王立志

摘 要：印度KMPCL項目是6×600 MW亞臨界燃煤電站，屬于山東電建一公司海外項目中裝機容量最大的一個工程。每臺鍋爐受熱面范圍內(nèi)的高壓焊口達3萬多道，其中高過出口的材質(zhì)為SA213-T23鋼，規(guī)格為φ51 mm×7 mm，焊口648道；后屏過熱器出口材質(zhì)為SA213-T23，規(guī)格為φ51 mm×7.5 mm，焊口360道。

關(guān)鍵詞：SA213-T23 焊接工藝 探討

中圖分類號：TK226 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0071-02

該文分析了新型合金鋼SA213-T23的焊接性能，對T23鋼的焊接工藝進行實踐、研究與探討，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，使用了新的充氬工藝。依據(jù)現(xiàn)場焊接情況和性能試驗，并結(jié)合后期運行使用，對新工藝進行了實踐驗證。

1 焊接性能分析

1.1 材料成分

ASME SA213-T23是日本住友金屬工業(yè)株式會社開發(fā)的一種新型耐熱鋼，其化學(xué)成分如表1所示。

1.2 淬硬性

鋼材的淬硬性取決于含碳量、合金成分以及合金成分的含量。根據(jù)碳當(dāng)量的計算公式[C]=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15 +（Cr+Mo+V）/5，計算出T23的碳當(dāng)量為0.6384，由碳當(dāng)量可見T23有一定的淬硬性，而且Cr、Mo、V等合金元素都不同程度地提高了鋼材的淬硬性。

1.3 氧化性

有表1可以看出，T23的合金含量介于4.2805～6.296之間，在高溫下這些合金元素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成合金元素的氧化物，大大降低了金屬的力學(xué)性能。在焊接過程中，如果焊縫金屬在高溫狀態(tài)下停留的時間過長，必將造成焊縫金屬氧化。

2 焊接工藝評定試驗

2.1 材料機具

鋼材SA213-T23，規(guī)格為φ63.5 mm ×4 mm。

焊接設(shè)備為SKR-400逆變焊機，生產(chǎn)廠家MOGORA（印度公司）。

2.2 焊前準備

對口要求：鋼材內(nèi)外壁兩側(cè)15 mm范圍內(nèi)油、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。坡口間隙在2.5 mm±0.5 mm為宜。

焊接方法：氬弧焊接；焊前檢驗焊機的使用性能是否良好，焊鉗、焊槍有沒有破損；鎢棒尺寸型號為：2.4 mm鈰鎢極；背面氬氣保護，氬氣純度為99.995%。

焊接材料：焊絲選用ER90S-G，焊絲商業(yè)牌號為日本神戶制鋼的TGS-2CM。

2.3 焊前預(yù)熱及層間溫度控制

焊前用火焰預(yù)熱法將焊口預(yù)熱到150 ℃左右，用紅外線測溫儀測量預(yù)熱溫度是否達標，檢測焊口預(yù)熱溫度時至少要抽檢該焊口三點不同的地方，以免預(yù)熱不均勻。焊接過程中層間溫度控制在150～250 ℃。

2.4 焊接工藝參數(shù)（見表2）

2.5 焊接程序及操作技術(shù)要求

由于T23的合金含量高，高溫下極易氧化；根據(jù)DL/T869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》中5.3.2規(guī)定，我們在焊接前對焊口內(nèi)壁進行充氬保護。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我們選擇了從焊口間隙充氬的方法，首先用水溶紙塞入焊口兩端進行封堵，水溶紙距離焊口坡口邊緣100 mm左右為宜，并用保溫棉將焊口間隙密封，預(yù)留10 mm左右間隙，使用特制的鴨嘴形狀的充氬裝置插入該間隙向管口內(nèi)充氬。

第一層封底焊時，電流不宜過大，否則容易出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。在最后一點的封底焊接時，先向內(nèi)部充氬幾秒鐘，然后迅速拔出充氬鴨嘴，立即焊上最后一點根部。

焊接采用多層焊接，焊層不宜太厚，在保證填充金屬和母材融合良好的情況下，盡量提高焊接速度，以減少熱輸入量，降低熔池的溫度，避免重新熔化導(dǎo)致焊縫金屬的氧化，以及避免焊縫的淬硬性。

