陈雅斌——超超临界1000MW机组施工现场P92钢焊接质量控.pptx
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1、Shandong Electric Power Construction No.1 CompanyShandong Electric Power Construction No.1 Company陈雅斌 刘树生 王德锋Shandong Electric Power Construction No.1 Company0.前言 SA335-P92钢是在P91钢的基础上添加W元素,并适当减少Mo元素的含量,开发的一种新型高合金耐热钢,适用于工作温度在580-620的超超临界机组。随着P92钢技术的逐步成熟,国内超超临界机组设计的P92焊口数量越来越多,并且现场P92焊口壁厚管径大,位置复杂,不能单纯
2、依靠目前相关的P92钢焊接热处理工艺导则执行。在施工中经过技术及操作人员的反复验证和大量实践,我们对施工现场P92大口径厚壁管的焊接、热处理工艺及现场操作进行了改进和总结。Shandong Electric Power Construction No.1 Company项目项目规格规格(mmmm)材质材质焊口数量焊口数量( (个个) )屏过至高过连接管屏过至高过连接管609.6609.6106106SA-335P92SA-335P921212屏过出口屏过出口分配分配集箱集箱3253257575SA-335P92SA-335P921919屏过出口集箱屏过出口集箱660.4660.4114114S
3、A-335P92SA-335P921 1高过出口集箱高过出口集箱711.2711.2143143SA-335P92SA-335P922 2高过出口分配集箱高过出口分配集箱355.6355.69393SA-335P92SA-335P921818高再出口集箱高再出口集箱965.2965.27070SA-335P92SA-335P922 2高再出口分配集箱高再出口分配集箱298.5298.53333SA-335P92SA-335P923737热段管道热段管道812.8812.84747SA-335P92SA-335P925050主蒸汽管道主蒸汽管道560560107107SA-335P92SA-33
4、5P923737合合 计计204204表表1.平顶山第二发电厂平顶山第二发电厂1000MW机组工程机组工程#1机组机组P92焊口统计焊口统计Shandong Electric Power Construction No.1 Company 我公司依据邹县发电厂四期 1000MW机组工程和平顶山第二发电厂1000MW机组工程等多个超超临界机组,在P92钢现场焊接质量控制方面做了大量的工作。对于P92钢现场焊接,我们采取全过程、全员参与控制焊接质量,分别从焊接工艺制定、焊前技术操作知识培训、焊前练习、焊接设备及焊材管理、焊前预热及热处理、焊接过程控制、焊后检验等将焊接整个过程系统化管理,以达到更好
5、的保证P92焊接质量的目的。在平顶山项目我们专门成立了针对P92大口径管道焊接的质量攻关小组,通过实践完善P92大口径焊口焊接施工经验。下面就根据现场焊接中几个关键环节对P92焊接质量的控制要点进行阐述。Shandong Electric Power Construction No.1 Company1.施工前准备u编写焊接作业指导书u人员资质、焊前专项模拟u焊接设备和工器具u人员培训u焊接材料选用Shandong Electric Power Construction No.1 Company 正式施焊前先进行焊接练习以改善焊工操作手法,主要练习薄层多道焊的焊接习惯,练习控制焊层厚度和宽度,
6、以熟练控制焊接线能量在要求范围内。练习时技术人员给焊工讲解P92钢的理论知识和焊接操作对焊缝金属组织状态及晶粒度大小的影响。不断的给焊工灌输并理解执行焊接工艺的必要性和重要性,加强其责任感,使之从思想上改变过去大电流、单道厚层的旧观念,树立“小线能量、快速连弧、薄焊层、多层多道”的新观念。Shandong Electric Power Construction No.1 Company 为了既能适应现场条件,又使模拟练习间达到标准化配置,我公司根据集装箱改造成移动式培训间。图1.移动培训间及活动式焊位架Shandong Electric Power Construction No.1 Comp
