徐州闞山電廠一期#2機組A335―P92鋼焊接技術[權(quán)威資料]

徐州闞山電廠一期 #2 機組 A335P92 鋼焊接技術 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要： 隨著電站運行參數(shù)的提高，對材料的要求愈發(fā)苛刻，一些新材料逐步應用到電站管道制造上，如 A335-P92、 SUPER304L、 HR3C 等。徐州闞山電廠一期 2600 MW 超超機組中主蒸汽管道及末級過熱器出口集箱的材質(zhì)即為 A335-P92 鋼。本文介紹了闞山發(fā)電廠一期工程 #2 機組 A335-P92 鋼厚壁管道焊接工藝，并闡述在工程實踐中須著重控制的方面以及焊接質(zhì)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. 關鍵詞： 超超臨界； A335-P92 鋼；焊接；熱處理 Key words： ultra-supercritical； A335-P92 steel； welding； heat treatment TG4 A 1006-4311（ 2013） 09-0022-04 0 引言 徐州闞山電廠一期 2600MW 超超臨界機組工程，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的變壓運行直流管圈直流爐、單爐膛、一次中間再熱、采用四墻切圓燃燒方式、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu) 型鍋爐、半露天布置燃燒鍋爐。鍋爐型號為 HG-1792/26.15-YM1。 汽輪機為單軸、兩缸、兩排汽、一次中間再熱、凝汽式機組。高中壓汽輪機采用合缸結(jié)構(gòu)，低壓汽輪機采用一個48 英寸末級葉片的低壓缸。兩缸機組的機組總長為約 21m，兩 缸機組寬度為 12.5m。兩缸機組高 7.5m。汽輪機為哈爾濱汽機廠生產(chǎn)，型號為 CLN600-25/600/600；發(fā)電機為水 -氫 -氫冷卻、自并勵靜態(tài)勵磁發(fā)電機。 該機組主要技術參數(shù)如下： 額定過熱蒸汽出口壓力 26.15MPa 額定過熱蒸汽出口溫度 605 主汽門前額定壓力： 25.0MPa（ a） 主汽門前額定溫度： 600 本工程機組具有較高的溫度和壓力參數(shù)，末級過熱器出口集箱、主蒸汽管道、高壓旁路管道焊接施工中均采用了A335-P92 鋼。主要 焊接工作量見表 1。 1 P92 鋼的化學成分和主要性能 A335-P92 鋼是在 P91 鋼的基礎上開發(fā)出來的新型鋼種，在 P91 鋼的基礎上添加了 W 元素，適當減少了 Mo 元素的含量。適用溫度在 580 620 。該鋼種具有良好的物理性能，比 P91 鋼具有更高的高溫蠕變斷裂強度，并具備優(yōu)異的常溫沖擊韌性和良好的抗氧化性能。其化學成分見表 2。 2 焊接人員 A335-P92 鋼為新型特種鋼，施焊人員必須配備焊接P92 鋼資質(zhì)，經(jīng)驗豐富，技能水平高，經(jīng)專門培訓取得相應資質(zhì)。并在正式焊接前，進行 多次針對性崗前模擬練習。如圖1。用普通碳鋼材料，制成實際施工中的坡口尺寸，焊接材料用 A335-P92 焊材，使崗前聯(lián)系更貼近實際焊接條件。 3 焊材的選擇 通過對多種牌號 A335-P92 鋼焊接材料的對比分析，最終選擇伯樂 -蒂森公司的 MTS-616 焊材（焊絲： MTS616-ER90S-G，焊條： MTS616-E9015-G）。 伯樂 -蒂森公司的 MTS-616 焊條采用鋼芯過渡，通過其熔敷金屬試驗表明，該焊材有良好的焊接工藝性能，便于焊工操作掌握。蒂森公司 T/P92 焊材的熔敷金屬化學成 分和機械械能見表 3 和表 4。焊接材料在使用前進行一定比例的光譜分析復查，定性確認焊材合金成分的正確性。 4 充壓保護措施 為了防止根層焊縫金屬氧化，氬弧焊打底和焊條填充前兩層焊道時應在管子內(nèi)壁充氬。 