电站锅炉用SA-213T23耐热钢管焊接质量控制技术要点

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电站锅 炉用 Ｓ Ａ－ ２ １ ３ Ｔ２ ３耐热钢 管焊接质量
控 制 技术要 点
王敬 东 （ 浙江省特种设备检 验研 究院 ， 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ０）
摘 要 ：电站锅 炉用的 ｓ Ａ 一 ２ １ ３ Ｔ ２ ３ 钢在 焊接后 ，可不进行焊后 热处理 ，只需采用焊后缓 冷即可达到符合 安全 的组 织性 能，这样 可减少施 工工 作 量。但是 ，该材质 钢管与 ｓ Ａ 一 ２ １ ３ Ｔ ９ １ 钢 的异种钢焊接对接 接 头，在锅 炉运 行一段时 间后 ，易产生 裂纹。本 文将 对这些情 况进行深入 的分析 ， 探 寻 其 发 生 的原 因。 关键 词 ：Ｓ Ａ － ２ １ ３ Ｔ ２ ３ 耐热钢管；焊接质 量；控 制要 求
０ 引 言
２ Ｓ Ａ 一 ２ １ ３ Ｔ ２ ３异种钢焊接 工艺
Ｔ ２ ３ 钢管壁厚 小于 ８ ｍ ｍ 的一 般不进行热处理 而大于 ８ ａｍ 以上 ２ ｒ ． １ Ｔ ２ ３钢的焊接性分析 的 ，还是要 进行热处理 的。 经过 科学计算 ，Ｓ Ａ一 ２ １ ３ Ｔ ２ ３异种钢焊 接时 的 Ｃ Ｅ Ｎ 大约 为 １ ． ３ ％， 因此我们认 为Ｓ Ａ一 ２ １ ３ Ｔ ２ ３异 种 钢 焊 接 具 备 空 淬倾 向 ，相 比 较 Ｓ Ａ一 １ Ｓ Ａ 一 ２ １ ３ Ｔ ２ ３管材焊后热处理工艺 ２ １ ３ Ｔ ２ ３管 材 在 焊 接 时 更 容 易 出 现 裂 纹 。为 了避 免 裂 纹 的 出 现 ， １ ． １ 母材及焊接材料 我们 在 焊 接 时就 必须 采 用 预热 处 理 ，并 且 预 热处 理 的温 度 大约 在 Ｓ Ａ一 ２ １ ３ Ｔ ２ ３的母材料 是 Ｔ ２ ３钢 ，其是 Ｔ ２ ２的改 进版 ，碳和 Ｍｏ含 ７ ０ 。－ １ ６ ０ 。之 间。此外 ，Ｔ ２ ３ 钢焊 接性 能保持 的关键 在于 控制 焊接 量比Ｔ ２ ２ 低一 些 ， ｗ 、Ｖ 、Ｎｂ 、Ｂ等含 量有所增加 ， 每 种元素 的增减 区的组织 转变进程 ，在 焊接进程 中温 度需要严格 保持在 ３ ０ ０ 。左右 ， 都是为 了选 择性地 ，改善母材料 的性 能。同时 ，加入管材 的焊后 热处 并且焊接完成温度 降低之 后需要立即进行热处理 。 。 ２ Ｔ ２ ３异种钢焊接时应注意的问题 理工 艺可 以有效地增加 Ｔ ２ ３ 钢 的强度 相应力大小 。 碳是一种柔 性原 料 ， ２ Ｔ ２ ３异种钢焊 接时需要注 意很多 问题。首先 ，Ｔ ２ ３异种 钢焊接采 其降低正是 为了增加 Ｔ ２ ３ 钢 的强度 ，以及 降低 Ｔ ２ ３ 钢焊接 时的温 度。 ｗ、Ｖ 、Ｎ ｂ 、Ｂ的增加是为 了改变 Ｔ ２ ３ 钢的应力 ，虽然 量不大 ，但是 用 的是 Ｔ ９ １ 钢 ，这种 钢材 具有更 强 的耐热性 能 ，所 以焊 丝母材 的选 应力提升效 果明显。 取需要用不含 ｗ 的 Ｂ类异 种钢。 其 次焊 接的 时候 根层 焊缝 需要 防止一些 金属 的氧化 。在 高温环 １ ． ２ 焊接工艺方案 ｒ ，Ｍｏ ， Ｖ等 金 属会 与 氧气 发生 化 学反 应 ， Ｔ ２ ３ 钢 的焊接 工艺相 比较 Ｔ ２ ２ 做了相 当大 的改进 ，最主要 的就是 境 中 ，焊 丝 中含 有 的 Ｃ Ｔ ２ ３采用了最新 的手工氩 弧焊或热丝 Ｔ Ｉ Ｇ焊 。