P92焊接.

VALLOUREC&MANNESMANNTUBES前言电站用耐热钢的发展：F12－P91－P92－P122－HR3C－镍基合金1.P92钢高温长期运行後可能发生的问题：–使用温度长期时效的冲击韧性低，拉维斯相特点，抗腐蚀、抗氧化问题–焊接接头蠕变断裂强度降低，易发生第Ⅵ类蠕变裂纹，AC1温度的影响2.P122钢的优点：–焊接接头蠕变断裂强度高，改进型P122无第Ⅵ类蠕变裂纹倾向，无细晶粒区–高温时效脆化倾向小，抗氧化、抗腐蚀好–焊接性比较好3.P92钢的焊接经验（蒂森，上锅，浙江安装公司）–焊条操作工艺性，工艺参数，冷裂纹，热裂纹，强度，冲击，异种钢，蠕变强度4.高铬马氏体钢的焊接新技术：（优质，低耗，高效，长寿）–打底焊新技术，不预热焊接新技术，高韧性焊接新技术，异种钢焊接新技术，无早期失效的焊接新技术T/P92andT/P911(E911)-forincreasingsteamparametersfromsupercriticalpowerplantsAuthors:B.Hahn–V&MTubes;Germany,DüsseldorfH.Heuser–BöhlerThyssenWelding;Germany,Hamm作者:B.Hahn－瓦卢瑞克-曼内斯曼钢管公司－德国－杜塞尔多夫H.Heuser－伯乐-蒂森焊接技术集团公司－德国－汉姆超临界电站锅炉用新型耐热钢P92钢的焊接经验CCT-diagramofT/P911031041051065006007008009001000Temperature[℃]101001000110100A+CAustente+carbideF+CFerrite+carbideMMartensiteMsMartensitestarttemperatureMfMartensitefinishtemperature[min][h]Time10000A+CAc1b=810℃Austenitising:30min/1050℃Prioraustenitegrainsize:ASTM10and3101011021100200300400410409MfMs406395181149F+CM409409409T/P91钢连续冷却组织转变(CCT)图1.马氏体相变温度2.冷却速度3.实际焊件冷却速度4.P92Mf=150℃.Ms=360℃AC1=800-830TemperingeffectonmechanicalpropertiesofT/P9120040060080010001200050100150200250100150200250300350Ac1bYSminTSminHBTSYSCVN淬火,空冷60min/1050℃YS,TS[MPa]CVN[J]HB温度[℃](保温时间:1h)650700800750850回火温度对T/P91钢机械性能的影响Ac1b=790-815℃1.P91:Ac1b=790-815℃2.750-780℃热处理冲击韧性比较高，强度满足要求3.P92:AC1=800-830℃4.750-780℃热处理冲击韧性比较高，强度满足要求AC3VALLOUREC&MANNESMANNTUBESInfluenceofthefluxbasicitytotheC-burnout焊剂碱度对碳烧损的影响wire3,73,12,61,81,3焊剂碱度(Boniszewski)00,020,040,060,080,100,12碳含量[wt-%]ThermanitMTS3Marathon5431.烧结焊剂的碳烧损比较大2.碱度越高，碳烧损越小3.最好采用高碱度焊剂VALLOUREC&MANNESMANNTUBESToughnessat+20°Cinrelationtotheweldbuild–up(SMAW–allweldmetalforP91)焊道形状对P91手工电弧焊全焊缝室温冲击韧性的影响.....01020304050607080冲击韧性(CVN)[J]0102030405060CVN[ft-lb]1.焊道形状对冲击韧性的影响比较大2.最好采用宽摆焊－摇摆焊或者圆焊法3.采用窄焊道多层多道焊或者窄间隙焊VALLOUREC&MANNESMANNTUBESAllweldmetal:ThermanitMTS3/Marathon543wire:3,0mm;Iw=350A;Uw=29V;Ti=250°C温度对ThermanitMTS3/Marathon543埋弧焊全焊缝冲击韧性的影响±0102030405060-10-20-30温度[℃]01020304050607080冲击韧性(CVN)[J]PWHT:760℃/2h1.埋弧焊的冲击韧性转变温度为0-20℃，该区的冲击韧性波动比较大，室温0℃的冲击值为23J，室温10℃的冲击值为41J，室温20℃的冲击值为57J2.必须采用标准室温（20℃)进行焊接工艺评定的冲击试验,否则冲击性能不稳定VALLOUREC&MANNESMANNTUBESToughnessinrelationtothespecimenlocationSAW-pipejointP91取样位置对P91钢管埋弧焊焊缝冲击韧性的影响AB焊态020406080100120140CVN[J]CVN[ft-lb]AB40mm204060801000CVN[J]冲击韧性[J]1.母材的稀释率对冲击韧性影响比较大、稀释越小、冲击越高2.