7、any 在平顶山项目我们使用集中供氩系统集中供氩系统装置,集中供氩设备安装在集装箱内,通过供氩母管将氩气输送到各个工作点。为了更好的保证氩气纯度,我们对氩气在使用前利用氩气分析检测仪进行检测,保证其纯度不低于99.99%。此措施有效防止了因氩气不纯造成的焊口不合格现象。图2.集中供氩室及氩气分析仪Shandong Electric Power Construction No.1 Company图3.集中供氩装置Shandong Electric Power Construction No.1 Company2.对口及焊前充氩l对口前对管道坡口及附近母材进行表面探伤目的是监测坡口及附近母材表面有
8、无细小裂纹及夹层缺陷,如发现细小裂纹及夹层等缺陷应先进行处理。l“伞形保温气室” 。在平顶山电厂#1机组安装焊接中,我们经过不断研究实践,自行设计制作了“伞形保温气室”,对口前先放置在管子内部,热处理完毕后再从出口处通过预先放好的细钢丝绳将之拉出,气室采用铁板、保温棉、防火毯、钢丝绳组成,焊接过程即可起到密闭气室的作用还可以有效的进行内壁的保温,热处理过程能够减少内外壁温差,保证热处理效果。并且制作这种保温气室材料易找,制作简单,快速。Shandong Electric Power Construction No.1 Company图4:高过出口混合集箱活动充氩气室Shandong Elect
9、ric Power Construction No.1 Company3.预热及层间温度控制 过高的预热温度和层间温度,对防止冷裂纹没有明显作用,相反还会因为在焊接热循环的共同作用下,使焊缝金属在高温下停留时间过长,晶粒长大变脆,致使焊缝金属韧性降低。这种现象在中径薄壁管P92焊口中体现的更加明显。因为中径薄壁管焊口如采用两名电焊工对称施焊,由于管径小而造成热量集中,焊缝因热循环升温快,而薄壁管冷源效果比大厚壁管差,降温较慢,导致长时间停留在层间温度上限,甚至很容易超过要求的层间温度。经统计,中径管P92焊口热处理后硬度要比大口径厚壁管P92焊口热处理后硬度普遍较高,就是这个原因造成。所以,P
10、92钢的焊接,要求在保证不产生焊接冷裂纹的基础上,避免采用过高的预热温度,严格控制层间温度及焊接热输入量,以免焊缝冷却速度过慢,形成铁素体转变和碳化物析出强化,降低焊缝韧性。Shandong Electric Power Construction No.1 Company表2.大口径厚壁管与中径薄壁管P92焊口热处理后硬度比较项目名称焊口规格焊口材质本次统计焊口数量一次热处理后硬度平均值(HB)主蒸汽管道550.0091SA-335P9220236.8高再出口分配集箱298.533SA-335P9218255.5经过实践研究,我们将氩弧焊打底预热温度定在100-150左右,最低不低于100,因
11、为考虑到个别大厚壁管内外壁温差,将预热温度升至150保温,待内壁温度超过100时开始打底,氩弧焊打底层间温度控制在150左右,并不超过200。对于焊条电弧焊,预热温度200-250,最低不低于180。Shandong Electric Power Construction No.1 Company4.打 底l氩弧焊打底是P92钢厚壁管焊口焊接的重点,如果焊缝根层存在超标缺陷,挖口和重新充氩返修非常困难。l收弧接头的控制,为避免收弧裂纹产生,经过现场反复实践,我们在收弧时将熔池引向焊缝边缘,收弧必须对熔池进行回填,将熔池填满,每一道焊接结束后用磨光机完全清理掉收弧填充点。表3.氩弧焊打底焊接工艺
12、参数(5G)钨极规格(mm)焊丝规格(mm)焊层焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(mm/min)正面保护氩气流量(L/ min)背面保护氩气流量(L/ min)2.52.4190-11010-1240-508-1210-15290-11010-1250-608-1210-15Shandong Electric Power Construction No.1 Company5.焊条填充质量控制及缺陷分析 控制好层间温度是保证焊缝优良组织性能的重要环节。控制焊接的热输入量,调整电流大小、焊接速度、焊道宽窄和焊层厚薄是控制层间温度的主要途径。在现场焊接中,经过反复的实践证明,不能够单纯的减小焊接
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