微量稀土元素对9Cr1Mo钢焊缝力学性能影响研究

在国内外标准中,对9Cr1Mo焊接接头的低温性能要求很少。随着低温环境焊接工程的增多,同时对焊接接头低温性能和高温性能的要求越来越高。利用药皮过渡的方式对P91焊接接头添加微量稀土元素,通过熔敷金属力学性能试验、焊接接头高温拉伸、低温冲击、硬度试验以及熔敷金属相变点测试,表明适量添加微量稀土元素能够改善P91焊接接头的性能,尤其是同时改善低温冲击韧性和高温拉伸性能,为9Cr1Mo材料低温环境下焊接材料的开发提供了新的途径。     

Study of the structure and properties of metal of the major steam lines of a CCGT-420 unit made from high-chromium Х10CrMoVNb9-1 (P91) steel

The technology of manufacture of live steam lines and hot reheat lines at FINOW Rohrsysteme GmbH are discussed. These pipelines are designed for high-performance CCGT units and are made from high-chromium martensitic steel X10CrMoVNb9-1 (P91). The principles of certification and evaluation of conformance of thermal and mechanical equipment made from new construction materials with the TRCU 032-2013 technical regulation of the Customs Union are detailed. The requirements outlined in Russian and international regulatory documents regarding the manufacture of pipes and semifinished products for pipeline systems are compared. The characteristic features of high-chromium martensitic steel, which define the requirements for its heat treatment and welding, are outlined. The methodology and the results of a comprehensive analysis of metal of pipes, fittings, and weld joints of steam lines are presented. It is demonstrated that the short-term mechanical properties of metal (P91 steel) of pipes, bends, and weld joints meet the requirements of European standards and Russian technical specifications. The experimental data on long-term strength of metal of pipes from a live steam line virtually match the corresponding reference curve from the European standard, while certain experimental points for metal of bends of this steam line and metal of pipes and bends from a hot reheat line lie below the reference curve, but they definitely stay within the qualifying (20%) interval of the scatter band. The presence of a weakened layer in the heat-affected zone of weld joints of steel P91 is established. It is shown that the properties of this zone govern the short-term and long-term strength of weld joints in general. The results of synthesis and analysis of research data support the notion that the certification testing of steam lines and other equipment made from chromium steels should necessarily involve the determination of long-term strength parameters.     

Reasons for and nature of weld joints failure in hot reheat steam lines of 800-MW power units

The nature of and reasons for weld joint failure in the hot reheat (HRH) steam lines of an 800-MW power unit are analyzed. It is shown that the weld joint destruction happened in the softened area and is typical for the weld joints operating for a long time under creep conditions. Numerical simulation demonstrated that the weld joint exhausted its lifetime due to the impact of equivalent stresses that exceeded design values, this being the reason for the failure.     

预热和焊后热处理对T23钢接头力学性能的影响

为优化焊接工艺,解决水冷壁T23接头焊缝在运行中容易出现裂纹的问题,测试了T23接头在4种不同工艺（不预热、焊后不热处理,不预热、焊后热处理,预热、焊后不热处理,预热、焊后热处理;预热温度为150 ℃,焊后热处理工艺为740 ℃、0.5 h）下的硬度和冲击韧性,并观察了显微组织的变化。研究结果表明,预热对T23接头硬度的影响不大,但增大晶粒尺寸和过热区的宽度,对焊缝和热影响区（HAZ）的韧性均有不利影响;焊后热处理明显降低焊缝和HAZ的硬度,虽然对HAZ韧性影响很小,但可改善焊缝的韧性。建议预热温度不超过150 ℃或取消预热,进行焊后热处理以保证接头的长期服役性能。     

锅炉镜面焊技术的应用

文章介绍了国华宁海电厂二期工程镜面焊焊口的焊接概况、焊缝的结构布置、机具准备,通过对镜面焊的整个焊接过程描述,详细阐述了焊缝对口尺寸控制、内加丝焊接方法、焊缝填充和盖面技术工艺,针对焊接过程中碰到的问题进行了研究分析,并提出了改进和解决的方法。     

