不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]

stickzhang

我公司是電力管道加工企業(yè)，在我廠現(xiàn)在遇到一個(gè)難題，在焊接P91鋼與不銹鋼1Gr18Ni9Ti角焊縫焊接過(guò)程中,焊接形式見(jiàn)附件，在焊接時(shí)候原來(lái)采用A302焊條，焊前預(yù)熱90℃，在焊接完后電廠運(yùn)行一段時(shí)間以后發(fā)現(xiàn)在熔合線(xiàn)附近有貫穿性裂紋，后來(lái)改進(jìn)工藝后，采用鎳基焊條施焊過(guò)渡層，預(yù)熱溫度150-170℃，然后采用A307焊條施焊，焊后層間和表面做PT檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)均有碎裂紋，請(qǐng)問(wèn)各位高手前輩這是什么原因？有沒(méi)有合適的施焊工藝？

' X5 A4 D$ c4 B3 z( N# \4 a: j

附：P91鋼的化學(xué)成分（%）fficeffice" />

" k" u5 K7 ]! b) ^" Q/ ?$ C+ K6 [! \/ ^9 k5 m7 B7 N( u9 B9 N* F3 d# ~9 \8 P+ g$ L5 D4 k0 b& q8 D2 K) o5 S) x1 d* \& J P, P% I0 M0 h! g! o; j# |8 w* o& ~) X# d5 w0 ?. C# t/ S4 j+ A7 ]& f% k4 h" Y8 o4 @) g5 n, l3 h6 I; W2 k, n- R! F) \; ^ R' _4 V0 m% a n" D8 |0 c! j! S0 X; B. }8 O! m/ y8 B2 s1 J6 J8 a* A$ o6 f4 f6 v

元素	. u" g* T0 S6 d C	S	& X4 R- p8 \4 K0 F4 @ P	Mn	Si	Ni	$ t5 L( m1 E' { Cr	9 ]) L2 b4 b6 T Mo	V	Nb
7 K$ s% |$ Y+ \$ l. S& G! p 含量%	. Z7 M. `: s. O- h5 r 0.078	0.0031	$ _$ \& {9 m# k3 h1 { 0.016	0. 27	; N) k$ E- S: x# \ 0.3	" H- @ G# B, A, j4 @$ H 0.043	3 o3 @! ~) N7 p1 H9 s7 [, h+ a 8.56	/ s9 A3 a/ ~! y& N% w: ? 0.96	; M! t8 w' W! G/ @% l/ e 0.22	0.081

! y. C1 ?; Q* K6 Z, P- l. |

 

2 d/ B' b4 o- A' f1 j3 a- a$ |

 