熄弧時，應(yīng)填滿弧坑將熔池逐漸縮小并移向焊縫邊緣處收弧。熄弧后，應(yīng)對收弧處的熔池供氬10S進行延時保護，避免產(chǎn)生弧坑裂紋。

2.6 性能試驗檢驗

上述工藝方案焊接試件2個，經(jīng)外觀檢驗合格后，進行射線探傷，合格后做力學(xué)性能試驗。按國際標準加工后的試驗試件，分別進行拉伸、面彎、背彎等試驗，試驗后的拉伸應(yīng)力完全符合標準規(guī)定，按規(guī)定進行的面彎、背彎等試驗也沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。

3 焊接工藝現(xiàn)場實踐

3.1 焊前準備

在項目開工前，對已經(jīng)取得焊工上崗證的優(yōu)秀焊工進行模擬培訓(xùn)，模擬過程中要嚴格要求焊工執(zhí)行上述焊接工藝，模擬現(xiàn)場實際工作位置進行練習(xí)，讓焊工提前熟悉這個工藝的操作方式和材質(zhì)的性能。

3.2 焊接過程控制

（1）由于是高空安裝焊接，要求焊接開始前做好擋風(fēng)設(shè)施，避免因為外部原因影響焊接質(zhì)量。

（2）對口時，焊口點固焊長度不小于10 mm，對稱兩點點固，以免對口產(chǎn)生的應(yīng)力撕裂焊縫；點固后立即進行根部焊接，如果不能及時焊接，再次焊接時要檢查點固位置，并且重新預(yù)熱。

（3）在現(xiàn)場焊接過程中，從焊口打磨、填塞水溶紙、對口、焊前預(yù)熱、背面充氬保護到焊接操作，都要嚴格按照焊接工藝進行，質(zhì)檢人員要嚴格監(jiān)督現(xiàn)場施工過程，發(fā)現(xiàn)操作過程有違反焊接工藝的情況，及時督促焊工改正。

3.3 檢測結(jié)果

印度KMPCL工地#3鍋爐高過出口及屏過出口SA213-T23管道焊口總數(shù)為1008道，探傷一次合格率達到96.5%；#4鍋爐焊口一次探傷合格率為98.6%。對缺陷分析發(fā)現(xiàn)沒有一例根部氧化的情況發(fā)生，說明本工藝完全能防止T23合金鋼根部在高溫下的氧化。

4 焊接工藝總結(jié)

T23鋼生產(chǎn)的小口徑管道一般是連接集箱使用，充氬非常困難；從管道端口充氬，充氬時間過長，據(jù)統(tǒng)計管道端口充氬，每個管道需要充氬5～10 min，才能保證氬氣充滿管道，而使用本工藝充氬僅需0.5 min即可；本工藝僅是管道局部充氬，節(jié)省了大量氬氣，節(jié)約了成本；本焊接工藝從根本上解決了從管道端口充氬困難、時間過長的難題，加快了施工進度。

參考文獻

[1] 《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》DL_869-2004——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[2] 《火力發(fā)電廠焊接工藝評定規(guī)程》DL_868-2004——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[3] DL-T 679-1999《焊工技術(shù)考核規(guī)程》——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[4] ASME第IX章《焊接和釬焊評定標準》——美國機械工程協(xié)會[Z].

[5] 中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會.焊接手冊[Z].endprint

摘 要：印度KMPCL項目是6×600 MW亞臨界燃煤電站，屬于山東電建一公司海外項目中裝機容量最大的一個工程。每臺鍋爐受熱面范圍內(nèi)的高壓焊口達3萬多道，其中高過出口的材質(zhì)為SA213-T23鋼，規(guī)格為φ51 mm×7 mm，焊口648道；后屏過熱器出口材質(zhì)為SA213-T23，規(guī)格為φ51 mm×7.5 mm，焊口360道。

關(guān)鍵詞：SA213-T23 焊接工藝 探討

中圖分類號：TK226 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0071-02

該文分析了新型合金鋼SA213-T23的焊接性能，對T23鋼的焊接工藝進行實踐、研究與探討，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，使用了新的充氬工藝。依據(jù)現(xiàn)場焊接情況和性能試驗，并結(jié)合后期運行使用，對新工藝進行了實踐驗證。

1 焊接性能分析

1.1 材料成分

ASME SA213-T23是日本住友金屬工業(yè)株式會社開發(fā)的一種新型耐熱鋼，其化學(xué)成分如表1所示。

1.2 淬硬性

鋼材的淬硬性取決于含碳量、合金成分以及合金成分的含量。根據(jù)碳當(dāng)量的計算公式[C]=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15 +（Cr+Mo+V）/5，計算出T23的碳當(dāng)量為0.6384，由碳當(dāng)量可見T23有一定的淬硬性，而且Cr、Mo、V等合金元素都不同程度地提高了鋼材的淬硬性。

