徐州阚山电厂一期#2机组A335―P92钢焊接技术[权威资料]

徐州阚山电厂一期 #2 机组 A335P92 钢焊接技术 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要： 随着电站运行参数的提高，对材料的要求愈发苛刻，一些新材料逐步应用到电站管道制造上，如 A335-P92、 SUPER304L、 HR3C 等。徐州阚山电厂一期 2600 MW 超超机组中主蒸汽管道及末级过热器出口集箱的材质即为 A335-P92 钢。本文介绍了阚山发电厂一期工程 #2 机组 A335-P92 钢厚壁管道焊接工艺，并阐述在工程实践中须着重控制的方面以及焊接质量 控制措施。 Abstract： With the improvement of power station operation parameters， the requirements for material is increasingly strict， some new material is gradually applied to power plant piping， such as A335-P92， SUPER304L， HR3C， etc. The material quality of main steam pipeline and final stage superheater outlet header in Xuzhou Kanshan power plant first phase 2600 MW ultra super unit is A335 -P92 steel. In this paper， welding technology for A335-P92 steel thick-walled pipe of Kanshan power plant first phase unit #2 was introduced， and aspects should be controlled in engineering practice as well as welding quality control measures were expounded. 关键词： 超超临界； A335-P92 钢；焊接；热处理 Key words： ultra-supercritical； A335-P92 steel； welding； heat treatment TG4 A 1006-4311（ 2013） 09-0022-04 0 引言 徐州阚山电厂一期 2600MW 超超临界机组工程，锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的变压运行直流管圈直流炉、单炉膛、一次中间再热、采用四墙切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构 型锅炉、半露天布置燃烧锅炉。锅炉型号为 HG-1792/26.15-YM1。 汽轮机为单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组。高中压汽轮机采用合缸结构，低压汽轮机采用一个48 英寸末级叶片的低压缸。两缸机组的机组总长为约 21m，两 缸机组宽度为 12.5m。两缸机组高 7.5m。汽轮机为哈尔滨汽机厂生产，型号为 CLN600-25/600/600；发电机为水 -氢 -氢冷却、自并励静态励磁发电机。 该机组主要技术参数如下： 额定过热蒸汽出口压力 26.15MPa 额定过热蒸汽出口温度 605 主汽门前额定压力： 25.0MPa（ a） 主汽门前额定温度： 600 本工程机组具有较高的温度和压力参数，末级过热器出口集箱、主蒸汽管道、高压旁路管道焊接施工中均采用了A335-P92 钢。主要 焊接工作量见表 1。 1 P92 钢的化学成分和主要性能 A335-P92 钢是在 P91 钢的基础上开发出来的新型钢种，在 P91 钢的基础上添加了 W 元素，适当减少了 Mo 元素的含量。适用温度在 580 620 。