在正式进行 焊接 前 ，需 产生 相应的金属 氧化物 ，这些金 属氧化物会 大大地 降低焊接 的性能 。 要做好充足 的准备工作 。进行 Ｔ ２ ３ 钢的焊接时 ，首先需要 让焊 接管成 因此 在高 温焊接 的时候 需要 采取充 氩操作 ，保证 焊接过 程在 无氧环 ｖ形 的 口，坡 口的角度一般在 ６ ｏ 。左右 ，焊接 管的长度大约 ５ ０ ｍ ｍ， 境 中进 行 。 最后 ，Ｔ ２ ３ 异种钢 焊接 时 需要对 焊接 处 的金属 进行 稀释 处理 ， 直径 大约 ８ ａ ｒ ｍ，并且 管子 的内壁都 必须清 理干净 。焊接 时的温度 需 因 为焊 接材 料对 含 有 Ｃ ｒ ，Ｍｏ ，Ｖ等稀 有 金属 量 的要 求非 常苛 刻 ， 要保持在 ３ ０ ０ 。左右 ，焊接 管对 接口需要保持大约 ２ ￣ ３ ａｍ的宽度 。 ｒ 在焊 接后的热处理 中，需要 准确地把握热处理 的温度 ，通 常热处 需 要 保证 在 严格 的范 围 内。 焊接 处 由于焊 丝 和母 材 的 融 合 ，ｃ ｔ ， 理 的进 炉温度在 ４ ０ ０ 。左 右 （ 安装等现 场施工焊接 后应立 即进行 局部 Ｍｏ ，Ｖ等稀 有金属 的含量会 成倍增 加 ，从而 降低材料 的性 能 ，所 以 热处 理 ），出炉 的温度 需要 保持不 变 （ 施 工现场 焊后 热处理 在 降温 在焊 接之 后需要 对焊接 处 的一些稀 有金属 进行 稀释处理 ，以保证材 过程 中要控温 ，要等到温度 降至 ３ ０ ０ ｏ ｃ以下方可不 必控 制温度— —空 冷 ），才 能保证热处理 的质量 。同时在炉中处理 的时候 ，温度 的上升 速度不 能太快 ，需要小 于 ２ ２ ０ 。／ ｈ ，降温速度也 需要 保持在 ２ ７ ０ 。／ ｈ 以下 。热处 理的时间根据实 际情况会 有所不 同 ，在 ３ ０ － １ ２ ０ 分 钟之 间 ， 在这个过 程中炉中的温度应保持不 变 。 １ ． ３ 使用 ２ Ｃ ｒ ＼ ＾ ， Ｖ焊丝的接头性能 前文 提到 Ｔ ２ ３钢采 用手 工氩 弧焊 工艺处 理 ，按 照要 求 ，手 工氩 弧焊 需要专 门采用 ２ Ｃ ｒ ＷＶ焊丝 ，且该 种焊丝 在热处理 的时候需 要特 别注意一 些参数 。一般抗拉强度需要 保持 在 ５ ７ ０ ～ ６ ２ ０ Ｒ ｍ／ Ｍｐ ａ 之 间， 断 裂的 位置 设置在 焊 口处 ，焊 丝 长度在 ７ ． ９ ～ ８ ． ３ ｍ ｍ 之 间，焊丝 的直 径在 １ ２ ． ６ － １ ２ ． ８ ｍｍ之 间 ，焊丝 的极 限荷载大约 控制在 ６ ０ Ｆ ／ ｋ Ｎ 左右 ， 面弯 需要控 制在 Ｄ＝ ３ ａ ／ １ ８ ０ 。左右 ，背弯和 面弯需要保 持一样 。实际 焊接过程 中 ，科学地设定接头 的各 项性能和参数 ，可 以有 效地避免焊 接时 出现 裂纹 ，确保母材和焊 缝都不会出现缺 陷，从而 有效的增加焊 缝的硬度 。 １ ． ４ 使用 Ｕｎ ｉ ｏ ｎ ｌ Ｐ ２ ３焊丝的接头性能 新型 焊接工艺 中有时会采用 Ｕ ｎ ｉ ｏ ｎ Ｉ Ｐ ２ ３ 焊丝 ，相 比手 工氩 弧焊 ， Ｕ ｎ ｉ ｏ ｎ ｌ Ｐ ２ ３ 焊 丝 的抗 拉强 度要 更高 ，在 ６ ０ ０ － ６ ５ ０ Ｒ ｍ／ Ｍ ｐ ａ 之 间 ，断裂 的位置不 变 ，设置在焊 口处 ，焊丝长度会 增加 ，在 ７ ． ９ ￣ ８ ． ８ ａｍ 之间 ， ｒ 焊丝 的直径会 变小 ，在 １ ２ ． １ ￣ １ ２ ． ４ ｍ ｍ 之间 ，焊丝 的极 限荷 载也大约控 制在 ６ ０ Ｆ ／ ｋ Ｎ 左 右 ，面 弯和 背弯保 持不 变 ，需 要控 制在 Ｄ＝ ３ ａ ／ １ ８ ０ 。