1.3 氧化性

有表1可以看出，T23的合金含量介于4.2805～6.296之間，在高溫下這些合金元素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成合金元素的氧化物，大大降低了金屬的力學(xué)性能。在焊接過程中，如果焊縫金屬在高溫狀態(tài)下停留的時間過長，必將造成焊縫金屬氧化。

2 焊接工藝評定試驗

2.1 材料機具

鋼材SA213-T23，規(guī)格為φ63.5 mm ×4 mm。

焊接設(shè)備為SKR-400逆變焊機，生產(chǎn)廠家MOGORA（印度公司）。

2.2 焊前準備

對口要求：鋼材內(nèi)外壁兩側(cè)15 mm范圍內(nèi)油、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。坡口間隙在2.5 mm±0.5 mm為宜。

焊接方法：氬弧焊接；焊前檢驗焊機的使用性能是否良好，焊鉗、焊槍有沒有破損；鎢棒尺寸型號為：2.4 mm鈰鎢極；背面氬氣保護，氬氣純度為99.995%。

焊接材料：焊絲選用ER90S-G，焊絲商業(yè)牌號為日本神戶制鋼的TGS-2CM。

2.3 焊前預(yù)熱及層間溫度控制

焊前用火焰預(yù)熱法將焊口預(yù)熱到150 ℃左右，用紅外線測溫儀測量預(yù)熱溫度是否達標，檢測焊口預(yù)熱溫度時至少要抽檢該焊口三點不同的地方，以免預(yù)熱不均勻。焊接過程中層間溫度控制在150～250 ℃。

2.4 焊接工藝參數(shù)（見表2）

2.5 焊接程序及操作技術(shù)要求

由于T23的合金含量高，高溫下極易氧化；根據(jù)DL/T869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》中5.3.2規(guī)定，我們在焊接前對焊口內(nèi)壁進行充氬保護。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我們選擇了從焊口間隙充氬的方法，首先用水溶紙塞入焊口兩端進行封堵，水溶紙距離焊口坡口邊緣100 mm左右為宜，并用保溫棉將焊口間隙密封，預(yù)留10 mm左右間隙，使用特制的鴨嘴形狀的充氬裝置插入該間隙向管口內(nèi)充氬。

第一層封底焊時，電流不宜過大，否則容易出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。在最后一點的封底焊接時，先向內(nèi)部充氬幾秒鐘，然后迅速拔出充氬鴨嘴，立即焊上最后一點根部。

焊接采用多層焊接，焊層不宜太厚，在保證填充金屬和母材融合良好的情況下，盡量提高焊接速度，以減少熱輸入量，降低熔池的溫度，避免重新熔化導(dǎo)致焊縫金屬的氧化，以及避免焊縫的淬硬性。

熄弧時，應(yīng)填滿弧坑將熔池逐漸縮小并移向焊縫邊緣處收弧。熄弧后，應(yīng)對收弧處的熔池供氬10S進行延時保護，避免產(chǎn)生弧坑裂紋。

2.6 性能試驗檢驗

上述工藝方案焊接試件2個，經(jīng)外觀檢驗合格后，進行射線探傷，合格后做力學(xué)性能試驗。按國際標準加工后的試驗試件，分別進行拉伸、面彎、背彎等試驗，試驗后的拉伸應(yīng)力完全符合標準規(guī)定，按規(guī)定進行的面彎、背彎等試驗也沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。

3 焊接工藝現(xiàn)場實踐

3.1 焊前準備

在項目開工前，對已經(jīng)取得焊工上崗證的優(yōu)秀焊工進行模擬培訓(xùn)，模擬過程中要嚴格要求焊工執(zhí)行上述焊接工藝，模擬現(xiàn)場實際工作位置進行練習(xí)，讓焊工提前熟悉這個工藝的操作方式和材質(zhì)的性能。

3.2 焊接過程控制

（1）由于是高空安裝焊接，要求焊接開始前做好擋風(fēng)設(shè)施，避免因為外部原因影響焊接質(zhì)量。

（2）對口時，焊口點固焊長度不小于10 mm，對稱兩點點固，以免對口產(chǎn)生的應(yīng)力撕裂焊縫；點固后立即進行根部焊接，如果不能及時焊接，再次焊接時要檢查點固位置，并且重新預(yù)熱。

（3）在現(xiàn)場焊接過程中，從焊口打磨、填塞水溶紙、對口、焊前預(yù)熱、背面充氬保護到焊接操作，都要嚴格按照焊接工藝進行，質(zhì)檢人員要嚴格監(jiān)督現(xiàn)場施工過程，發(fā)現(xiàn)操作過程有違反焊接工藝的情況，及時督促焊工改正。