该钢种具有良好的物理性能，比 P91 钢具有更高的高温蠕变断裂强度，并具备优异的常温冲击韧性和良好的抗氧化性能。其化学成分见表 2。 2 焊接人员 A335-P92 钢为新型特种钢，施焊人员必须配备焊接P92 钢资质，经验丰富，技能水平高，经专门培训取得相应资质。并在正式焊接前，进行 多次针对性岗前模拟练习。如图1。用普通碳钢材料，制成实际施工中的坡口尺寸，焊接材料用 A335-P92 焊材，使岗前联系更贴近实际焊接条件。 3 焊材的选择 通过对多种牌号 A335-P92 钢焊接材料的对比分析，最终选择伯乐 -蒂森公司的 MTS-616 焊材（焊丝： MTS616-ER90S-G，焊条： MTS616-E9015-G）。 伯乐 -蒂森公司的 MTS-616 焊条采用钢芯过渡，通过其熔敷金属试验表明，该焊材有良好的焊接工艺性能，便于焊工操作掌握。蒂森公司 T/P92 焊材的熔敷金属化学成 分和机械械能见表 3 和表 4。焊接材料在使用前进行一定比例的光谱分析复查，定性确认焊材合金成分的正确性。 4 充压保护措施 为了防止根层焊缝金属氧化，氩弧焊打底和焊条填充前两层焊道时应在管子内壁充氩。 A335-P92 钢焊接采用 “ 气室 ” 充氩，做背面充氩保护。充氩的好坏直接关系到焊缝根部的质量及施工是否能顺利进行。 “ 气室 ” 的封堵材料选择柔软耐高温材料（尺寸事宜的圆形钢板，钢板外覆盖保温岩棉，最外层用洁净的耐火布包裹）制成圆柱体堵板，以免取出时划伤管壁，圆柱体直径比管道内径略大。焊缝位置用耐高温胶 带缠绕，以减少氩气溢出，胶带随焊接的进行慢慢揭去。焊前预先通入氩气 5 15 分钟以排尽管道内空气。堵板与堵板之间以及堵板的牵用绳索用软钢丝绳为宜，实践证明，使用铁丝等简易材料，容易拉断，而造成 “ 气室 ” 在工作完成后无法取出。密封气室在对口之前必须设置好。可重复利用型气室安装好后，应进行试拉，以确保 “ 气室 ” 在焊接完成后能顺利取出。工作完成后 “ 气室 ” 从管道开口端取出。气室制作见图 2。 5 主要焊接参数选择（表 5） 6 预热及层间温度控制 A335-P92 钢焊接预热方法采用电加热，氩弧焊打底时，预热温度为 150-200 （坡口根部温度），完成两层氩弧焊后，预热温度升至 200-250 （坡口根部温度）。预热升至相应温度时，应恒温一段时间，以使管道内外壁温度均达到规定温度。选用远红外测温仪辅助测温。在焊接过程中层间温度应控制在 250 以下，且不低于预热温度的最小值。过高的预热温度和过高的层间温度都会增大 t8/5，影响焊缝韧度。焊接过程中，温度超过 250 时应焊接，温度降至允许范围内时方可继续施焊。 7 焊接清理 焊接清理也是 P92 钢焊接的重要环节，一般焊前清理都能做的较好，重点 是控制焊接过程中的药皮焊渣的清理。在钢体焊接时，由于铁水流动性差，焊接过程中如果药皮清理的不干净，极易差生夹渣、未熔合缺陷。在本工程中，进行超声波检验时，发现了此类未超标缺陷。加强过程监督和焊工的责任心教育是重要的解决手段。焊接结束后，焊缝表面接头处宜进行机械打磨，此处易产生微裂纹。最佳方案是热处理结束后，将焊缝打磨光滑，进行 PT 试验。 8 焊接线能量控制 试验证明过大的线能量，会增大 t8/5，导致低劣的焊缝的韧度。因此 A335-P92 钢焊接过程中应合理选用焊接参数，在实际操作中，控制线 能量关键是控制焊层厚度和摆动宽度。焊层厚度约为焊条直径，摆动宽度约为焊条直径三倍。江苏阚山发电有限公司一期 2600MW 超超临界机组工程水平管焊道设计如图 4。 9 免中间 RT 探伤及探伤孔焊接 P92 钢厚壁管道为了方便进行焊接过程中间 RT 检验，在坡口侧都留有射线探伤孔。中间 RT 检验的主要目的是检查根部焊缝的焊接质量，发现缺陷及时处理，一旦整个焊缝完成后，进行检验发现根部缺陷，处理起来就较为麻烦。但中间 RT 检验必须中断焊接，焊缝进行后热处理后进行，检验合格后重新预热焊接。焊接接头需要经过后热 处理、冷态、重新预热至焊接温度三个过程。后热处理的时间大概三个小时；在冷态的时间至少十几个小时；由于管壁较厚，从冷态加热至预热温度也要几个小时的时间。