黃河湃

樓主好！ ; J, o6 t* A: R轉(zhuǎn)載一篇專(zhuān)業(yè)文章，可能對(duì)你有所啟發(fā)： $ G; C+ Q# r# [* c' M. R 焊接裂紋產(chǎn)生原因 　　形成焊接裂紋的原因是多方面的，但可以歸納為力學(xué)因素和冶金因素兩方面。 / R3 R) Z. X" _" @" i# \/ ~. A 3.1 力學(xué)因素 　　導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的力學(xué)因素主要為拘束應(yīng)力。壓力鋼管焊接時(shí)采用多層多道焊，焊接第一層焊縫時(shí)，由于焊縫截面遠(yuǎn)小于構(gòu)件的截面，因此拘束應(yīng)力和拘束變形將集中在截面比母材 5 p+ |& h$ J: o z* J. ^. t - h" k3 i9 `7 X6 W. j* b9 B5 A0 O0 |, {　　小很多并且變形相對(duì)容易的焊接區(qū)內(nèi)，造成第一道焊縫的焊接區(qū)是最容易出現(xiàn)裂紋的區(qū)域。拘束度越大，焊接區(qū)域承受的拘束應(yīng)力和應(yīng)變?cè)酱?，造成焊接裂紋的危險(xiǎn)性也越大。焊縫在壓縫完成后，特別工地環(huán)縫不可避免地會(huì)產(chǎn)生拘束度偏大，從而致使點(diǎn)焊區(qū)域承受的拘束應(yīng)力和應(yīng)變偏大。焊接時(shí)，由于焊接區(qū)域的溫度升高，點(diǎn)焊區(qū)域拘束應(yīng)力得以釋放，易造成裂紋的產(chǎn)生。有時(shí)鋼管丁字接頭部位容易產(chǎn)生裂紋就是因應(yīng)力過(guò)分集中造成。 . F! F. K( u' M1 r" Y( g/ Y 8 V$ d h3 B, a6 Y; a3.2 冶金因素 5 M/ h. r8 u- L- Q3.2.1 冶煉雜質(zhì)對(duì)高溫脆性區(qū)的影響 8 p: J/ @5 p3 i; R7 e　　鋼中的雜質(zhì)元素如C、S、P、B會(huì)明顯地?cái)U(kuò)大高溫脆性區(qū)的溫度范圍。60kgf/mm2鋼種是一種含C、S、P量很低的Cr-Mo-V系合金鋼。Mn含量較高，約為1.20％～1.60％，可以減小高溫脆性區(qū)，因而60kgf/mm2鋼是一種可以減小高溫脆性區(qū)的鋼種。 ! I7 x; ~, ^% l) e6 n. K3.2.2 鋼的淬硬致脆傾向 " `" v- V1 Z8 P4 r* b* S; C- o' | ! O0 Z. F) O; ^　　60kgf/mm2鋼種碳當(dāng)量Ceq=0.35％，裂紋敏感系數(shù)Pcm=0.185％，鋼的淬硬致脆傾向不明顯，是一種焊接性及抗裂性良好的鋼種。 8 B3 R7 _! @: w 3.2.3 鋼中氫的致脆 8 z+ ~" F! N2 r Z ( V1 d# z5 X- B I　　氫是焊接冶金過(guò)程殘留在鋼中的氣體雜質(zhì)。由于鋼中殘留的氫使鋼的塑性惡化而形成氫脆。 1 y$ o" z9 N- a0 F# v 3.2.4 焊接粗晶區(qū)晶界的弱化 $ I7 L" q: A8 J# |8 k2 z b7 d 　　由于合金結(jié)晶過(guò)程的選擇作用和相臨晶粒間的相位不同，使得晶界總是含有比晶粒內(nèi)部多得多的雜質(zhì)和缺陷：而且由于晶界很薄，因而晶界的變形能力總是遠(yuǎn)低于晶粒本身的變形能力。在正常受力下，晶粒本身承擔(dān)廠主要的塑性變形，保證了合金的塑性和強(qiáng)度。但NK HITEN610U2鋼種因含有Cr、Mo、V等成分，Cr、Mo、V元素屬于強(qiáng)碳化物及強(qiáng)氮化物形成元素，它們將會(huì)使晶界弱化或相對(duì)弱化。經(jīng)計(jì)算，經(jīng)驗(yàn)公式Psr=Cr+Cu+2Mo+5Ti+7Nb+10V-2，Psr<0，因而該材料不易發(fā)生晶界斷裂。 ) `0 H5 `' L7 `6 P) _% k 4 焊接裂紋的防止措施 : J, }* I% o( z 　　根據(jù)形成裂紋的因素，為了防止裂紋的產(chǎn)生，需從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇以及施工工藝三方面進(jìn)行控制。 # r& Z3 s8 y0 N. t0 ?9 `" U 0 c- S7 v' S) \2 |9 U/ ~& m6 b4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) " Y8 l( u8 v" o0 s 　　因壓力鋼管的設(shè)計(jì)是比較成熟的設(shè)計(jì)模式，它的設(shè)計(jì)有國(guó)家規(guī)范為依據(jù)，焊縫的布置是合理的。 . ]3 X" G9 C( Z! g& j4.2 材料選擇 ' x% a x2 P" u$ _( ` 4.2.1鋼管母材的選擇 + m. M$ }) E" V' Z　　鋼管母材選用日本生產(chǎn)的610U2及610F調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板，這是一種含C、S量很低的Cr Mo V系合金鋼，有著優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度≥610MPa，低溫韌性vE 40≥330J(2mmv形缺口沖擊試驗(yàn))，脆性斷面轉(zhuǎn)變溫度vTs=-36℃。