不銹鋼與P91鋼焊接適用技術---[求助]

stickzhang

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

2 X& E/ [- ]) V L* N8 A

附：P91鋼的化學成分（%）fficeffice" />

5 Q0 G! A& O& u

6 O1 [4 ~, p0 U* I0 K, ?) m* K, R$ d& x9 ]" x; ~. C% d/ D9 R7 Q6 i2 g+ X5 e$ N) }0 h$ _% `- P( g2 O: d" w ?% t }1 h. p5 H3 t! `; _; V, g, y: t- s; ?$ U9 b6 w; R( P0 {/ ~$ A3 b k# M1 ?+ } k% }, \: \! F0 k0 U* ]9 {) U3 F! ?3 ~* V1 F6 f8 T9 Y0 @- Z. w& ]

9 |8 l- d# A0 H 元素	C	S	P	Mn	Si	$ b0 _, m, D0 W4 g Ni	7 m$ v$ c7 F% U$ g e K: z! ]) Z Cr	7 h$ [4 @! h; f& Y! [ Mo	V	Nb
# u7 h% D8 j* f% U" O 含量%	- ?# q+ v& R( G" Q. k% N% L 0.078	' b+ ]/ m# s' Q( l, d" W9 h 0.0031	0.016	0. 27	, c1 C$ M, L5 [* C 0.3	0.043	, Q! `) l( a1 D! o 8.56	0.96	8 m: q \. z5 R3 D4 c0 H" a! e( M 0.22	, m( f" o: a0 p2 ` 0.081

 

 

