T91-F12异种钢管焊接工艺研究及生产应用.pdfVIP

超（超）临界锅炉用钢及焊接技术协作网第二次论坛大会论文集 T91-F12 异种钢管焊接工艺研究及生产应用 任平 谢晶 桑智伟 （华能上海石洞口第二电厂，上海市，200942） 摘 要：F12 和 T91 是两种不同标准系列的马氏体耐热钢，极少在同一场合使用。根据国内外在实施 T91、X20CrMoV121 这两种材料的同种钢钢管焊接工艺的研究与应用经验，确定了 16 套焊接工艺方案进行 T91 和 F12 钢管之间的焊接工艺 研究。对这些不同焊接参数和工艺条件下的焊接接头解剖进行各项理化性能试验，理化性能试验包括 X 射线探伤、金 相组织、室温及 565℃高温短时拉伸试验、硬度试验、断口试验、面弯和背弯弯曲试验以及最佳工艺条件下的高温短时 持久性能的复核试验等。确定了 F12 和 T91 钢种最佳的焊接工艺方案：焊前不低于 50℃预热，采用 GTAW （2 层）＋ SMAW 焊接方法，焊接材料分别采用 MTS3 焊丝 （Φ2.4mm ）以及9MV-N 焊条 （Φ2.5mm ），焊后 24 小时内采用 730℃～ 760℃保温 1 小时的回火处理工艺。并且在再热器换管改造工程中得以成功应用。 关键词：马氏体耐热钢；焊接工艺研究；焊接工艺评定；最佳焊接工艺；再热器改造。 能已有明显下降，严重威胁锅炉的安全运行，所 1 前言 以部分管段将进行更换。同时由于 F12 钢产量逐 步减少，采购渠道的限制，价格的快速上涨，经 F12(X20CrMoV121)钢是德国 12%Cr 型马氏 研究决定使用 T91 代替原 F12 管材的部分管段， 体热强钢。该钢具有较高的抗氧化性能，组织稳 所以必须确定 T91-F12 异种钢焊接工艺。 定性良好，主要用于壁温 540～560℃的集箱、蒸 汽管道，以及壁温达 610℃的过热器和壁温达 2 焊接材料的选择与研究 650℃的再热器，但该钢焊接性能较差，若焊接预 热温度低，冷却速度过快，极易在接头中产生焊 焊接 F12 和 T91 钢难度较大，当焊接线能量 接冷裂纹，故一般要求有较高的预热温度，但预 过大时，会引起组织过热，粗大晶粒从而使焊缝 热温度也不能过高，否则会导致接头的塑韧性下 的脆性大大增加，塑韧性不稳定。而当焊接线能 降。我国上世纪 80～90 年代投产的发电机组中均 量过小时，则易于产生各种焊接冷裂纹。所以要 有大量使用。 合理选择焊接工艺、焊接规范、预热和焊后热处 而 T91 钢系改进型的 9 ％Cr 高强度马氏体耐 理温度。同样焊接材料也是影响焊接接头工艺性 热钢，该钢不仅具有高的抗氧化性能和抗高温蒸 能和力学性能的重要因素，必须正确选择。 汽腐蚀性能，而且还具有良好的冲击韧性和稳定 在上海发电设备成套设计研究院和华能上海 的持久塑性及热强性能。主要主要用于壁温 石洞口第二电厂的共同配合下，并根据国内外在 ≤625℃的高温过热器、壁温≤650℃的高温再热器 实施 T91、X20Cr