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,？

附：P91鋼的化學(xué)成分（%）fficeffice" />

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! @3 d1 n: w# @7 n! s7 `0 ^# E+ r8 t" [9 H2 F1 F. j/ I( b. N4 d# l3 T( |* T0 ? l5 u! T5 ~6 S- M, A/ r( c0 T- X6 P) }1 Z5 ~" I2 C# P# W8 o& O6 W: A( \1 v5 f* |/ @' Y* s4 F) [* y, ?! T+ b% U+ [* q9 ^0 D5 ?% _; U7 R$ @) L2 c2 I. G; y" y1 x4 |# h# B. A& }0 b) b Y/ h

' a, S+ V0 G% V 元素	1 c, t+ l3 E/ U) Y7 Y9 i) @2 D C	5 L3 z* ~6 i7 t. D- S6 L3 i S	P	1 X4 P k6 H# M2 S9 ]6 S Mn	: H: k! B; k" i3 C Si	; a0 `# b" x0 X( l Ni	Cr	Mo	/ n# _* M5 h! g' ^3 U' J* E# Z V	^% x, R$ |, H: w E j+ _ Nb
含量%	0.078	# q, y( W; [4 w4 v2 g1 R) c 0.0031	- D# _* G% f; A 0.016	8 b7 t: s( f/ }) H9 F: `# H 0. 27	0.3	" J% P3 ?6 P6 @" {9 E$ L 0.043	8.56	0.96	0.22	0.081

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黃河湃

樓主好,！ 轉(zhuǎn)載一篇專業(yè)文章，可能對(duì)你有所啟發(fā)： 2 a- F1 N7 z/ l9 ]* h7 }" V焊接裂紋產(chǎn)生原因 / x7 D/ Y" z( F1 j 　　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,。 3.1 力學(xué)因素 ; O% B6 ?% q4 }$ L8 T 　　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 　　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)酱螅�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。 3.2 冶金因素 $ `4 Z; q3 `" X4 A7 e 3.2.1 冶煉雜質(zhì)對(duì)高溫脆性區(qū)的影響 $ {( W" P Y/ w* [ . z4 W/ ?" l, s/ ^. @- S　　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,。 & H% x0 t v6 c% A ; L: _5 m, K% s' l" m3.2.2 鋼的淬硬致脆傾向 9 E& ]9 |. F- M$ h" S　　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。 2 Y; h5 f. G: f7 n" w3.2.3 鋼中氫的致脆 1 a, M' ~" z! C. ? ( o X! U/ A; K/ h+ E4 A: K& H　　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,。 0 V: t. m6 }- W3 Z4 \ 3.2.4 焊接粗晶區(qū)晶界的弱化 5 `6 L! ?' h2 W9 `# a) \ 9 y- q5 V, f, C! b, \! _, Q　　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。 5 o& f. m; a4 g U! w0 b# l: }4 D4 焊接裂紋的防止措施 : Q2 I' ^+ I/ R* }; B 　　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,。 4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Z! u' G% n' a; G$ B, n" c2 ? 8 w g2 K+ ?2 Y. I, Y9 f& u+ 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,。 4 R4 Z, l5 d+ A7 \5 ? & s9 c' R, W: f' r* ?% o2 B' W4.2 材料選擇 4.2.1鋼管母材的選擇 ; \5 W1 r' h: u6 }6 \# O( e; P4 U　　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,。 表1 610U2及610F鋼化學(xué)成分(％) 3 z- d3 u. c8 z& }5 a$ X. X Z1 e 4.2.2 焊材的選擇 `3 q }6 w! o2 j1 f% y4 V* Z　　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,。 $ U/ M$ q* D, R6 X/ A) ]& I a% ^6 f % i& c* x# C$ c7 N1 n4 g$ q3 D( N表3 焊條熔敷金屬化學(xué)成分(％) . Q4 D% t3 H" s$ q5 ]% M, `0 L% H6 e' ` ( |1 K' A* Z& c2 ?$ w8 I表4　焊條熔敷金屬力學(xué)性能 0 E+ S6 `6 A' H: H z 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 　　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)。 ( f! u. J o" Y4 \- {9 G6 @. G( `9 Q8 v 4.3.1 加強(qiáng)鋼管制安過(guò)程控制 # `7 ^1 R) j% O2 m 　　(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)四軸線弦長(zhǎng)差可得,。 　　(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,。 0 k! E# L2 y9 b! F5 A 9 F; |" G _# G8 |* J5 O* \　　(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)稱分段退步焊,，要求對(duì)稱部位的焊工焊接參數(shù)基本一致,。 / k3 u4 g5 o/ j4 k c& ~ z- {6 z- A 4.3.2 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),。 6 q. c4 r8 A- A1 G6 q 5 Q! V: G( ?% k5 |0 @! `7 Z5 S　　(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。 ?+ Y5 M! @6 ^% {7 p! b9 U" W M　　(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℃,。 0 C% F. `6 L9 ~ 5 K1 @& _' ~3 L# G　　(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,。 - d" M* y; A5 e6 j 　　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,。 , z" `" c- J: t' i3 O1 {. S9 \ 5 結(jié)論 2 s9 E" N { u & z9 d+ F; x0 o6 Z9 t' v　　通過(guò)介紹焊接裂紋分類及分析焊接裂紋產(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),。

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.
( I! ^& f. m; y% R! t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?
% E$ p' G% D& G* q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
7 d5 b) j4 `: Q) q4 N9 _& P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,后果很嚴(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℃
0 l5 V6 S6 g$ s道間溫度控制在280－320℃之間
0 t6 g6 x1 p1 U- [; E4 f: D: t( Q建議TIG打底焊,，管內(nèi)充氬保護(hù)