黃河湃

樓主好！ + d& t6 S U7 Z& x3 x; O! v 轉載一篇專業(yè)文章，可能對你有所啟發(fā)： 焊接裂紋產(chǎn)生原因 5 R0 S/ ~* F0 J* \ 　　形成焊接裂紋的原因是多方面的，但可以歸納為力學因素和冶金因素兩方面。 3.1 力學因素 6 I4 ~+ ~- j- e + P9 D" O/ a) \1 h' U. r　　導致裂紋產(chǎn)生的力學因素主要為拘束應力。壓力鋼管焊接時采用多層多道焊，焊接第一層焊縫時，由于焊縫截面遠小于構件的截面，因此拘束應力和拘束變形將集中在截面比母材 % L& Z, _0 I- N; B- H- k% _% C: } 3 O& j" L7 e3 T6 u; V　　小很多并且變形相對容易的焊接區(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)域承受的拘束應力和應變越大，造成焊接裂紋的危險性也越大。焊縫在壓縫完成后，特別工地環(huán)縫不可避免地會產(chǎn)生拘束度偏大，從而致使點焊區(qū)域承受的拘束應力和應變偏大。焊接時，由于焊接區(qū)域的溫度升高，點焊區(qū)域拘束應力得以釋放，易造成裂紋的產(chǎn)生。有時鋼管丁字接頭部位容易產(chǎn)生裂紋就是因應力過分集中造成。 $ a. v t B! p1 Z ( \. W! j' R% X% b3.2 冶金因素 8 A& f: F* `4 P: V- H+ Z( Q 3.2.1 冶煉雜質(zhì)對高溫脆性區(qū)的影響 . g1 E1 k- F+ Q W9 w2 k 　　鋼中的雜質(zhì)元素如C、S、P、B會明顯地擴大高溫脆性區(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。 , X$ Z5 M' Z- r5 } 3.2.2 鋼的淬硬致脆傾向 " z' m# y7 w9 O; u0 f. O9 x$ h : z) a/ x' E; O　　60kgf/mm2鋼種碳當量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。 n0 L I2 {$ S( p + i# T( Q: {7 A( u3.2.3 鋼中氫的致脆 　　氫是焊接冶金過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。 & b& ~9 e1 ~; [0 n1 b9 Y m 3.2.4 焊接粗晶區(qū)晶界的弱化 　　由于合金結晶過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低于晶粒本身的變形能力。在正常受力下，晶粒本身承擔廠主要的塑性變形，保證了合金的塑性和強度。但NK HITEN610U2鋼種因含有Cr、Mo、V等成分，Cr、Mo、V元素屬于強碳化物及強氮化物形成元素，它們將會使晶界弱化或相對弱化。經(jīng)計算，經(jīng)驗公式Psr=Cr+Cu+2Mo+5Ti+7Nb+10V-2，Psr<0，因而該材料不易發(fā)生晶界斷裂。 ) V0 o" m+ D0 E7 z; w 4 焊接裂紋的防止措施 　　根據(jù)形成裂紋的因素，為了防止裂紋的產(chǎn)生，需從結構設計、材料選擇以及施工工藝三方面進行控制。 / H$ t$ h% p, |+ i5 i9 h4.1 結構設計 　　因壓力鋼管的設計是比較成熟的設計模式，它的設計有國家規(guī)范為依據(jù)，焊縫的布置是合理的。 # X9 @& }/ B( Q% v$ P2 U. C1 p3 h5 p 4.2 材料選擇 P5 J' @& V5 Z# u 4.2.1鋼管母材的選擇 ( K3 ^) _4 t4 G) O " S w% m' G6 A! ]' B+ ]　　鋼管母材選用日本生產(chǎn)的610U2及610F調(diào)質(zhì)高強鋼板，這是一種含C、S量很低的Cr Mo V系合金鋼，有著優(yōu)良的綜合力學性能，抗拉強度≥610MPa，低溫韌性vE 40≥330J(2mmv形缺口沖擊試驗)，脆性斷面轉變溫度vTs=-36℃。而碳當量Ceq=0.35％，裂紋敏感性指數(shù)Pcm=0.185％，當焊接熱輸入量為17kJ/cm時，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。該鋼的化學成分見表1，力學性能見表2。 5 G. ]+ }2 H. F/ s5 W L5 \表1 610U2及610F鋼化學成分(％) : k5 b9 j0 T9 b* x" ` 4.2.2 焊材的選擇 : ~! ]0 K* ]0 R! y# ?9 s! X+ e , h6 U5 x' S- g- `　　因工期較緊，在施工初期進行工藝評定選擇焊材時，僅進行了手工電弧焊的焊接工藝評定。評定合格后，選定了兩種高強鋼焊條：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成分及力學性能如表3、表4。 * M5 G% y: C1 Y. G$ y, x7 A 6 w5 p( g; W- z5 t! ?表3 焊條熔敷金屬化學成分(％) 9 f& P( Q% Q. n- I表4　焊條熔敷金屬力學性能 & S/ R( t) k7 B2 s這兩種焊條均為超低氫性焊條，擴散氫含量很低，MK．J607RH焊條擴散氫含量Hmax=1.28ml／100g，CHE62CFLH焊條擴散氫含量Hmax=2.29ml／100g，遠低于國標規(guī)定的4ml／100g的標準。由這兩種焊條進行的高強鋼的焊接工藝經(jīng)評定是合格的。焊縫的化學成分基本與母材相一致，焊縫的機械性能不低于母材，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，必須嚴格施工工藝，加強鋼管制安過程的控制，使鋼管從制作開始到安裝驗收完成都處于受控狀態(tài)。 3 |- j' D& t- o' F l) ~' t+ k( b l & b/ H/ f' K) h0 m4.3.1 加強鋼管制安過程控制 7 I* I! w o3 j6 I 1 R9 g( M n j8 A) J　　(1)嚴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)的檢查通過測量管節(jié)四軸線弦長差可得。 　　(2)工地環(huán)縫壓縫時，保持環(huán)縫組對間隙基本一致，避免局部區(qū)域壓縫內(nèi)應力偏大。 　　(3)控制環(huán)縫焊接順序。環(huán)縫焊接時，必須采用8名或10名焊工對稱分段退步焊，要求對稱部位的焊工焊接參數(shù)基本一致。 * p: [$ x& `- p: l s4.3.2 加強鋼管焊接過程控制 　　(1)嚴格高強鋼焊條烘烤及領用制度，嚴格清除環(huán)縫坡口及兩側30mm范圍內(nèi)鐵銹、油污等雜質(zhì)。 8 c( Y8 x, j2 Y$ {2 X) @ ( g3 T: g# a7 N/ L/ g$ ^# {1 \3 I　　(2)因工地濕度大、溫度高，當焊接環(huán)境水蒸氣分壓高于25mmHg柱時，應選擇高于規(guī)定預熱溫度20℃～30℃進行預熱。 : ^8 G/ D0 D* G ( f! g H, Z; H( \7 Q% Z　　(3)高強鋼的焊接，不論是δ=34mm，還是δ=60mm，盡量保證焊前預熱50℃，必須保證層溫不低于預熱溫度，且不超過230℃。尤其對于δ=60mm高強鋼焊縫，必須保證預熱溫度為50℃～100℃。 　　(4)δ=34mm、60mm強鋼焊縫焊后必須進行焊后消氫處理，加熱溫度150℃～200℃，保溫1h。其中δ=60mm高強鋼焊縫必須進行消應處理，使消應后的焊縫內(nèi)應力小于鋼材屈服強度的一半。 6 u$ ~% W. p/ ~% L, N$ d 　　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 結論 ' }. s/ j9 Q! Z* E8 _; }& C# N8 K. \　　通過介紹焊接裂紋分類及分析焊接裂紋產(chǎn)生機理，根據(jù)三峽工程的實際情況，得出以下結論：要保證焊縫質(zhì)量，避免高強鋼焊縫產(chǎn)生焊接裂紋，必須嚴格施工工藝，加強鋼管制安過程的控制，使鋼管從制作開始到安裝驗收完全處于質(zhì)量受控狀態(tài)。 # x( _9 _$ B+ B j

漂流瓶

樓主可以參考ASME標準中的P91和TP347的焊接工藝評定來處理,我沒有做過你說的這種焊接.
不過,可以肯定的是預熱溫度不夠,而且焊后是否進行的適當?shù)暮负筇幚砟?
- Q$ X  \6 Z$ |7 z5 [# c焊條我建議你選擇ESAB的OK 76.96來焊接!

ysw1979321

需要進行焊后熱處理

ccit

不過 可不要將 不銹鋼側 處理呀
只將91側和焊縫進行高溫回火

ccit

對了 那一側 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,后果很嚴重呀

漂流瓶

看樣子是溫度測點的套管，現(xiàn)在怎么樣了，大家說了不少，樓主應該冒個泡吧。

漂流瓶

一直關注這個問題，可總是沒有消息咯，瓶子在鍋爐廠的朋友那里問到了一些工藝，如果沒有解決，請與瓶子聯(lián)系。

lgkokode

焊前預熱溫度低取16o—180℃
道間溫度控制在280－320℃之間
建議TIG打底焊，管內(nèi)充氬保護