P91焊接工艺评定方案

P91与12Cr1MoVG异种钢管道的焊接工艺

杨永强;刘立永;唐元生

【摘 要】根据现场的施工情况，依据相关标准，采用钨极氩弧焊打底和焊条电弧焊填充、盖面的组合方式进行P91与12C r1M o V G异种钢焊接工艺评定，获得成功，给现场焊接施工提供了技术支持，为此类焊接接头施工积累了经验。

【期刊名称】《金属加工：热加工》

【年(卷),期】2015(000)014

【总页数】3页(P51-53)

【作 者】杨永强;刘立永;唐元生

【作者单位】中石化第十建设有限公司;中石化第十建设有限公司;中石化第十建设有限公司

【正文语种】中 文

我公司施工的烟台万华项目中有部分12Cr1MoVG与P91的异种钢材料管道对接焊接，这种接头在公司焊接施工中较为罕见。为此，需制定P91与12Cr1MoVG异种钢的焊接工艺评定方案。

P91合金材料属于马氏体不锈钢，具有良好的高温抗氧化性能和抗蒸汽腐蚀性，以及稳定的持久性及热强性。该钢是在9Cr-1Mo的基础上，适当地降低了C、S、P含量，添加微量的V、Nb、N元素。P91合金含量较高，wCr、wMo元素含量分别达到9.50%和1.05%，在焊接过程中易产生裂纹。因此，P91钢的焊接难度较大，焊接时需要采用严格的焊前预热、控制焊接热输入、焊后热处理等工艺措施，才能保证焊接质量。

12Cr1MoVG是珠光体耐热合金钢，具有较好的高温力学性能，冷变形时塑性高，无回火脆性倾向，切削加工性较好，焊接性良好，12Cr1MoVG合金管是在优质碳素结构钢的基础上，适当加入数种合金元素，用来提高钢的力学性能、韧性和淬透性。焊前需要经过150℃预热。

由于焊接接头的特殊性，焊接材料依据SH3501和SH/T3520标准规范中的选择原则，焊材根据合金成分较低一侧母材进行选择，同时焊接材料满足管道材料的化学成分、力学性能、焊接性及工艺介质和焊接工艺要求。

通过对比焊接材料的化学成分和力学性能指标，焊接方法及焊材选择如表1所示，焊接材料

T91/P91钢的焊接性及其焊接工艺

摘要】介绍了T9l／P91钢的研发过程，分析了该钢焊接性主要问题，探讨了该钢焊接工艺要点及其应用。结果表明，T9l／P91新型钢种以其一系列优良的使用性能，在高参数火力发电机组高温管道上获得了广泛的应用。该钢焊接性的主要问题是冷裂纹敏感性较强，以及一定的热裂纹倾向，同时也不可忽视接头性能的弱化(焊缝区韧性恶化和热影响区的软化)；合理的焊接工艺是控制和改善该钢焊接性的重要技术手段。焊接方法和焊接材料确定以后，获得优质接头的关键工艺措施是：焊前预热、控制层温，以及“及时有效”的焊后热处理等工艺。不同的接头组合类型(同种钢或异种钢)，不同规格尺寸的T91／P91钢管焊接，其匹配的焊接工艺各具特色；采用专用药芯焊丝填充TIG打底新工艺，将该钢种的焊接工艺推向一个新的发展阶段。

一、概述

T91／P91钢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的应用。虽然说T91／P91钢在我国使用和研究已有十多年的历史，一些单位在掌握该钢焊接工艺方面积累了一些经验，并且由国家电力公司电源建设部下发了《T91／P9l钢焊接工艺导则》指导性文件，但在施工现场施焊时，该钢的焊接质量问题仍时有发生。这表明，一方面是对该钢焊接性的理解不够深人；另一方面对配套焊接工艺关键技术的控制尚不到位。换言之，对引进钢种及其焊接工艺的消化、吸收以及国产化工作仍须继续进行。关于T91／P91钢焊接的研究文献逐年增多，电厂机组成功应用的范例无一不与其采用的焊接工艺密切相关。

由于接头的组合类型、管子的规格尺寸(直径和壁厚)不同，焊接所匹配的工艺各异，因而继续开展T9l／P91钢焊接性及其配套工艺的研究，对探寻工艺控制接头性能机理，以及创新工艺核心技术很有必要。为此，本文特意将典型焊接工艺与该钢焊接性问题相联系，综合评述该钢焊接工艺的特点及其应用。该项工作对推动T91／P91钢焊接工艺的进一步完善，提高锅炉使用寿命，具有积极的意义和参考价值。