汽轮机末级动叶片水蚀损伤修复与防护试验研究

基于电厂汽轮机末级动叶片水蚀损伤机理,对受损叶片进行手工钨极氩弧焊(GTAW)修复,并对焊接接头的组织性能进行试验。结果表明,焊缝硬度满足使用要求,焊接接头力学性能优良,焊接接头抗高周疲劳性能满足叶片工况要求。为了提高叶片抗水蚀性能,延长叶片使用寿命,对比分析了叶片超音速火焰喷涂NiCr和WC-Co金属陶瓷2种不同涂层的组织结构、机械性能、热震性能、磨粒磨损及冲蚀磨损性能。与WC-Co涂层相比,NiCr涂层具有优异的耐磨性能及抗冲蚀性能,可作为耐水蚀涂层应用在汽轮机末级动叶片上。     

再热器管导种钢焊缝断裂原因分析

通过宏观检查、拉伸试验、金相显微组织分析,对锅炉后屏再热器12Cr1MoV钢与TP304H奥氏体钢异种钢接头泄漏原因进行了分析。结果表明,12Cr1MoV侧熔合区为接头的脆化和断裂薄弱区,熔合线上的富碳层和楔形缺陷导致焊缝形成裂纹而泄漏。另外,12Cr1MoV和奥氏体钢焊缝金属线膨胀系数差别很大,在焊缝界面附近出现的明显热应力对裂纹的形成有一定的促进作用。     

1 000 MW超超临界塔式锅炉T23钢管焊接接头裂纹分析

针对某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉T23钢管焊接接头发生泄漏的问题,对接头裂纹进行了宏观检查和微观组织分析。分析表明,水冷壁管焊缝附近裂纹的形成原因主要是由焊接残余应力和焊接结构本身的拘束应力共同作用造成的。     

不锈钢半自动(MAG)焊在核电厂建设中的应用

对采用半自动(MAG)气体保护焊来焊接不锈钢水箱的工艺进行了研究,并且对试验结果进行了分析,试验结果表明:焊缝经NDT检测合格,金相照片和力学性能良好.该焊接工艺成功应用于核电厂不锈钢水箱的安装焊接中,焊接接头质量合格,外现成型良好,焊接效率高.     

热处理不当造成SA335-P91材料组织异常的分析

对超超临界压力机组锅炉贮水罐焊接接头进行无损探伤和硬度检查,发现在贮水罐焊接接头及母材中存在硬度不均现象,为此,对焊接接头进行复型金相检验,发现焊缝高、低硬度和母材区域组织异常。指出主要原因是局部热处理温度控制不均导致焊接接头出现Ostwald熟化异常组织,冷却速度太慢使焊接接头形成回火索氏体,处理方法是把整个贮水罐退厂更换。     

电站锅炉安全性能检验中承压设备重大缺陷分析

针对新建电站锅炉安装前安全性能检验中所发现的承压部件重大缺陷,从母材表面裂纹、四大管道弯头壁厚、集箱管座角焊缝裂纹、受热面U型弯管、钢结构翼板中存在的夹层缺陷等5个方面进行了原因分析,提出了检验的重点部位及注意事项。     

1000MW 超超临界压力发电机组管道用P92钢焊接缺欠及质量控制

P92钢是制造1 000 MW 超超临界压力发电机组的重要钢种之一,对其焊接性进行了研究.比较了P92钢和P91钢的裂纹敏感性和焊接工艺要求,通过电厂实例分析了P92钢焊接头易出现的问题,如裂纹、焊口根部氧化及成型不良、焊缝硬度及组织异常等,指出P92钢焊接质量控制要点是预热温度、层间温度、焊接热输入量、热处理温度以及...     

Calculated analysis of the stressed and strain state of pipeline sector elbows

The stressed and strain state of sector-type pipeline elbows is analyzed using the finite element method. Features in which sector elbows of pipelines differ from circular elbows are revealed. Formulas for determining the maximal equivalent stresses in sector elbows are presented.     

