采用印度焊接材料焊接国产珠光体耐热钢12Cr1MoVG

·3O· 西北电建 2007年第 3期 采用印度焊接 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 焊接国产珠光体耐热钢 12CrlMoVG 李 毅 (西北电力建设监理公司 西安市 710032) 【摘 要】 印度西孟加拉邦加尔各答 Sagardighi电厂和 Durgapur电厂建设 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 3×300MW 机组锅炉高温 过热器出口集箱，规格 0609．6×110mm采用国产钢材 12CrlMoVG，现场安装焊接采用印度焊接材料，本文结合 该集箱厚壁、大直径管焊接的工艺特点，对焊前预热、层间温度、焊接工艺、焊后热处理进行 了阐述，强调了 12CrlMoVG 采用印度焊接材料焊接时，应严格充氩气保护、预热、层间温度及焊接线能量的控制，并采用多层 多道焊，后热，焊后热处理。实践证明，根据此焊接工艺能获得良好的焊接接头。 【关键词】 12CrIMoVG耐热钢 印度焊接材料 焊接工艺 (WPS) 焊接线能量 焊接接头 焊接工艺评 定 (PQR) 0前言 Sagardighi电厂项目工程为新建 2x300MW 中国产燃煤机组，位于西孟加拉邦加尔各答市北部 240公 里处的 Sagardighi，距离 Ganga河 6公里。业主为 West Bengal Power Development Corporation Ltd．。 Durgapur电厂项目工程为扩建 l x300MW 中国产燃煤机组，位于西孟加拉邦加尔各达市西北 160公 里处的 Durgapur市郊。业主为 Durgapur Projects Limited。 设计单位：西北电力设计院。 监理单位：National Thermal Power Corporation Ltd．。 锅炉压力容器监理单位：ChiefInspector ofBoiler India，(以下简称 CIB) 执行 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ：India Boiler Regulations。(以下简称 IBR) EPC总承包方为中国四川I东方电力设备联合公司与West Bengal Power Development Corporation Ltd．& DurgapurProjects Limited签订了 《中印 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 》。承担除输煤、供水及化水系统以外的全部工程，全套设备 的设计、供货、土建、安装和调试。 陕西电力建设总公司与四川I东方电力设备联合公司签订了 《施工管理、土建和设备安装技术服务／指 导及调试合同》(DEC．KPP．003)，负责承建阶段的施工管理和调试工作等。 印度西孟加拉邦加尔各答Sagardighi电厂和Durgapur电厂工程 3x3OOMW机组采用中国I~)il东方电力 设备，锅炉高温过热器出口集箱的设计材质 12Cr1MoVG，设计规格 0609．6x l 10mm ，设计温度 545．6"C， 设计压力 19．64MPa。 针对锅炉高温过热器出口集箱 12CrlMoVG钢厚壁、大直径管焊接特点，热应力较大，易产生裂纹； 12Cr!MoVG钢塑性较低，焊接性较差。而且，印度焊接材料首次接触，根据 12CrlMoVG钢的焊接特点， 拟定了焊接工艺 (WPS)，对其焊接性能进行了焊接工艺评定 (PQR)，制定了合理具体的焊接工艺措施， 取得了理想的焊接效果。 1 12CrlMoVG钢介绍 表 l 12Cr1MoVG钢化学成分 (GB5310．95) 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第3期 西北电建 ’31’ 在选用焊接材料时，不仅要考虑其化学成分的匹配，同时还应考虑焊缝金属的力学性能；为了避免焊 缝金属产生较大的热裂纹倾向，焊缝金属的含碳量和力学性能要比 12Cr1MoVG钢低一些：为了防止焊后 产生冷裂纹和消除近缝区的硬化现象，应选择正确的预热温度和焊后热处理温度 (高温回火)。 