电站锅炉内异种钢焊接接头的工艺改进

1　前言电站锅炉的高温过热器、再热器结构中 ,存在奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢异种钢焊接接头。由于这两类材料的化学成分与力学性能差异颇大 ,其接头始终是设备中的薄弱环节 ,通常在使用十年之后就陆续出现失效或断裂 ,造成机组停炉停机[1] 。为了提高焊接接头的使用寿命 ,我们在接头失效机理研究的基础上提出在不锈钢与耐热钢之间增加一个过渡管段的方案。以常见的奥氏体不锈钢ＳＵＳ30 4 (相当于 0Ｃｒ19Ｎｉ9)与珠光体耐热钢Ｇ10 2(即 12Ｃｒ2ＭｏＷＶＴｉＢ)为例 ,在二者之间加入Ｔ91过渡段。Ｔ91为改良型的 9Ｇｒ - 1Ｍｏ钢 ,具有良…     

铁素体钢／镍基焊缝／奥氏体钢三元组合焊接接头的应用

大容量、高参数电站锅炉过热器过热面管件的铁素体耐热钢/奥氏体不锈钢(F/A)异种钢焊接接头早期失效问题,是影响火力发电厂安全高效率运行的一个突出问题。据统计国内大型火力发电厂因过热面管件事故停机的数量占总停机事故的30％。因而近年来过热面管件异种钢焊接接头质量和寿命的研究倍受关注。研究认为:铁素体钢侧熔合区和热影响区是接头的薄弱环节,断裂常发生在铁素体钢侧熔合线附近。为此,本文针对山西神头发电厂国产500MW发电机组锅炉过热器管F/A焊接接头的失效问题,设计研制了铁素体钢/镍基焊     

马氏体/贝氏体异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面失效

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟工况、高温持久、常温力学性能试验研究了不同焊缝强度匹配条件下,马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、蠕变损伤及界面破坏特征。研究结果表明,焊前预热250℃,焊后回火750℃×1 h条件下,加速模拟运行500h、1 000 h、1 500 h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤较严重,力学性能下降明显,失效倾向较大;而中匹配接头的蠕变损伤及失效倾向较小,中匹配与低匹配接头的持久强度比较接近:而高匹配接头的持久强度最低。因此,对于9Cr1MoVNbN/12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头采用中匹配比较合适。     

调质状态下40Cr钢的焊接

在合理制定焊接工艺的基础上，采用R307珠光体耐热钢焊条成功地进行40Cr钢在调质状态下的焊接，解决了通常采用25—13型奥氏体焊条焊接出现的焊缝强度低、焊接接头性能差的问题。     

调质状态下 4 0 C r钢的焊接

在合理制定焊接工艺的基础上,采用R307珠光体耐热钢焊条成功地进行了40Cr钢在调质状态下的焊接,解决了通常采用25-13型奥氏体焊条焊接时出现的焊缝强度低、焊接接头性能差的问题。     

奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢焊接接头高温失效问题

早在50年代,国外已发现奥氏体不锈钢与低合金钢的异种钢接头失效问题是电厂中的一个麻烦问题,曾对此进行过大量的研究,但问题至今未得到根本的解决,ASME/ASTM/MPC联合发起组成了异种钢焊接工作组。这是一个跨国的组织有英国,加拿大和日本等国参加,开过多次会议,制订过研究发展规划。本文介绍异种钢接头失效问题的历史和现状,失效的冶金特点,现在被一般人接受的失效原因,和失效原因的讨论等。过去,我国锅炉过热器和再热器均不采用奥氏体不锈钢,因此不存在这个问题,现在要进口大机组和引进技术设计的30万和60万千瓦机组的锅炉过热器和再热器都有奥氏体钢的异种钢接头。     

1Cr9Mo1VNbN钢异种钢焊接

针对超临界、超超临界汽轮机的铸钢件、管材和锻件用钢1Cr9Mo1VNbN马氏体耐热钢异种钢焊接中存在的稀释、碳迁移、热应力等主要技术问题进行了试验和研究,提出了禳决方案,为在实际生产中合理选择焊接材料、制定焊接工艺、防止焊接接头早期失效提供了保证。     

炼油厂Cr5Mo工艺管线同质焊接接头与异质焊接接头的比较与选择

Cr5Mo 工艺管线同质焊接接头(用珠光体同质焊条热507焊接)与异质焊接接头(用奥302奥氏体不锈钢焊条焊接)的性能比较表明,同质焊接接头有较好的综合性能。但是,焊后热处理温度对同质焊接接头的性能影响很大。如果焊后热处理温度低于750℃,则焊缝金属的冲击功值很低。本文建议,当焊后热处理温度不能保证时,宁可选用奥氏体异质接头。     

导辊的异种钢焊接

通过对35号钢和20CrMoV珠光体耐热钢的化学成分、力学性能、金相组织及焊接性分析,采用了隔离层的焊接方法,解决了攀钢410厂导辊异种钢焊接中焊接接头易出现裂纹的问题。     

异种金属的焊接：第三讲 碳钢与奥氏体不锈钢的焊接

碳钢按碳量分为低碳钢(C<0.25％)、中碳钢(C=0.25％～0.60％)和高碳钢(C>0.60％)三种。碳钢的基体是珠光体,奥氏体不锈钢的基体是奥氏体,因此碳钢与奥氏体不锈钢的焊接实属异种基体金属的焊接。这里主要介绍工程结构中应用最多的低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接。 一、低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性     

