从而满足不同用途的要求。
以下是一些常见的钢的热处理工艺技术。
1. 退火：退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
退火能改善钢材的塑性和韧性，减少内部应力，使其易于加工和变形。
2. 淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。
淬火能提高钢材的硬度和强度，但会降低其韧性。
常见的淬火方法包括水淬、油淬和气体淬火等。
3. 回火：回火是将已经淬火的钢材重新加热到一定温度，然后通过不同的冷却速率进行冷却。
回火能减少淬火时产生的脆性，提高钢材的韧性和抗疲劳性能。
4. 正火：正火是将钢材加热到过冷状态下的温度，然后冷却到室温。
正火能改善钢材的强度和韧性，减少内部应力。
5. 淬火和回火：淬火和回火是一种常用的复合热处理工艺。
先将钢材淬火，然后进行回火，能够在保持一定硬度的同时提高韧性。
6. 软化退火：软化退火是用于消除冷加工或焊接后的钢材内部应力和硬度的一种热处理方法。
通过加热到一定温度，然后进行适当速率的冷却，使钢材恢复到一定的韧性和塑性。
7. 预应力退火：预应力退火是一种用于提高钢材的强度和韧性的热处理方法。
通过在加热阶段施加机械应力，然后进行退火处理，能够在保持较高强度的同时提高韧性和耐疲劳性能。
以上是一些常见的钢的热处理工艺技术，每种方法在实践中都有其适用范围和特定工艺参数。
合理选择和控制热处理工艺，能够使钢材达到所需的性能要求，并满足具体工程应用的需要。
钢的热处理工艺技术是钢材加工和制造过程中非常重要的环节，它能够改善钢材的性能，增加其应用价值。
随着现代工业的发展，钢材的应用领域越来越广泛，对于不同类型的钢材，需要采用适当的热处理工艺来实现所需的性能要求。
首先，退火是最常见的钢材热处理工艺之一。
退火过程中钢材被加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
浅谈新型高温耐腐蚀钢材Super304的焊接控制华能日照项目部焊接专业匡帅【摘要】本文简介了SUPER304钢的研发过程及该钢的综合性能，分析了该钢焊接性主要问题，关键工艺措施等。
简述对如何让控制该钢的焊接过程的一些看法。
【关键词】不锈钢层间温度一．概述SUPER304钢以其具有较高的蠕变断裂强度和较好的抗高温蒸汽腐蚀性等综合性能，在电站锅炉的过热器和再热器管道上获得越来越广的应用。
虽然我国在使用和研究SUPER304钢材上积攒了一定的经验，但仍有一些不足，在这方面国外的一些经验就非常值得我们借鉴，特别是欧洲和日本得有关技术水平已经居于世界前列。
由于SUPER304所具有的的优良性能，目前我国的超临界和超超临界发电机组中得以广泛引用，所以探寻其工艺控制接头性能机理，以及创新工艺核心技术是很有必要的，这对提高锅炉寿命具有积极的意义和参考价值。
二．SUPER304钢的简介为了提高热效率、降低发电成本，需要提高锅炉的蒸汽温度和压力，自然要求开发具有高的高温强度、经济型的材料以在锅炉上运用。
以前，在大型锅炉的过热器和再热器的高温段，主要应用了诸如TP304H、TP321H、TP347H 之类的18-8 类奥氏体不锈钢和9-12Cr 系的热强钢。
自从上世纪60 年代、特别是80 年代中期开始，超（超）临界锅炉机组的研制开发、安装、投入运行以来，对应地研制开发了各种高持久强度、抗氧化性能良好以及高温耐蚀性优良的新型材料，以满足锅炉机组不同部件对材料的要求。
如低合金钢、5Cr 系、9Cr 系、12Cr系、15Cr 系、18Cr 系以及20-25Cr 系的热强钢，其中9-12Cr 钢和新型的奥氏体钢的研制开发进展尤其神速。
国内也有文章粗略介绍有关钢种，分析这些新钢种的优势特点、探讨用新钢种在锅炉上应用的可行性。
其中之一的钢种被称之为SUPER304H。
该钢是由日本住友金属株式会社和三菱重工在ASMESA-213TP304H 的基础上，通过降低Mn 含量上限，加入约3%的Cu、约0.45%的Nb 和一定量的N，使该钢在服役时产生微细弥散、沉淀于奥氏体内的富铜相，并与其互相密合；该富铜相与NbC、NbN、NbCrN 和M23C6 一起产生极佳的强化作用，而开发得到很高的许用应力的一种新型的、经济型的18-8奥氏体不锈钢。
第一部分目录 Super304H和HR3C钢工艺评定和焊接1浅谈HR3C的焊接 (1)张佩良 2如何正确选用马氏体耐热钢的焊条 (4)张佩良 3HR3C钢焊接的接头做高温短时强度试验 (10)上海电力建设有限责任公司 林志华 孔雁 徐强 吴明生 4采用Thermanit 617焊丝焊接Super304H和HR3C钢的实践 (18)江苏电建一公司 王立玉 5新型不锈钢镍基焊材代用焊接工艺研究 (25)上海电建二公司 王轶 6Super304H及HR3C焊材选用分析报告 (39)天津电建 肖德明 7新型不锈钢焊接工艺评定PPT上海电建一公司 朱顺聚 8Super304H及HR3C焊材选用分析报告 PPT浙江电建 郭国钧 浅谈HR3C的焊接张佩良 教授级高工 为了满足国民经济发展和人民生活水平日益提高对电力的需求，我国电力工业发展异常迅猛。
为了提高机组的效率、满足环境保护的要求和降低机组的耗钢量，各地兴建了一大批超临界、超超临界600MW、660MW和1000MW机组。
超超临界锅炉的工作温度和压力都有显著提高，要求用于制造锅炉钢材的工作温度和工作压力也必须相应提高，以便与超超临界锅炉的工作温度和压力相适应，因此超临界、超超临界锅炉的四器都开始大量采用新型耐热合金钢、奥氏体不锈钢和镍基合金。
例如，锅炉主蒸汽大管采用P91、P92、P911和P122等新型耐热钢；高压给水管道和给水加热器采用WB36中温高强钢；水冷壁采用T23和T24光管和内螺纹管；锅炉的过热器和再热器采用T91、T92、T122等新型耐热钢和超级304H、HR3C等新型奥氏体不锈钢。
特别是蒸汽锅炉的末级过热器和高温再热器在很苛刻的工况条件下工作，要求使用的钢材具有很好的高温持久强度、蠕变强度，管外壁抗烟气腐蚀、管内壁抗高温气体氧化的能力。
目前，已经采用TP304H、TP347H、TP321H、Super304H、TP347HFG、 HR3C等几种新型奥氏体耐热钢制造锅炉末级过热器和高温再热器，随着超超临界锅炉的温度和压力进一步提高，将来还会采用NF709和617 型镍基合金。
