电站用T91钢的性能及焊接

从化学成分，合金化原理，室温力学性能，高温力学性能，焊接接头的微观特点，焊接裂纹敏感性等几个方面系统介绍了T01钢的研究现状，并指出掌握T91钢的焊接和高温运行行为，克服其焊缝韧性劣化倾向及HAZ蠕变断裂强度下降，以充分发挥母材潜力，是T91钢的焊接研究急需突破的技术难题和紧迫任务。     

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。     

热处理工艺对12Cr1MoV/T23异种钢焊接接头的影响

12Cr1MoV/T23异种钢焊接较多应用于火电厂的管道中。通过对不同焊后热处理的异种钢焊接接头金相组织和力学性能的研究,发现合适的热处理工艺能优化焊接接头的微观组织,并改善其室温力学性能。     

700 ℃超超临界机组锅炉候选材料异种焊接头服役组织研究

对700 ℃超超临界燃煤发电机组关键部件验证试验平台运行1万h的TG700A和HT700T的锅炉合金管异种焊接头进行取样品分析,研究了服役态焊接接头微观组织和硬度的演化。结果表明:服役后,焊缝中富Mo、Ti元素的一次碳化物稳定存在于枝晶间,熔合线两侧合金元素未发生明显的互扩散;焊接热影响区晶界碳化物发生轻微粗化,且硬度与母材相当;内壁蒸汽氧化层以氧化铬为主,热影响区与母材氧化层形貌均无差别,平均厚度约为7 μm,在服役工况下属于完全抗氧化级;经过1万h服役后焊接接头的组织稳定性良好。     

焊后热处理温度和次数对P91钢组织及性能的影响

通过力学性能试验、光学显微镜和扫描电子显微镜分析,研究了焊后热处理温度和热处理次数对P91钢组织及室温力学性能的影响。结果表明:与交货态母材相比,历经5次760℃焊后热处理后,P91钢的显微组织未明显老化,仍为回火板条马氏体,其强度和硬度有所下降,但幅度较小;790℃及以上温度焊后热处理后,马氏体分解,碳化物聚集长大并粗化,显微组织的老化随温度的升高而加剧,其强度和硬度下降明显,已不能满足相关标准要求。     

汽轮机低压叶片用20Cr13马氏体钢异种钢接头的组织性能分析

对Ni基焊材的20Cr13马氏体耐热钢焊态异种钢接头的组织与力学性能进行了试验研究,分析了此类焊接接头的薄弱部位,提出了工艺改进措施。试验结果表明,焊态异种钢接头的抗拉强度可以达到母材的90%以上,热影响区粗晶区是此类接头的薄弱部位;采用多层多道的小规范焊接工艺并补加焊接回火焊道,可以使20Cr13钢热影响区粗晶区的性能得到改善。     

HR3C/T91异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面蠕变失效行为研究

针对新型奥氏体不锈钢HR3C与细晶粒强韧马氏体耐热钢T91异种钢焊接接头,采用手工氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久和常温力学性能试验研究HR3C与T91异种钢焊接接头的力学性能变化、高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前预热448 K,焊后不进行热处理条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行3004 h后,接头的力学性能仍然良好.而加速模拟运行5012h后,HR3C/T91界面发生了蠕变失效,蠕变裂纹在管接头内表面焊缝/T91界面形核、扩展,然后在管接头外表面T91的临界热影响区内发展,最后导致接头蠕变失效.拉伸和弯曲试验过程中,接头的强度和塑性下降严重,断裂位置均在焊缝/T91界面区域.因此,焊缝/T91界面容易发生早期蠕变失效.     

超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头失效分析

在超超临界火电机组锅炉受热面管的高温段有许多异种钢接头,其焊接质量及性能直接影响机组的安全运行.对某3 033 t/h超超临界锅炉高温再热器T91/HR3C异种钢接头的失效试样进行了宏/微观分析.研究表明,失效部位在T91侧热影响区,裂纹沿管子周向分布,从外壁粗晶粒热影响区启裂,终止于细晶粒热影响区.焊后热处理不充分,T91侧热影响区组织不稳定和硬度高是异种钢接头失效的主要原因,建议再次进行焊后热处理以改善接头性能和消除焊接应力.此外,研究发现T91侧熔合线附近形成白亮的低硬度δ-铁素体,其对接头失效虽无直接影响,但对接头长期性能的影响需要进一步评估.     

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。     

高温时效对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响

通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及力学性能试验,研究了高温时效对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响.研究结果表明:650℃时效7000h后,P92钢焊接接头的室温抗拉强度有小幅下降;P92钢焊缝的时效脆化主要发生在时效初期(1000h以内),时效1000 h后冲击功趋于平稳,基本保持在25 J左右.组织分析认为,P92钢焊接接头时效过程中强度的保持,主要和马氏体基体的稳定存在、M23C6和MX相的缓慢长大有关;焊缝冲击功下降主要是由于粗大的Laves相沿焊缝原柱状晶晶界及马氏体板条束界析出相造成的.     

镍基过渡异种钢焊接头在不同热处理状态下的性能研究

采用力学性能测试、高温持久试验、光学金相组织观察、扫描电子显微镜等方法,研究了T22+TP347H镍基过渡焊接接头不同热处理状态的组织与性能变化,得出了T22+TP347H焊接接头不论是否进行热处理,都可以达到DL/T 868-2004工艺评定要求等几项结论.     

TP304H屏式再热器钢管开裂原因分析

内蒙古两电厂150 MW循环流化床锅炉屏式再热器受热面钢管（管材为TP304H）在焊有钢钉或鳍片的位置出现裂纹,采用微观金相、室温拉伸试验、微观能谱分析等方法进行检测,结果表明：屏式再热器钢管在焊接钢钉或鳍片后,冷却速度较慢,且未进行固溶处理,致使钢管母材敏化、抵抗晶间腐蚀能力下降,同时由于钢管热膨胀变形附加的轴向应力较大,导致钢管开裂。     

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.     