超薄层0Cr18Ni9/20 g复合钢板的焊接工艺及接头组织

采用H1Cr24Ni13型奥氏体不锈钢焊丝和钨极氩弧焊(TIG)方法对不锈钢覆层厚度为0.5 mm的0Cr18Ni9/20 g异种钢复合钢板进行了对接焊,并应用光学显微镜、能谱(EDS)、线扫描以及扫描电镜等方法对焊接接头组织进行了研究。结果表明:用TIG方法及相应的工艺参数焊接0Cr18Ni9/20 g复合钢板,可以保证覆层金属具有所需的成分和组织。     

不锈钢焊接接头疲劳强度试验研究

通过焊接接头疲劳试验对SAF2 2 0 5双相不锈钢和 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头S—N曲线进行详细分析 ,并与 16Mn钢焊接接头的试验结果进行比较 ,讨论不同材料焊接接头及试样接头型式对S—N曲线的影响。试验结果表明 ,SAF2 2 0 5钢和 1Cr18Ni9Ti钢焊接试样的常数m和N =2× 10 6疲劳强度与国际焊接学会 (IIW )推荐的数值有较大差异 ,采用IIW的S—N曲线对本文不锈钢焊接试样疲劳评定时 ,将给出偏于安全的结果 ;接头型式不同导致焊接接头局部应力集中有较大差异 ,因而对采用名义应力表示的S—N曲线有明显影响 ;在同类接头形式下 ,SAF2 2 0 5钢和1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的焊态疲劳强度高于 16Mn钢焊接接头 ,而双相不锈钢接头具有更高的疲劳强度     

电站锅炉热力管道异种钢焊接接头高温性能分析

电站过热器异种钢接头，因钢材、焊材匹配焊接工艺不同而产生不同的高温力学性能，通过对电厂新、旧两类过热异种钢接头的高温性能进行实验和分析，以为奥氏体不锈钢的异种钢接头应采用镍基焊缝过渡，T91钢的异种钢接头应采用近强度钢材匹配。     

大口径TP321＋P11异种钢焊接接头裂纹的修复工艺

2010年11月,某大型煤基烯烃装置开车两个月准备停车检修时,反应器出口接管φ2692mm×27mm焊接接头出现裂缝（见图1）。此焊缝两侧材质分别是奥氏体不锈钢A312TP321材料和铬钼耐热钢A691GRP11材料属异种钢焊接。我们参考相关资料和凭借多年的焊接经验对裂纹进行分析,     

结507焊条在异种钢焊接上的应用

一、问题的提出 在化工设备的制造中,A3钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,过去都是采用高铬镍型的奥氏体不锈钢焊条焊接。由于这种焊条的价格较昂贵,所以对于需求量很大的厂家将会大大提高生产成本。能否用结507焊条焊接A3与1Cr18Ni9Ti异种钢呢?这是本文所讨论的重点。 据有关资料介绍,A3钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,只有采用高     

超超临界火电机组异种钢焊接接头高温断裂机理综述

我国现役超超临界（Ultra-supercritical,USC）火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头（Dissimilar metal welded joints,DMWJs）。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万～10万h后发生早期失效,使用寿命远低于设计寿命30年或20万h。DMWJs早期开裂事故的频发,不仅对机组的安全运行造成极大危害,而且给发电企业带来了巨大的经济损失和负面的社会影响,同时也反映了当前对异种钢焊接,尤其是DMWJs高温服役性能的认识仍存在不足。为深入解析DMWJs的早期失效原因,回顾并总结了国内外近20年对9-12% Cr钢/镍基合金、9-12% Cr钢/奥氏体耐热钢DMWJs在高温蠕变、高温疲劳等高温力学性能方面的研究结果;分别从环境温度、加载应力、DMWJs的热力学特性、焊接残余应力、微观组织演变等方面,总结了不同因素对DMWJs高温断裂模式和断裂特征的影响,详细阐述了DMWJs在高温蠕变和疲劳条件下的断裂机理,归纳了当前较流行的高温断裂损伤物理模型及其发展应用。最后,本文建议了两种较为有效的可改善接头高温力学性能的方法,并对未来的研究方向进行了建议和展望。     

珠光体钢与奥氏体钢隔离焊接新工艺的试验和应用

本文介绍了一种珠光体与奥氏体异种钢焊接的新工艺,即采用含有强烈形成碳化物元素铌(Nb)、钒(V)、钼(MO)的抗腐02Nb焊条,作为隔离层在奥氏体钢土堆焊,然后再用珠光体类焊条和珠光体钢焊接。初步试验表明效果较好,井已应用这一隔离焊接新工艺制造了一台φ600用不锈复合钢板作内筒的多层式高压反应器。     

阀门膨胀节用接管和波纹管焊接工艺的分析

介绍了阀门膨胀节中的接管和波纹管分别选用15Cr Mo和304不锈钢材料连接的焊接工艺。通过对15Cr Mo、304不锈钢及其异种接头焊接性分析,对比分别采用Ni基合金和奥氏体不锈钢填充材料时,获得的焊缝组织,结合焊接性分析结果,确定焊接工艺、制定焊接工艺参数。     

焊接技术在锅炉安装领域的应用

本文分析了珠光体耐热钢的特点,探讨了珠光体耐热钢的焊接性。对产品结构、焊接材料、工艺过程进行了探讨。设计了12Cr1MoV、厚度40mm钢、焊条电弧焊的工艺评定的整个过程。为12Cr1MoV钢的焊接生产起到了指导作用。     

T91钢与P12钢管的焊接

针对合金耐热钢P12与T91异种钢材料的焊接，着重介绍工艺试验过程中的焊接材料选择及热处理规范确定。并通过制造现场的过程控制，有效地保证了异种钢接头的焊接质量。