由于P91鋼具有良好的高溫綜合性能，近十幾年來在我國大型發(fā)電站的主蒸汽管道中得到了廣泛應(yīng)用。本文闡述了P91管道的焊接特性、焊接工藝、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)、焊接質(zhì)量監(jiān)控及發(fā)展趨勢(shì)。

在我國近十幾年來的許多大型火力發(fā)電站機(jī)組建設(shè)中，主蒸汽管道都普遍采用A335P91（簡(jiǎn)稱P91鋼）鋼。該鋼是美國七十年代末八十年代初開發(fā)的新型馬氏體耐熱鋼，相當(dāng)于國產(chǎn)9Cr-1MoV鋼種，該鋼與國產(chǎn)鋼相比，以具有高溫強(qiáng)度高、抗氧化性能和抗蠕變性能好以及具有相對(duì)高的熱傳導(dǎo)性與低的熱膨脹率等特點(diǎn)，填補(bǔ)了鐵素體鋼 (如 P22)與奧氏體鋼間的空白，使焊件具有較小的截面尺寸，有效地降低了焊件壁厚，減少了材料用量，降低了管道熱應(yīng)力，減少了熱疲勞裂紋的危險(xiǎn)。

華能某地區(qū)電廠二期工程＃3、＃4爐擴(kuò)建的2×300MW燃煤機(jī)組，由中南電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，鍋爐由東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為DG1025/17.4-Ⅱ12，汽輪機(jī)采用哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)，型式為亞臨界一次中間再熱，單軸雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)。主蒸汽主管、支管和高旁閥前管道的設(shè)計(jì)溫度均為545℃，管材規(guī)格分別為Φ364×41、Φ273×29和Φ216×23，材質(zhì)為A335P91。

P91鋼過去在我國各熱電站應(yīng)用還不十分普遍，各施工單位的焊接工藝評(píng)定工作及焊接、熱處理的特點(diǎn)都需要在施工過程中摸索，而且管道組裝順序?qū)附淤|(zhì)量也起著關(guān)鍵作用。為保證P91鋼管道的焊接工藝和焊接質(zhì)量達(dá)到要求，必須根據(jù)P91鋼的焊接特性作出焊接工藝評(píng)定，并根據(jù)評(píng)定報(bào)告作為現(xiàn)場(chǎng)安裝、焊接施工的依據(jù)，以及在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行此工藝要求。

焊接性分析

鋼材的化學(xué)成分

A335—P91鋼的化學(xué)成分如下表：

從上述表中可以看出，此鋼屬于中合金耐熱鋼。

P91鋼的焊接特性

① 由于P91是中合金鋼，它具有相當(dāng)高的冷裂傾向，在不預(yù)熱條件下焊接裂紋達(dá)100%，當(dāng)預(yù)熱200～250℃時(shí)可避免冷裂紋的產(chǎn)生。

② 在焊接過程中嚴(yán)格控制焊件的層間溫度，使其保持在預(yù)熱溫度或更高的溫度是首要的任務(wù)。其次要十分注意從層間溫度冷卻至焊后熱處理開始的時(shí)間間隔。

③ 對(duì)焊接輸入熱量的控制要求比較高，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，采用較小的焊條直徑、比較低的層間溫度和較小的焊接線能量，沖擊韌性可以大大提高。

④ 焊接接頭在焊后狀態(tài)均為高硬度的不穩(wěn)定組織，焊后必須作相應(yīng)的熱處理。