芜湖发电厂五期工程 #2机组T/P91、T/P92钢焊接热处理 第 1页 共16页

1 工程概况及工程量

1.1 工程概况

芜湖发电厂五期2×660MW工程采用北京巴布科克·威尔科克斯有限公司生产的2×660MW平衡通风、超超临界参数、一次再热、前后墙对冲燃烧、螺旋炉膛的SWUP型锅炉和东方汽轮机有限公司生产的超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽凝汽式汽轮机。其额定主蒸汽温度为590℃，额定主蒸汽压力为27.46MPa，再热蒸汽进口温度为608℃，再热蒸汽进口压力为6.27 Mpa。中间过热器、末级过热器及主蒸汽、再热蒸汽、高压旁路等管道均采用SA335P91/P92高合金马氏体耐热钢。

1.2 主要工作量

表1 锅炉主要热处理工作量统计

序号 名称 规格 材质 数量（只）

锅炉专业

1 高温再热器出口管排B φ51×4.5 SA-213T92 1122

2 屏式过热器进口管组A φ51×5.5 SA-213T91 510

3 屏式过热器出口管组A φ51×7 SA-213T91 510

4 中间过热器进口分集箱 φ219×38 SA-335P91 76

5 中间过热器出口分集箱 φ219×38 SA-335P91 76

6 末级过热器进口分集箱 φ219×40 SA-335P91 76

7 末级过热器出口管排 φ51×9.5 SA-213T91 532

8 屏过出口至后屏进口连接管道B φ609×80 SA-335P91 2

9 屏过出口至后屏进口连接管道C φ533×65 SA-335P91 6

10 后屏出口至末过进口连接管道D φ660×110 SA-335P91 2

11 后屏出口至末过进口连接管道E φ584×85 SA-335P91 4

汽机专业

1 主蒸汽A φ587×81 SA-335P92 22

2 主蒸汽B φ425×60 SA-335P92 8

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T9l ／ P9l 钢焊接工艺导则

关于颁发《 T9l／P91 钢焊接工艺导则》的通知

电源质[2002]100号

各省（市、区 ）电力公司：

近几年来引进机组主蒸汽管道及再热热段管道普遍采用了

300MW 及以上机组也普遍开始采用了这种钢材。为了指导施工，保证火力发电 设备安装、 检修的焊接工程质量， 我部以国家电力公司原火电建设部颁发的 T91

/ P91钢焊接工艺暂行规定为版本，结合近年来的实践经验进行了修订，定名为

T91 ／P91 钢焊接工艺导则》。现予以颁发，请各单位遵照执行。

附件：T91 / P91钢焊接工艺导则

国家电力公司电源建设部

OO 二年十月三十日

1 、制订依据

本导则是根据电力工业焊接有关规程、 规范、技术条件和相关资料， 以国家 电力公司火电建设部制订的“ T91／P91 钢管焊接工艺暂行规定”为版本，结合 近年来积累的实践经验进行修订。

2、适用范围

2．1 本导则适用于火力发电设备，以 T91 ／P91 钢管及与其它钢种相连接 的各类焊接接头的制作、安装、检修工程的焊接工作。

2．2 适用于手工钨极氩弧焊和焊条电弧焊的焊接方法。

3．总则

3. 1 T91 /P91钢的焊接工艺评定，应遵守 SD340— 89《火力发电厂焊接

工艺评定规程》的规定，并以工艺评定为基础确定焊接工艺，编制作业批导书。

3. 2 焊接T91 /P91钢焊工技术能力的验证，应按 DL/T679—1999《焊

工技术考核规程》的规定考核，取得合格证书后，方可参加焊接工作。

3. 3 焊接接头质量检验应遵照 DL /T820—2002和DL /T821 — 2002两本

检验规程的规定进行，其质量标准应符合 DL5007—92规定。

3. 4对国外引进设备的T91 /P91钢焊接工作，应按合同规定进行，如无

规定时，其焊接工艺评定、 焊工技术考核、 焊接工程的技术规定和焊接质量检验 等均应执行电力工业焊接相关规程和本导则规定。 P91 钢，国内 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！