采用小电流、窄焊道、窄坡口、小坡口角度的焊接技术比较好RequirementsonfillermetalsforweldingofthecreepresistancesteelsE911andP92CCrMoVWNbNMn+Ni下限0,088,50,9(0,3)0,180,9(1,5)0,040,04上限0,139,51,1(0,6)0,251,1(2,5)0,080,081,5试验温度[℃]YS[MPa]TS[MPa]延伸率A5[%]冲击,ISO-V[J]20450620-8501741600231267------机械性能化学成分[wt-%]AC1b760℃+E911及P92新型耐热钢对焊接材料的化学成分和机械性能的要求母材AC1b＝810℃焊缝InfluenceofthePWHT-conditiontothetoughnessoftheallweldmetalforP92andE911SMAW:ThermanitMTS616/ThermanitMTS911;Ф4,0mm1234567保温时间[h]010203040506070CVN[J]PWHT:760℃PWHT:750℃PWHT:740℃焊后热处理规范对P92及E911钢全焊缝金属冲击韧性的影响冲击Agingtreatmentat600℃;SMAW–allweldmetalforP92andE911(x103)0510152025303540Holdingtime[h]01020304050607080CVN[J]at+20癈SMAW:ThermanitMTS616/ThermanitMTS911;?4,0mm1PWHT:750癈/2hPWHT:750癈/4h38600℃时效对P92及E911钢SMAW全焊缝金属冲击韧性的影响(x103)0510152025303540保温时间[h]01020304050607080冲击CVN[J]+20℃SMAW:ThermanitMTS616/ThermanitMTS911;Ф4,0mm1PWHT:750℃/2hPWHT:750℃/4h38P91,E911andP92HeatcontrolduringweldingandPWHT-condition00,511,522,533,544,555,566,577,588,599,51010,51111,51212,51313,5时间02004006008001000温度[℃]250-300℃760℃加热速度80-120℃/h冷却速度100-150℃/h400℃正静止空气中冷却+0-102-4h缓冷20-100℃焊接与去氢后必须冷却到20-100℃预热焊接与去氢P91、E911及P92钢焊接和热处理的热规范曲线VALLOUREC&MANNESMANNTUBESMechanicalpropertiesofSMA-weldmetalThermanitMTS616andagirthweldatP92-pipeФ4,0mm焊条,120-140Amps.,预热:250℃,层间温度:270℃CSiMnPSCrNiMoVWNbN0,110,270,650,0180,0088,950,700,530,191.720,0440,045焊后热处理[℃/h]试验温度[℃]YS[MPa]TS[MPa]延伸率A5[%]冲击ISO-V[J]760/22080017.654760/260058512---焊后热处理[℃/h]试验温度(℃)TS[MPa]断裂部位冲击ISO-V[J]硬度[HV10]760/220665母材60236-262760/2600349母材------全焊缝化学成分(wt-%)全焊缝机械性能P92(Ф336mm,壁厚62mm)焊接接头的机械性能++P92管道SMAW全焊缝及接头(采用ThermanitMTS616焊条)的化学成分和机械性能VALLOUREC&MANNESMANNTUBESMechanicalpropertiesofSAW-weldmetalThermanitMTS616/Marathon543andagirthweldatP92-pipeCSiMnCrNiMoVWNbN0,090,360,608,450,730,410,171,590,0340,059焊后热处理[℃/h]试验温度[℃]TS[MPa]延伸率A5[%]断裂部位冲击ISO-V[J]硬度[HV10]760/22067416,5母材92238-250760/42067815母材89234-249760/460035518母材------焊后热处理[℃/h]试验温度[℃]YS[MPa]TS[MPa]延伸率A5[%]冲击ISO-V[J]760/22067878919,835760/42062174220,853全焊缝化学成分(wt-%)全焊缝机械性能P92(Ф300mm,壁厚40mm)接焊接头的机械性能焊丝Ф3,2mm,380-420Amps.,28-30Volts,v:5m/min,P预热250℃,i层间温度300℃++P92管道SAW全焊缝及接头(ThermanitMTS616/Marathon543)的化学成分和机械性能VALLOUREC&MANNESMANNTUBES100100010000100000时间(小时)20200SMAWThyssenChromo9VSAWThermanitMTS3/Marathon543Pipeweld;fractureinHAZQuenchedandtemperedgirthweldBasemetalP91;VdTUV-511/2100600℃CreeprupturestrengthdataforP91matchingfillermetalsP91焊接接头蠕变断裂强度试验结果应力[Mpa]SMAW全焊缝SAW全焊缝淬火+回火之后的环焊缝焊接接头HAZ断裂的焊接接头P91母材(VdTUV-511/2)1.母材、全焊缝和焊接接头的蠕变断裂强度的变化规律是不同的，2.通常采用短时间直线外推法测试蠕变断裂强度偏高3.全焊缝的蠕变断裂强度比母材稍低，但是不超过-20%4.焊接接头的蠕变断裂强度比母材低30-40%5.焊接接头淬火＋回火后的蠕变断裂强度与母材等强VALLOUREC&MANNESMANNTUBES100100010000100000时间(小时)20200SMAWThyssenChromo9VSAWThermanitMTS3/Marathon543Pipeweld;fractureinHAZQuenchedandtem