而碳當(dāng)量Ceq=0.35％，裂紋敏感性指數(shù)Pcm=0.185％，當(dāng)焊接熱輸入量為17kJ/cm時(shí)，熱影響區(qū)的最高硬度HVmax≤300，這是一種具有很好的焊接性和抗裂性的鋼種。該鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表1，力學(xué)性能見(jiàn)表2。 " F7 K. [* i) ^% F3 s2 d2 ^ " d; w7 t) A- q8 j表1 610U2及610F鋼化學(xué)成分(％) 4.2.2 焊材的選擇 　　因工期較緊，在施工初期進(jìn)行工藝評(píng)定選擇焊材時(shí)，僅進(jìn)行了手工電弧焊的焊接工藝評(píng)定。評(píng)定合格后，選定了兩種高強(qiáng)鋼焊條：宜昌猴王焊條廠生產(chǎn)的MK．J607RH焊條及四川自貢大西洋焊條廠生產(chǎn)的CHE62CHJt焊條。這兩種焊條熔敷金屬化學(xué)成分及力學(xué)性能如表3、表4。 1 g! o) R& X! Z* i表3 焊條熔敷金屬化學(xué)成分(％) 表4　焊條熔敷金屬力學(xué)性能 5 I7 t) B/ \6 w. G$ [ 這兩種焊條均為超低氫性焊條，擴(kuò)散氫含量很低，MK．J607RH焊條擴(kuò)散氫含量Hmax=1.28ml／100g，CHE62CFLH焊條擴(kuò)散氫含量Hmax=2.29ml／100g，遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)規(guī)定的4ml／100g的標(biāo)準(zhǔn)。由這兩種焊條進(jìn)行的高強(qiáng)鋼的焊接工藝經(jīng)評(píng)定是合格的。焊縫的化學(xué)成分基本與母材相一致，焊縫的機(jī)械性能不低于母材，熱影響區(qū)的維氏硬度不大于300，證明此焊材與母材是相匹配的。 4.3 施工工藝 2 E( p3 g' q- U' c( j 0 {$ N$ x9 N4 }　　要防止焊接裂紋的產(chǎn)生，必須嚴(yán)格施工工藝，加強(qiáng)鋼管制安過(guò)程的控制，使鋼管從制作開(kāi)始到安裝驗(yàn)收完成都處于受控狀態(tài)。 4.3.1 加強(qiáng)鋼管制安過(guò)程控制 ) }: l2 x4 {$ K l2 f 　　(1)嚴(yán)格按引水壓力鋼管制作規(guī)范制作管節(jié)，必須保證出廠管節(jié)的管口平面度及橢圓度符合規(guī)范要求，防止偏心管節(jié)的出廠。偏心管節(jié)的檢查通過(guò)測(cè)量管節(jié)四軸線(xiàn)弦長(zhǎng)差可得。 / E9 n# _, P1 R5 F) j7 v 8 @; A$ J: a0 c　　(2)工地環(huán)縫壓縫時(shí)，保持環(huán)縫組對(duì)間隙基本一致，避免局部區(qū)域壓縫內(nèi)應(yīng)力偏大。 6 o% J9 O( C% |4 r( ^ 1 U$ I1 f# W7 L4 @- y- e　　(3)控制環(huán)縫焊接順序。環(huán)縫焊接時(shí)，必須采用8名或10名焊工對(duì)稱(chēng)分段退步焊，要求對(duì)稱(chēng)部位的焊工焊接參數(shù)基本一致。 5 f/ G0 e% `! G: ^, |* j5 l . ?& q9 P4 }' f7 D; J4.3.2 加強(qiáng)鋼管焊接過(guò)程控制 　　(1)嚴(yán)格高強(qiáng)鋼焊條烘烤及領(lǐng)用制度，嚴(yán)格清除環(huán)縫坡口及兩側(cè)30mm范圍內(nèi)鐵銹、油污等雜質(zhì)。 　　(2)因工地濕度大、溫度高，當(dāng)焊接環(huán)境水蒸氣分壓高于25mmHg柱時(shí)，應(yīng)選擇高于規(guī)定預(yù)熱溫度20℃～30℃進(jìn)行預(yù)熱。 & N+ _7 L/ h" M& [7 z) R　　(3)高強(qiáng)鋼的焊接，不論是δ=34mm，還是δ=60mm，盡量保證焊前預(yù)熱50℃，必須保證層溫不低于預(yù)熱溫度，且不超過(guò)230℃。尤其對(duì)于δ=60mm高強(qiáng)鋼焊縫，必須保證預(yù)熱溫度為50℃～100℃。 : A5 ]$ g& ?* w; _ - l# @8 i8 F5 k" k+ h3 e h8 n$ S　　(4)δ=34mm、60mm強(qiáng)鋼焊縫焊后必須進(jìn)行焊后消氫處理，加熱溫度150℃～200℃，保溫1h。其中δ=60mm高強(qiáng)鋼焊縫必須進(jìn)行消應(yīng)處理，使消應(yīng)后的焊縫內(nèi)應(yīng)力小于鋼材屈服強(qiáng)度的一半。 8 f1 w% l+ M8 Q! F3 D, m " `# P$ Z$ h+ [% M" I0 I　　以上幾方面均能降低接頭冷卻速度防止其產(chǎn)生淬硬組織，從而避免產(chǎn)生延遲裂紋，保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量。 5 結(jié)論 - f f2 d% v: E9 K7 p$ S 6 N M1 J- m& j4 i1 V0 f: [　　通過(guò)介紹焊接裂紋分類(lèi)及分析焊接裂紋產(chǎn)生機(jī)理，根據(jù)三峽工程的實(shí)際情況，得出以下結(jié)論：要保證焊縫質(zhì)量，避免高強(qiáng)鋼焊縫產(chǎn)生焊接裂紋，必須嚴(yán)格施工工藝，加強(qiáng)鋼管制安過(guò)程的控制，使鋼管從制作開(kāi)始到安裝驗(yàn)收完全處于質(zhì)量受控狀態(tài)。 + d; e( N- f( H