A335-P92 鋼焊接采用 “ 氣室 ” 充氬，做背面充氬保護。充氬的好壞直接關系到焊縫根部的質(zhì)量及施工是否能順利進行。 “ 氣室 ” 的封堵材料選擇柔軟耐高溫材料（尺寸事宜的圓形鋼板，鋼板外覆蓋保溫巖棉，最外層用潔凈的耐火布包裹）制成圓柱體堵板，以免取出時劃傷管壁，圓柱體直徑比管道內(nèi)徑略大。焊縫位置用耐高溫膠 帶纏繞，以減少氬氣溢出，膠帶隨焊接的進行慢慢揭去。焊前預先通入氬氣 5 15 分鐘以排盡管道內(nèi)空氣。堵板與堵板之間以及堵板的牽用繩索用軟鋼絲繩為宜，實踐證明，使用鐵絲等簡易材料，容易拉斷，而造成 “ 氣室 ” 在工作完成后無法取出。密封氣室在對口之前必須設置好?？芍貜屠眯蜌馐野惭b好后，應進行試拉，以確保 “ 氣室 ” 在焊接完成后能順利取出。工作完成后 “ 氣室 ” 從管道開口端取出。氣室制作見圖 2。 5 主要焊接參數(shù)選擇（表 5） 6 預熱及層間溫度控制 A335-P92 鋼焊接預熱方法采用電加熱，氬弧焊打底時，預熱溫度為 150-200 （坡口根部溫度），完成兩層氬弧焊后，預熱溫度升至 200-250 （坡口根部溫度）。預熱升至相應溫度時，應恒溫一段時間，以使管道內(nèi)外壁溫度均達到規(guī)定溫度。選用遠紅外測溫儀輔助測溫。在焊接過程中層間溫度應控制在 250 以下，且不低于預熱溫度的最小值。過高的預熱溫度和過高的層間溫度都會增大 t8/5，影響焊縫韌度。焊接過程中，溫度超過 250 時應焊接，溫度降至允許范圍內(nèi)時方可繼續(xù)施焊。 7 焊接清理 焊接清理也是 P92 鋼焊接的重要環(huán)節(jié)，一般焊前清理都能做的較好，重點 是控制焊接過程中的藥皮焊渣的清理。在鋼體焊接時，由于鐵水流動性差，焊接過程中如果藥皮清理的不干凈，極易差生夾渣、未熔合缺陷。在本工程中，進行超聲波檢驗時，發(fā)現(xiàn)了此類未超標缺陷。加強過程監(jiān)督和焊工的責任心教育是重要的解決手段。焊接結(jié)束后，焊縫表面接頭處宜進行機械打磨，此處易產(chǎn)生微裂紋。最佳方案是熱處理結(jié)束后，將焊縫打磨光滑，進行 PT 試驗。 8 焊接線能量控制 試驗證明過大的線能量，會增大 t8/5，導致低劣的焊縫的韌度。因此 A335-P92 鋼焊接過程中應合理選用焊接參數(shù)，在實際操作中，控制線 能量關鍵是控制焊層厚度和擺動寬度。焊層厚度約為焊條直徑，擺動寬度約為焊條直徑三倍。江蘇闞山發(fā)電有限公司一期 2600MW 超超臨界機組工程水平管焊道設計如圖 4。 9 免中間 RT 探傷及探傷孔焊接 P92 鋼厚壁管道為了方便進行焊接過程中間 RT 檢驗，在坡口側(cè)都留有射線探傷孔。中間 RT 檢驗的主要目的是檢查根部焊縫的焊接質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，一旦整個焊縫完成后，進行檢驗發(fā)現(xiàn)根部缺陷，處理起來就較為麻煩。但中間 RT 檢驗必須中斷焊接，焊縫進行后熱處理后進行，檢驗合格后重新預熱焊接。焊接接頭需要經(jīng)過后熱 處理、冷態(tài)、重新預熱至焊接溫度三個過程。后熱處理的時間大概三個小時；在冷態(tài)的時間至少十幾個小時；由于管壁較厚，從冷態(tài)加熱至預熱溫度也要幾個小時的時間。因此，中間 RT 檢驗比較影響施工進度，同時長時間的冷態(tài)下，裂紋的傾向也急劇增大。 工程實踐證明，在措施得當?shù)那闆r下，大徑厚壁管焊接根部很少出現(xiàn)缺陷，焊縫的合格率極高，幾乎都是 100%合格。通過與業(yè)主、監(jiān)理開會協(xié)商，綜合考慮中間 RT 檢驗的利弊，最終，本工程中去除了中間 RT 探傷的步驟，焊縫一次連續(xù)焊接完成，探傷孔插塞隨主焊縫一并完成，并隨主焊縫一起熱處理結(jié) 束。這種方法，也帶有一定的風險性。一旦焊縫根部存在超標缺陷，處理起來比較困難。因此，必須有可靠的保障措施，降低根部缺陷產(chǎn)生的幾率和根部產(chǎn)生缺陷的處理措施。