3.3 檢測結(jié)果

印度KMPCL工地#3鍋爐高過出口及屏過出口SA213-T23管道焊口總數(shù)為1008道，探傷一次合格率達到96.5%；#4鍋爐焊口一次探傷合格率為98.6%。對缺陷分析發(fā)現(xiàn)沒有一例根部氧化的情況發(fā)生，說明本工藝完全能防止T23合金鋼根部在高溫下的氧化。

4 焊接工藝總結(jié)

T23鋼生產(chǎn)的小口徑管道一般是連接集箱使用，充氬非常困難；從管道端口充氬，充氬時間過長，據(jù)統(tǒng)計管道端口充氬，每個管道需要充氬5～10 min，才能保證氬氣充滿管道，而使用本工藝充氬僅需0.5 min即可；本工藝僅是管道局部充氬，節(jié)省了大量氬氣，節(jié)約了成本；本焊接工藝從根本上解決了從管道端口充氬困難、時間過長的難題，加快了施工進度。

參考文獻

[1] 《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》DL_869-2004——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[2] 《火力發(fā)電廠焊接工藝評定規(guī)程》DL_868-2004——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[3] DL-T 679-1999《焊工技術(shù)考核規(guī)程》——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[4] ASME第IX章《焊接和釬焊評定標準》——美國機械工程協(xié)會[Z].

[5] 中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會.焊接手冊[Z].endprint

摘 要：印度KMPCL項目是6×600 MW亞臨界燃煤電站，屬于山東電建一公司海外項目中裝機容量最大的一個工程。每臺鍋爐受熱面范圍內(nèi)的高壓焊口達3萬多道，其中高過出口的材質(zhì)為SA213-T23鋼，規(guī)格為φ51 mm×7 mm，焊口648道；后屏過熱器出口材質(zhì)為SA213-T23，規(guī)格為φ51 mm×7.5 mm，焊口360道。

關(guān)鍵詞：SA213-T23 焊接工藝 探討

中圖分類號：TK226 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0071-02

該文分析了新型合金鋼SA213-T23的焊接性能，對T23鋼的焊接工藝進行實踐、研究與探討，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，使用了新的充氬工藝。依據(jù)現(xiàn)場焊接情況和性能試驗，并結(jié)合后期運行使用，對新工藝進行了實踐驗證。

1 焊接性能分析

1.1 材料成分

ASME SA213-T23是日本住友金屬工業(yè)株式會社開發(fā)的一種新型耐熱鋼，其化學(xué)成分如表1所示。

1.2 淬硬性

鋼材的淬硬性取決于含碳量、合金成分以及合金成分的含量。根據(jù)碳當(dāng)量的計算公式[C]=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15 +（Cr+Mo+V）/5，計算出T23的碳當(dāng)量為0.6384，由碳當(dāng)量可見T23有一定的淬硬性，而且Cr、Mo、V等合金元素都不同程度地提高了鋼材的淬硬性。

1.3 氧化性

有表1可以看出，T23的合金含量介于4.2805～6.296之間，在高溫下這些合金元素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成合金元素的氧化物，大大降低了金屬的力學(xué)性能。在焊接過程中，如果焊縫金屬在高溫狀態(tài)下停留的時間過長，必將造成焊縫金屬氧化。

2 焊接工藝評定試驗

2.1 材料機具

鋼材SA213-T23，規(guī)格為φ63.5 mm ×4 mm。

焊接設(shè)備為SKR-400逆變焊機，生產(chǎn)廠家MOGORA（印度公司）。

2.2 焊前準備

對口要求：鋼材內(nèi)外壁兩側(cè)15 mm范圍內(nèi)油、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。坡口間隙在2.5 mm±0.5 mm為宜。

焊接方法：氬弧焊接；焊前檢驗焊機的使用性能是否良好，焊鉗、焊槍有沒有破損；鎢棒尺寸型號為：2.4 mm鈰鎢極；背面氬氣保護，氬氣純度為99.995%。

焊接材料：焊絲選用ER90S-G，焊絲商業(yè)牌號為日本神戶制鋼的TGS-2CM。

2.3 焊前預(yù)熱及層間溫度控制

焊前用火焰預(yù)熱法將焊口預(yù)熱到150 ℃左右，用紅外線測溫儀測量預(yù)熱溫度是否達標，檢測焊口預(yù)熱溫度時至少要抽檢該焊口三點不同的地方，以免預(yù)熱不均勻。焊接過程中層間溫度控制在150～250 ℃。