漂流瓶

樓主可以參考ASME標(biāo)準(zhǔn)中的P91和TP347的焊接工藝評(píng)定來(lái)處理,我沒(méi)有做過(guò)你說(shuō)的這種焊接.
不過(guò),可以肯定的是預(yù)熱溫度不夠,而且焊后是否進(jìn)行的適當(dāng)?shù)暮负筇幚砟?
6 [* K1 b  Q$ s3 @0 P1 ?; I焊條我建議你選擇ESAB的OK 76.96來(lái)焊接!

ysw1979321

需要進(jìn)行焊后熱處理

ccit

不過(guò) 可不要將 不銹鋼側(cè) 處理呀
/ w5 x6 N& I+ K  n, A只將91側(cè)和焊縫進(jìn)行高溫回火

ccit

對(duì)了 那一側(cè) 再空氣中 不要 保溫  

漂流瓶

另外,P91 必須在管道內(nèi)充氬,否則根部氧化,后果很?chē)?yán)重呀

漂流瓶

看樣子是溫度測(cè)點(diǎn)的套管，現(xiàn)在怎么樣了，大家說(shuō)了不少，樓主應(yīng)該冒個(gè)泡吧。

漂流瓶

一直關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，可總是沒(méi)有消息咯，瓶子在鍋爐廠的朋友那里問(wèn)到了一些工藝，如果沒(méi)有解決，請(qǐng)與瓶子聯(lián)系。

lgkokode

焊前預(yù)熱溫度低取16o—180℃
道間溫度控制在280－320℃之間
2 S5 ]4 _. b; r+ Q) B" V' H建議TIG打底焊，管內(nèi)充氬保護(hù)