本工程為此專門編寫了 #2 機組 P92 鋼大口徑厚壁管免中間 RT 檢驗焊接措施作業(yè)指導書。 10 焊后熱處理 焊接接頭的焊后熱處理對接頭的性能有至關重要的作用。對于在施工中首次遇到的 A335-P92 馬氏體鋼的熱處理工作高度重視，所有用于 A335-P92 加熱器均為根據(jù)不同管道規(guī)格量身定做的新加熱器，以盡量避免熱處理過程加熱器中途故障，影響接頭 性能。所有加熱器在正式投入使用前，均經(jīng)過模擬試驗檢驗其質(zhì)量。圖 5 為 #2 爐末級過熱器出口集箱對接焊口的預熱加熱器，因繩型加熱器受位置限制無法滿足功率要求，因此專門定做了 6 塊 640200 的履帶式熱處理加熱器。 為保證精確測溫控溫，所有進行 P92 鋼熱處理的熱電偶、補償導線、儀表均送檢驗部門校驗。在現(xiàn)場操作時，扣除測量裝置本身偏差。每塊加熱器采用獨立的熱電偶控溫。并根據(jù)實際情況，增加監(jiān)測熱電偶數(shù)量。 因管道壁厚大，考慮到控制溫度梯度和內(nèi)外壁溫差的要求，升降溫速率的選擇比規(guī)范要求的適當減小，恒溫 時間比規(guī)范適當延長。焊接焊接頭的熱處理整個過程如圖 6 所示。 11 不合格焊縫的返修 在焊接每個焊口前，考慮到焊縫返修的可能性，做好相應的準備工作。焊縫在檢驗未結(jié)束之前必須保證充氬氣室能夠使用，以滿足焊縫根部返修時充氬保護要求。由于末級過熱器出口集箱、主蒸汽管道、高壓旁路管道等壁厚一般較厚，普通的切割機無法達到相應深度，因此必須配備專用切割機或等離子切割機。 12 現(xiàn)場焊接施工中的應急保證措施 施工現(xiàn)場，突發(fā)情況較多，易產(chǎn)生意外斷電情況。熱處理前配備備用線路和熱處理機， 應對突發(fā)情況。并于供電部門聯(lián)系，盡量保證在此期間不斷電。熱處理期間，派電工24 小時值班，以保證及時解決線路故障。 合理安排工期，避開環(huán)境影響因素。汽機房外焊口盡量安排在良好天氣下施工。鍋爐側(cè) P92 管道焊接前搭設好防風防雨棚。 13 工藝實施過程中監(jiān)督的重要作用 馬氏體耐熱鋼的優(yōu)異性能來自于對組織的精確控制，如果在安裝中沒能嚴格執(zhí)行正確的工藝，沒有獲得合適的組織，會導致高溫強度的顯著下降，從而使部件早期失效。正確的工藝必須在得到正確的落實后才能起到相應的作用，要保證工藝得到嚴格執(zhí) 行，實施過程中的監(jiān)控尤為重要。 14 檢驗 在本工程焊接施工中，因采用了 A335-P92 鋼，對所焊縫進行了 100%外觀檢驗和超聲波無損探傷，結(jié)果均符合規(guī)范要求，無損檢驗合格率 100%。對焊接接頭進行了 100%硬度檢驗，同時進行一定比例的金相微觀檢驗。焊縫硬度為 180-250HB，焊縫微觀組織為回火馬氏體組織，符合要求。 15 結(jié)論 根據(jù)上述工藝措施及工藝控制要點，本工程 A335-P92鋼厚壁管道焊接取得了圓滿成功，為以后工程中 A335-P92 鋼焊接奠定了技術基礎。 參考文獻： 1焊接工藝評定規(guī)程 DL/T868-2004. 2火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程 DL/T869-2004. 3火力發(fā)電廠焊接熱處理技術規(guī)程 DL/T 819-2002. 4陳祝年編著 .焊接工程師手冊 .北京：機械工業(yè)出版社， 2002， 1. 5錢昌黔主編 .耐熱鋼焊接 .北京：水利電力出版社，1988. 閱讀相關文檔 :我國物流高成本運營的制度因素分析與創(chuàng)新研究 知識網(wǎng)絡下的集群企業(yè)創(chuàng)新績效研究 “ 觀點類 ” 材料作文寫作 指津 期貨品種上市降溫背后 新一輪財稅體制改革啟動 時尚 “ 短命 ” 連鎖項目大揭秘 網(wǎng)絡語言對作文教學的影響研究 轉(zhuǎn)換生成語法視角與命題作文審題 整體護理程序在兒童急性播散性腦脊髓炎中的應用