P92鋼焊接工藝性能試驗研究

《P92鋼焊接工藝性能試驗研究》工作溫度、壓力和壽命等條件下，使用P92鋼能減輕鍋爐系統(tǒng)的質(zhì)量、提高管道結(jié)構(gòu)的設(shè)計溫度，且系統(tǒng)具有較高的熱效率。但在焊接工藝性能方面，P92鋼的應(yīng)用仍存在一定的問題，需要得到進一步驗證。P92鋼焊接工藝性能問題分析冷裂紋問題就實際情況看，P92鋼中含有的C、S、P的數(shù)量較少，且這些元素的純凈度也較高，因此，P92鋼有較好的耐高溫性能。但P92鋼中的合金含量占到了總量的10%以上，屬于高合金鋼類型。因此，P92鋼本身具有一定的冷裂紋傾向，進而在焊接過程中可能出現(xiàn)冷裂紋。熱影響區(qū)軟化問題在焊接P92鋼時，在一定的溫度條件下，P92鋼的熱影響區(qū)的不完全正火區(qū)金屬會發(fā)生部分奧氏體化，但這一溫度條件下的金屬沉淀強化無法得到完全溶解，進而在后續(xù)熱處理過程中，未溶解的沉淀會粗化，導(dǎo)致該區(qū)域的材料強度降低，并形成相應(yīng)的軟化區(qū)。在情況持續(xù)惡化的情況下，軟化區(qū)會出現(xiàn)裂紋，進而降低P92鋼的蠕變強度。就目前的情況看，焊接規(guī)范、預(yù)熱和焊后的熱處理等內(nèi)容都會影響焊接熱影響區(qū)的軟化程度。焊接接頭脆化問題在焊縫熔池金屬流動性差和焊縫溫度過低的情況下，焊縫金屬會出現(xiàn)不均勻的問題，并引發(fā)偏析現(xiàn)象。如果焊縫熔池溫度過高，則又造成焊接接頭過熱區(qū)晶粒變大，進而引起脆化。在熱區(qū)溫度超過1100℃的情況下，焊接接頭晶粒長度增長較快，進而發(fā)生脆化。此外，P92鋼本身具有含量較高的合金成分，因此，其遇到冷空氣時易脆化。P92鋼焊接工藝性能試驗研究焊接裂紋試驗研究在進行焊接裂紋試驗研究時，可采用國產(chǎn)P92鋼為試驗材料，并將6副試板分別在不預(yù)熱、50℃、100℃、120℃、150℃和200℃的預(yù)熱條件下焊接。而在得出產(chǎn)生裂紋和不產(chǎn)生裂紋的預(yù)熱溫度后，需要取兩個溫度的中間值試驗，以獲得精確的預(yù)熱溫度。在試板焊接48h后進行PT檢測可發(fā)現(xiàn)，在預(yù)熱溫度V120℃的情況下，試板的裂紋率為100%；預(yù)熱溫度＞150℃的情況下，試板表面未出現(xiàn)缺陷。此外，因需要防止在焊接過程中出現(xiàn)硬脆馬氏體組織，P92鋼焊接工藝的預(yù)熱溫度不宜高于250℃。熱影響區(qū)最高硬度試驗研究進行P92焊接熱影響區(qū)的最高硬度試驗可有效評判鋼材淬穎和冷裂傾向。在試驗中，需要使兩副試板分別在室溫和預(yù)熱溫度200℃下焊接。其中，室溫焊接的試板寬度為75mm，200℃下焊接的試件板寬度為150mm。對不預(yù)熱試件熱影響區(qū)硬度分布情況進行觀測可發(fā)現(xiàn)，不預(yù)熱的試件熱影響區(qū)硬度比母材硬度高。此外，預(yù)熱試件熱影響區(qū)的硬度要明顯低于未預(yù)熱試件熱影響區(qū)的硬度，最高差值可達20HV10左右。再熱裂紋試驗研究P92鋼焊接接頭的過熱區(qū)具有不同程度的再熱裂紋敏感性，想要消除應(yīng)力，就要進行相應(yīng)的試驗研究。在試驗中，可采用斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法試驗。具體而言，在焊接試件通過PT檢測后對經(jīng)焊熱處理的試件進行取樣，在此基礎(chǔ)上，從每個試件上取5個有效的截面進行再熱裂紋試樣形貌的宏、微觀檢查，如下圖1所示。從試驗結(jié)果看，當(dāng)預(yù)熱溫度在710~790℃之間時，P92鋼不會出現(xiàn)再熱裂紋。圖1再熱裂紋試樣形貌焊接接頭力學(xué)性能試驗研究在對焊接接頭的力學(xué)性能進行試驗研究時，可采取坡口形式的P92鋼材。在試驗過程中，需對試板的彎曲強度、常溫拉力和沖擊強度進行檢驗。試驗發(fā)現(xiàn)，試板的彎心直徑為48mm，彎曲角度為180°。同時，常溫試驗中的試樣完好，抗拉強度在645~675MPa之間。此外，試板的沖擊強度也能滿足相關(guān)要求。因此，從試驗結(jié)果看，在常溫條件下，P92鋼的力學(xué)性能可滿足產(chǎn)品制造的要求。結(jié)束語綜上所述，從P92鋼焊接工藝性能的多個試驗結(jié)果可看出，想要防止焊接過程中出現(xiàn)冷裂紋，就需要在焊接前進行200℃的工件預(yù)熱處理。同時，對于焊接接頭過熱區(qū)的再熱裂紋敏感性問題，需要在710~790℃的溫度條件下進行P92鋼的熱處理，以免出現(xiàn)再熱裂紋傾向?？偠灾脤嶋H生產(chǎn)中的焊接工藝焊接P92鋼，焊接接頭的力學(xué)性能可滿足相應(yīng)的生產(chǎn)要求。參考文獻[1]盧長煜，徐祥久，李宜男.國產(chǎn)SA-335P92鋼的焊接工藝性能J].機械制造文摘（焊接分冊），2011，16（01）：1-5.[2]呂宏斌，李漢清.SA335-P92鋼焊接技術(shù)試驗研究J]