锅炉末级过热器T92/HR3C异种钢接头断裂原因分析

介绍了某超超临界锅炉高温过热器T92/HR3C异种钢焊接接头发生的一种较罕见的断裂失效形式,通过对失效试件断口形貌特征、胀粗管段的硬度分布规律及金相组织进行试验分析.并结合失效试件的制造工艺和运行工况进行原因分析,推断焊后热处理工艺控制不当导致T92侧母材金相组织异常和力学性能下降是导致异种钢过渡段发生胀粗和断裂失效的...     

700℃先进超超临界机组过/再热器材料C-HRA-1合金组织稳定性研究

研制了可工业化规模生产的700℃先进超超临界机组过/再热器用C-HRA-1镍基合金管材。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段,结合热力学计算,研究了C-HRA-1合金在750℃和800℃长期时效处理过程中的组织稳定性。结果表明:C-HRA-1合金管材经固溶处理后冷轧态发生完全再结晶,没有明显析出相;经800℃/12h/AC时效硬化处理后,基体上弥散分布着细小球状的γ′相,且基体中析出少量粒状MC,晶界和孪晶界析出断链状M23C6,M23C6在800℃长期时效处理中逐渐向基体溶解;750℃和800℃长期时效处理过程中,γ′相逐渐粗化并由球形趋向立方状,与时效时间相比,时效温度对γ′相粗化的影响更为显著;750℃和800℃长期时效处理过程中没有发现有害相析出,说明C-HRA-1合金管材在750℃和800℃下具有良好的组织稳定性。     

带垫板异种钢焊缝缺陷与拉伸性能分析

异种钢焊接是电厂锅炉受热面管广泛采用的一种连接方式。以某火电机组过热器出口段TP304H和T22为母材的带垫板异种钢焊接接头为研究对象,通过宏观测量、微观组织分析、EDS能谱检测和拉伸试验等研究,分析了焊接接头中裂纹的生成机理及影响。结果表明：3种材料热膨胀系数差异及应力集中是带垫板异种钢焊缝裂纹产生的诱因,裂纹在镍基焊缝填充材料中扩展;室温拉伸时焊缝是薄弱环节,而高温拉伸时熔合线和母材是断裂部位。     

T91锅炉热强钢管焊接性能的试验研究

以国产焊接用T91锅炉热强钢管为主要研究对象,根据焊接线能量、焊前预热和焊后热处理等条件对焊接的影响设计了试验的正交方案,并用硬度试验、断口扫描、电镜观察等多种试验和分析方法对其焊接成品进行了焊接性和冷裂敏感性等方面的研究。结果表明：采用焊前预热150℃以上、小热输入多层焊、焊后（770±10）℃、1 h高温回火工艺能降低T91钢焊接热影响区的淬硬倾向及焊接接头中的扩散氢含量,使得马氏体中的碳得到充分的扩散以形成回火索氏体,改善了T91钢管接头的韧塑性。     

VVER-1000机组主管道焊接接头冲击性能影响因素分析

冲击性能是评价管道焊接接头综合力学性能的一个重要指标。本文在监造VVER-1000主管道进行焊接工艺评定过程中,发现在管道对接焊焊接接头立向上焊区域的填充和盖面层,部分熔敷金属试样的冲击韧性值（–10 ℃）不达标。结合焊接位置、焊接工艺参数与焊条化学成分等影响因素及接头的冲击韧性试验、金相组织、硬度试验和断口形貌分析结果,得出熔敷金属冲击韧性低的原因为:在立焊位置施焊时焊接速度减慢、焊接热输入增大引起焊缝金属组织晶粒粗大以及焊条化学成分中Si元素的含量偏高、焊条出厂时冲击值较低。采用小焊接热输入进行焊接工艺评定试验,获得的焊接接头焊缝金属的冲击性能均达标。基于对焊接接头冲击性能影响因素的分析,提出以下预防措施:采购焊条时需严格控制Si元素含量;加强焊接人员技能培训,严格控制焊接线能量的输入;严格控制立焊区域的层间温度在下限值附近,保证焊后焊缝金属的冷却速度加快。     

SA213-T91钢管在高温过热器的焊接应用

文章分析了大同二电厂高温过热器和再热器爆管泄漏的主要原因，介绍了钢研102钢管的现场使用情况及SA213－T91钢管的化学成分和力学性能，阐述了使用SA213－T91钢管替代钢研102管的必要性，并通过焊接性分析和工艺试验，确定了可行的焊接和热处理工艺。从试验结果看，SA213－T91钢管在焊接过程中内壁充氮保护是必要的。SA213－T91钢焊接接头必须通过焊后热处理来改善其接头和近缝区的金相组织，以保证接头的综合性能。SA213－T91与钢研102管对接焊，虽然增加了异种钢接头，但由于焊接性好，不需采取特殊的焊接工艺就能保证接头质量，因此，把该种钢用于锅炉过热器、再热器易爆部位以提高运行可靠性是可行的。     

过热器集箱三通焊缝裂纹原因分析

通过成分分析、显微组织分析、断口检测和力学性能检测,对某火电厂过热器集箱三通焊缝裂纹原因进行了分析研究,认为焊缝失效形式为应力型蠕变脆性断裂。焊接接头焊后热处理不合格,母材和焊缝硬度高,在介质工作压力作用下发生焊缝材料提前老化;焊缝材料组织中存在较多的非金属夹杂、大的气孔等,加剧了材料开裂失效的速度,造成材料提前失效。提出了相应建议及处理措施。