2 12CrlMoVG钢的焊接性分析 碳 量 Ceq=C+Mn／6+ (Ni+Cu)／15+ (G Mo+V)／5 (％) 通过碳当量的计算，根据钢材的化学成分对焊接热影响区淬硬性的影响程度来评价焊接时产生冷裂纹 倾向。计算碳当量时，合金含量都取其成分范围的上限。Ceq值越高，钢材淬硬性越大，热影响区的冷裂 纹倾向也越大，焊接性越差。经计算 12CrlMoVG钢的碳当量为 0．54％。当Ceq>0．5％时，钢材的焊接性 (可焊性)较差，因此焊接 12Cr1MoVG钢时须采用较高预热温度和严格控制焊接线能量。在氩弧焊打底 前必须预热 100~C．150~C，打底焊结束后，加温到 250~C．350℃时开始焊接，施焊过程中层间温度保持在 250~C一350℃左右，焊完后冷却至室温，立即进行 720℃．750~C的高温回火处理，升、降温速度 lo0℃／h， 恒温时间为5小时，降温至 300℃时可不控制。 3焊接材料的选择及焊接设备 3．1焊接材料 焊接材料的选择，ASME section II part C，应保证焊缝金属具有相应的热强性，焊缝的化学成分与 12CrlMoVG钢母材相近，其焊缝金属的显微组织应与母材金属组织相似，同时保持最佳的机械性能和韧性。 现场安装焊接中选择印度产焊丝为AWS SFA．5．28 ER90S．B3(相当于国产牌号 TIG．R31)焊丝直径 (p2．4mm，电极为铈钨极，规格 92．5mm，氩气纯度 99．99％。印度产焊条为AWS SFA．5．5 E9018-B3(相当 国产牌号R317)焊条直径 92．5mm、93．15mm、94．0mm进行施焊。这两种焊接材料的化学成分和机械 性能如下： 表 4 中、印焊接材料化学成分比较 维普资讯 http://www.cqvip.com ·32· 西北电建 2007年第 3期 3．2焊接设备 焊接设备应采用特性良好的逆变焊机，在实际工作中采用印度产逆变焊机，型号为 Supergen 320，相 当于国产型号ZX7-350STG。 4焊前准备 4．1坡口的准备 、 4．1．1坡口为U型坡口，坡口处母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷：坡口及管道对口尺寸如下图 l所示： 图 1 U型坡口 4．1．2坡口打磨使用角磨机。 4．1_3坡口及其内外壁两侧 l0～15mm范围内应将锈油垢和氧化皮等杂物清理干净，直至露出金属光泽。 4．2对口装配 4．2．1对口时将管子垫牢固，严禁在管道上焊接临时支撑物。 4．2．2管道对 口的错口值不应超过 1mm。 4．3对口点固焊接 4．3．1点圃焊时，应采用“定位块”点在坡口内侧，如图2所示。“定位块’'应选择含碳量小于 0．25％的钢为宜。 点固焊所用的焊接材料和焊接工艺与正式焊接时相同。 图 2 点固焊 “定位块”示意图 A 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第 3期 西北电建 ·33· 4．3．2点固焊和施焊过程中不得在管子表面引燃电弧。 4．3．3焊接到 “定位块”时，应将其除掉，并用角磨机将焊点处进行打磨干 净，不得留有焊疤等痕迹。用低倍数放大镜观察确认无裂纹等缺陷后，方 可继续施焊。 水熔纸 5焊接工艺 (WPS) 气针 焊接方法：GTAW+SMAW (氩弧焊打底，手工电弧焊盖面，两人对 呈 三三三兰 一 称焊接) ‘ 二=二 。 ' j 1,⋯din 5．】氩弧焊打底焊接 5．1．1为了防止根部氧化，氩弧焊打底时及焊条填充第一层焊道时应在管道 内壁充氩保护。 5．1．2并采用双层 TIG打底工艺，这是由于 TIG打底一层较薄，电焊填充时 易发生击穿，影响根部焊接质量，第二层用 TIG焊接线能量较小，在第二 层焊接时能降底第一层的氧化程度。焊接时，送丝要均匀：铁水采用 自由 图3 充氩保护示意图 水熔纸 过渡，不能采用送丝的力量来突出根部，这样易造成根部焊接未熔合、夹丝等缺陷的产生：收弧时应衰减 焊接电流，填满弧坑，防止产生弧坑裂纹。 5．1．