如何进行T91/P91马氏体热强钢的焊接

    T91/P91是在9Cr-l Mo的基础上降C增V、Nb等元素后，所形成的低碳多元中合金钢，填补了珠光体耐热钢和奥氏体高合金耐热钢之间的空白，其中小径管称T91，大径管称P91。该钢不仅具有优良的常温和高温（610℃以下）力学性能，而且有优良的加工性能，在亚临界至超临界火电机组( 300~600MW)四大管道建设中获得了广泛应用。其化学成分和力学性能见表4-101、表4-102。

    表4-101    T91/P91钢的化学成分（质量分数，%）

    表4-102    A213-T91钢的力学性能和高温性能

   (1)焊接性分析  已对此类钢的焊接性作了分析，对T91/P91而言，除淬硬性和对冷裂纹极为敏感以外，尚具有下列特点：①焊缝金属不可能进行控轧和形变热处理使晶粒细化，Nb、V也难以在凝固过程中呈微细C、N化合物析出强化，故焊缝金属的韧性会低于母材；②在焊接热循环影响下，热影响区的母材性能也会受到影响，其影响程度会随热输入的增大而增大。故除选择合理的焊接方法和焊接材料外，控制热输入不过大，合适的预热温度、层温和焊后热处理制度，控制熔合比和焊缝形状系数都极为重要；

   (2)焊接工艺

   1)焊接工艺方案制订：薄壁管全氩焊，厚壁管TIG打底、SMAW填充盖面的工艺已相当成熟。选用配套焊接材料ER90S-B9焊丝和E9018-B9焊条，焊接材料熔敷金属化学成分见表4-103。设定预热温度T91为≥200℃，P91为≥232℃，层温≤316℃。焊前必须做好坡口及其附近区域的清理工作，TIG焊时正、反面都要充氩保护。

    表4-103    焊材熔敷金属化学成分（质量分数，%）

   2) TIG焊工艺：焊接位置以2G和5G为主，一般现场空间狭小，操作难度较大。为防止仰焊部位内凹，打底层采用仰焊位内填丝，其他部位外填丝操作法。5G接头采用传统的两半周短弧焊接法。任何位置焊接时，钨极应始终垂直于管子轴心，而且在打底层后半周尚剩下小半圈时就应减小管内的气体压力，以防止焊缝内凹。焊接参数见表4-102。

   3) SMAW焊工艺：必须短弧焊，注意引弧和收弧质量，焊条摆幅控制在小于焊条直径的4～5倍，每层焊厚不大于焊条直径。焊接参数见表4-104。

    表4-104    T91/P91焊接参数

    ①原数据为2.23~22.5，前者太小，后者太大，疑有误，故按实际情况作了修正——编者注。

   4)热处理工艺：T91/P91接头性能与焊后热处理工艺密切相关。为防止延迟裂纹，焊后应及时进行热处理，如来不及，可先行后热处理，再作热处理。还须注意，高温回火应在探伤合格后（如有返修，则应在返修合格后）进行。美国柏克德公司提供的热处理工艺见表4-105。

    表4-105    T91/P91接头的热处理工艺参数

   (3)结果评定  按上述工艺施工的接头性能完全符合要求，可用于大型火电机组施工。

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