超超临界塔式炉T23水冷壁早期失效分析

对国内多台超超临界塔式炉T23水冷壁早期失效案例进行了统计,对典型失效管样进行宏观和微观分析,测试接头的力学性能,在此基础上分析失效机理及主要影响因素。研究结果表明,失效是由于焊缝产生横向裂纹,裂纹沿晶界扩展。初步判断裂纹性质为楔形蠕变裂纹。合金过饱和固溶使焊缝处于高硬度水平是产生楔形蠕变裂纹的内因,水冷壁密集焊缝结构使接头部位的拉伸应力增大,它与内压应力叠加提供了裂纹形成和扩展的力学条件。降低焊缝硬度和细化晶粒有利于避免失效。     

万家寨水电站取消发电引水管道伸缩节的焊接时机选择

目前不少水电站因为管道漏水等问题而取消伸缩节 ,在取消伸缩节时最后一条焊缝的焊接环境温度选择是非常重要的。针对这个问题 ,本文结合万家寨水利枢纽工程 ,采用三维有限元模型 ,详细分析了在各种焊接环境温度条件下钢管的应力状态 ,提出了合适的焊接环境温度范围。研究表明以 5月份作为焊接时间是合适的     

焊料种类及焊缝显微形貌对焊接钎着率的影响

以AgCdO电接触复合材料为触点材料,黄铜为底板,通过电阻钎焊实现触头和底板的焊接。采用JTUIS-IV超声成像无损检测仪、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,研究焊料种类及焊缝显微形貌对钎着率的影响。结果表明,不同焊料在焊接过程中会表现出不同的作用效果;钎着率较高的工件中仍然存在裂缝、夹杂等微观缺陷,且该缺陷主要存在于铜与焊料的结合层;第二相石墨的加入会明显降低钎着率并极大地损害材料的焊接性能;采用Ag25CuP和无银焊剂焊接后,焊缝过渡层均呈现树枝状晶体组织,但形貌差异较大。     

电厂用P91钢焊接工艺及其焊后性能研究

对P91钢在发电机组应用中容易出现的接头脆化和裂纹等问题,采取了相应的焊接工艺,并通过冲击、拉伸和弯曲试验检测其焊接性能。结果表明,采用相应的焊接工艺,P91钢焊接接头可以获得良好的韧性和强度。此外,弯曲试验后试件也未发现裂纹,保证了P91钢的安全使用。     

磁记忆法在含超标缺陷管座角焊缝应力状态检测中的应用

用磁记忆检测(MMT)法评价了含超标缺陷管座角焊缝长期服役后的应力集中状况。通过对含超标缺陷管座与其它管座焊缝及预制受损试样残余应力水平的比较,认为超标缺陷尚处于稳定状态,为含超标缺陷管座的运行监督提供了依据。     

屏式过热器T23/12Cr1MoV异种钢接头失效分析

对某1 000 MW超超临界发电机组屏式过热器管屏进口段T23/12Cr1 MoV异种钢焊接接头的失效进行了试验分析.宏观与微观检查表明,裂纹沿管子焊缝周向分布,开裂起始于12Cr 1MoV管内壁粗晶粒热影响区,扩展至1/3厚度处进入焊缝,在焊缝中继续扩展至管子外壁.通过力学性能试验得出失效的主要原因是热影响区及焊缝的硬度高而塑韧性低,建议进行焊后热处理,以改善接头塑韧性和消除焊接残余应力.     

转轮用高屈强比高韧性不锈钢焊接接头微观组织与性能

本文针对应用于大型转轮的高屈强比高韧性铸造不锈钢的焊接接头组织及力学性能进行了研究,结果表明,焊后经过480℃退火处理后接头微观组织均为单相板条马氏体,接头拉伸性能良好,而接头焊缝区域的韧性较差;而经过590℃退火处理后,微观组织除板条马氏体外,在靠近热影响区的母材、热影响区存在少量铁素体。接头强度降低,而接头各区域的冲击韧性良好。