3充氩保护范围以坡口中心为准，每侧各200mm~300mm处用水熔纸以耐高温胶带粘牢，做成密封气 室 (如图3所示)。气室密封程度可以用打火机测试，如“不着火”则证明气室密封程度符合要求。 1 A氩弧焊打底焊层；B电弧焊接层；C退火焊道 图 4多层多道法焊接焊道排列示意图 5．2电焊填充，盖面层焊接。 5．1．4用 “气针”从坡口中间进行充氩气，(如有射线探伤 孔，可在探伤孔处充氩) “气针”亦可用 (p8mm的铜管将 一 端砸扁代替。开始充氩时，氩气流量为 10~20 L／min， 施焊过程中，氩气流量应保持在 8．10 L／min间。 5．1．5氩弧焊打底焊接时，焊丝选用印度产 ER90S．B3、 tp2．4mm；钨极选用铈钨极，规格为 (p2．5mm；焊接电流为 90～110A，焊接电弧电压为 26~30V；焊接速度为：35～ 50 mm／min，焊接氩气流量为 8～1 5 L／min。 5．1．6氩弧焊打底的焊层厚度不小于 3mm。 5．2．1管道焊接应采用多层多道焊接，其焊道的布置见下图： 5．2．2电焊填充，盖面层焊接每层焊道的主要焊接工艺 (WPS)参数如下： 表 6 维普资讯 http://www.cqvip.com ·34· 西北电建 2007年第 3期 电极为铈钨极型号：WCe一20，规格： 2．0mm：氩气纯度为：99．99％；氩气流量为： 8～15L／min： 焊接速度 35~55mm／min。 5．2．3电弧焊每层焊道厚度为不大于焊条直径。 5．2．4焊条摆动幅度最宽不得超过焊条直径的4倍。 5．2．5每层或每道焊接完毕后，应用钢丝刷，钢锯条或角磨机将焊渣飞溅等物清理干净，中间接头和坡口 边缘更应注意。 5．2．6水平固定焊焊口表面层应焊接一层至少三道焊缝，中间应有一层退火焊道。 5．2．7针对厚壁、大径管的特点，管道在焊到20mm时，停止施焊，进行后热。然后做 100％的射线检验， 待整个焊口焊接完后做 100％的超声波检验。 6焊接热 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 6．1焊前预热 6．1．1氩弧焊打底时，一般预热温度 IO0tI50*C。 6．1．2氩弧焊打底结束后，进行升温至 250~350"C开始焊接，预热温度可用火柴测试 (火柴点燃温度为 270℃ )。 6．1．3施焊过程中应始终保持层间温度 250～ 350℃ 。 6．2后热 6．2．1管道焊接到20nun时，停止施焊，进行后热。 6．2．2焊接工作停止后，立即将焊口加热到4o0℃， 保温 3小时，使焊缝缓慢冷却下来，以加速氢的 溢出。 6．3焊后热处理 6．3．1焊后热处理升、降温速度5100℃／h。 6．3．2加热温度为：720～750℃。 6．3．3恒温时间按25mm／h小时计算 (2．4min／mm)， 6．3．4降温至 300℃时，可以不控制，冷却至室温。 6．3．5焊接热处理规范曲线见图5。 6．4焊接质量 图5 焊接热处理规范曲线示意图 且恒温时间不得少于 5小时。 6．4．1焊接质量检验按印度 IBR 规定和 ASME section IX规定执行。 6．4．2焊接结束后，经 IBR焊工自检合格，对焊口进行热处理。按上述工艺措施焊接，对 Sagardighi电厂 和 Durgapur电厂高温过热器出口集箱的 6只焊口进行无损探伤检验，RT和 UT均 100％合格，符合印度 IBR 规定和 ASME section V 规定。 6．4．3热处理完毕后，焊缝做 100％的光谱检验及 100％的硬度测定，其硬度值符合印度 IBR规定及 ASME 规定。 6．4．4印度 CIB监查官的充分肯定了此焊接工艺的合理性。 7结语 7．1 12CrlMoVG钢材的淬硬性较大，焊接热影响区的冷裂纹倾向较大。 7．2 对厚壁、大直径管 12CrlMoVG钢材采用印度焊接材料焊接时，应严格充氩气保护、预热、层间温度 及焊接线能量的控制，并采用多层多道焊，焊接到 20mm时进行后热，焊接完毕立即进行焊后热处理。 7．3按照上述焊接工艺，在印度西孟加拉邦加尔各答 Sagardighi电厂和 Durgapur电厂建设工程现场焊接取 得了良好的效果。 维普资讯 http://www.cqvip.com