因此，中间 RT 检验比较影响施工进度，同时长时间的冷态下，裂纹的倾向也急剧增大。 工程实践证明，在措施得当的情况下，大径厚壁管焊接根部很少出现缺陷，焊缝的合格率极高，几乎都是 100%合格。通过与业主、监理开会协商，综合考虑中间 RT 检验的利弊，最终，本工程中去除了中间 RT 探伤的步骤，焊缝一次连续焊接完成，探伤孔插塞随主焊缝一并完成，并随主焊缝一起热处理结 束。这种方法，也带有一定的风险性。一旦焊缝根部存在超标缺陷，处理起来比较困难。因此，必须有可靠的保障措施，降低根部缺陷产生的几率和根部产生缺陷的处理措施。本工程为此专门编写了 #2 机组 P92 钢大口径厚壁管免中间 RT 检验焊接措施作业指导书。 10 焊后热处理 焊接接头的焊后热处理对接头的性能有至关重要的作用。对于在施工中首次遇到的 A335-P92 马氏体钢的热处理工作高度重视，所有用于 A335-P92 加热器均为根据不同管道规格量身定做的新加热器，以尽量避免热处理过程加热器中途故障，影响接头 性能。所有加热器在正式投入使用前，均经过模拟试验检验其质量。图 5 为 #2 炉末级过热器出口集箱对接焊口的预热加热器，因绳型加热器受位置限制无法满足功率要求，因此专门定做了 6 块 640200 的履带式热处理加热器。 为保证精确测温控温，所有进行 P92 钢热处理的热电偶、补偿导线、仪表均送检验部门校验。在现场操作时，扣除测量装置本身偏差。每块加热器采用独立的热电偶控温。并根据实际情况，增加监测热电偶数量。 因管道壁厚大，考虑到控制温度梯度和内外壁温差的要求，升降温速率的选择比规范要求的适当减小，恒温 时间比规范适当延长。焊接焊接头的热处理整个过程如图 6 所示。 11 不合格焊缝的返修 在焊接每个焊口前，考虑到焊缝返修的可能性，做好相应的准备工作。焊缝在检验未结束之前必须保证充氩气室能够使用，以满足焊缝根部返修时充氩保护要求。由于末级过热器出口集箱、主蒸汽管道、高压旁路管道等壁厚一般较厚，普通的切割机无法达到相应深度，因此必须配备专用切割机或等离子切割机。 12 现场焊接施工中的应急保证措施 施工现场，突发情况较多，易产生意外断电情况。热处理前配备备用线路和热处理机， 应对突发情况。并于供电部门联系，尽量保证在此期间不断电。热处理期间，派电工24 小时值班，以保证及时解决线路故障。 合理安排工期，避开环境影响因素。汽机房外焊口尽量安排在良好天气下施工。锅炉侧 P92 管道焊接前搭设好防风防雨棚。 13 工艺实施过程中监督的重要作用 马氏体耐热钢的优异性能来自于对组织的精确控制，如果在安装中没能严格执行正确的工艺，没有获得合适的组织，会导致高温强度的显著下降，从而使部件早期失效。正确的工艺必须在得到正确的落实后才能起到相应的作用，要保证工艺得到严格执 行，实施过程中的监控尤为重要。 14 检验 在本工程焊接施工中，因采用了 A335-P92 钢，对所焊缝进行了 100%外观检验和超声波无损探伤，结果均符合规范要求，无损检验合格率 100%。对焊接接头进行了 100%硬度检验，同时进行一定比例的金相微观检验。焊缝硬度为 180-250HB，焊缝微观组织为回火马氏体组织，符合要求。 15 结论 根据上述工艺措施及工艺控制要点，本工程 A335-P92钢厚壁管道焊接取得了圆满成功，为以后工程中 A335-P92 钢焊接奠定了技术基础。 参考文献： 1焊接工艺评定规程 DL/T868-2004. 2火力发电厂焊接技术规程 DL/T869-2004. 3火力发电厂焊接热处理技术规程 DL/T 819-2002. 4陈祝年编著 .焊接工程师手册 .北京：机械工业出版社， 2002， 1. 5钱昌黔主编 .耐热钢焊接 .北京：水利电力出版社，1988. 阅读相关文档 :我国物流高成本运营的制度因素分析与创新研究 知识网络下的集群企业创新绩效研究 “ 观点类 ” 材料作文写作 指津 期货品种上市降温背后 新一轮财税体制改革启动 时尚 “ 短命 ” 连锁项目大揭秘 网络语言对作文教学的影响研究 转换生成语法视角与命题作文审题 整体护理程序在儿童急性播散性脑脊髓炎中的应用