2.4 焊接工藝參數(shù)（見表2）

2.5 焊接程序及操作技術(shù)要求

由于T23的合金含量高，高溫下極易氧化；根據(jù)DL/T869-2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》中5.3.2規(guī)定，我們在焊接前對焊口內(nèi)壁進行充氬保護。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我們選擇了從焊口間隙充氬的方法，首先用水溶紙塞入焊口兩端進行封堵，水溶紙距離焊口坡口邊緣100 mm左右為宜，并用保溫棉將焊口間隙密封，預(yù)留10 mm左右間隙，使用特制的鴨嘴形狀的充氬裝置插入該間隙向管口內(nèi)充氬。

第一層封底焊時，電流不宜過大，否則容易出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。在最后一點的封底焊接時，先向內(nèi)部充氬幾秒鐘，然后迅速拔出充氬鴨嘴，立即焊上最后一點根部。

焊接采用多層焊接，焊層不宜太厚，在保證填充金屬和母材融合良好的情況下，盡量提高焊接速度，以減少熱輸入量，降低熔池的溫度，避免重新熔化導(dǎo)致焊縫金屬的氧化，以及避免焊縫的淬硬性。

熄弧時，應(yīng)填滿弧坑將熔池逐漸縮小并移向焊縫邊緣處收弧。熄弧后，應(yīng)對收弧處的熔池供氬10S進行延時保護，避免產(chǎn)生弧坑裂紋。

2.6 性能試驗檢驗

上述工藝方案焊接試件2個，經(jīng)外觀檢驗合格后，進行射線探傷，合格后做力學(xué)性能試驗。按國際標準加工后的試驗試件，分別進行拉伸、面彎、背彎等試驗，試驗后的拉伸應(yīng)力完全符合標準規(guī)定，按規(guī)定進行的面彎、背彎等試驗也沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。

3 焊接工藝現(xiàn)場實踐

3.1 焊前準備

在項目開工前，對已經(jīng)取得焊工上崗證的優(yōu)秀焊工進行模擬培訓(xùn)，模擬過程中要嚴格要求焊工執(zhí)行上述焊接工藝，模擬現(xiàn)場實際工作位置進行練習(xí)，讓焊工提前熟悉這個工藝的操作方式和材質(zhì)的性能。

3.2 焊接過程控制

（1）由于是高空安裝焊接，要求焊接開始前做好擋風(fēng)設(shè)施，避免因為外部原因影響焊接質(zhì)量。

（2）對口時，焊口點固焊長度不小于10 mm，對稱兩點點固，以免對口產(chǎn)生的應(yīng)力撕裂焊縫；點固后立即進行根部焊接，如果不能及時焊接，再次焊接時要檢查點固位置，并且重新預(yù)熱。

（3）在現(xiàn)場焊接過程中，從焊口打磨、填塞水溶紙、對口、焊前預(yù)熱、背面充氬保護到焊接操作，都要嚴格按照焊接工藝進行，質(zhì)檢人員要嚴格監(jiān)督現(xiàn)場施工過程，發(fā)現(xiàn)操作過程有違反焊接工藝的情況，及時督促焊工改正。

3.3 檢測結(jié)果

印度KMPCL工地#3鍋爐高過出口及屏過出口SA213-T23管道焊口總數(shù)為1008道，探傷一次合格率達到96.5%；#4鍋爐焊口一次探傷合格率為98.6%。對缺陷分析發(fā)現(xiàn)沒有一例根部氧化的情況發(fā)生，說明本工藝完全能防止T23合金鋼根部在高溫下的氧化。

4 焊接工藝總結(jié)

T23鋼生產(chǎn)的小口徑管道一般是連接集箱使用，充氬非常困難；從管道端口充氬，充氬時間過長，據(jù)統(tǒng)計管道端口充氬，每個管道需要充氬5～10 min，才能保證氬氣充滿管道，而使用本工藝充氬僅需0.5 min即可；本工藝僅是管道局部充氬，節(jié)省了大量氬氣，節(jié)約了成本；本焊接工藝從根本上解決了從管道端口充氬困難、時間過長的難題，加快了施工進度。

參考文獻

[1] 《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》DL_869-2004——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[2] 《火力發(fā)電廠焊接工藝評定規(guī)程》DL_868-2004——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[3] DL-T 679-1999《焊工技術(shù)考核規(guī)程》——中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布[Z].

[4] ASME第IX章《焊接和釬焊評定標準》——美國機械工程協(xié)會[Z].

[5] 中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會.焊接手冊[Z].endprint