浅析T91钢小径管焊接微裂纹的产生及防治

王永彪

摘 要：通过对几台600MW及以下火力发电机组T91小径管焊接微裂纹产生原因的分析，阐述了T91钢小径管焊接微裂纹的防治措施。

关键词：T91钢小径管；焊接微裂纹；防治

1 概述

在几台600MW及以下火力发电机组的过热器及末级再热器T91钢小管的焊接施工中，不同程度的产生了焊接微裂纹，在机组试运行中导致焊缝泄漏，停炉等。因此要分析原因，制定防治措施，减少因微裂纹导致焊口泄漏造成停炉现象的发生。

2 焊接微裂纹产生原因的分析

经过焊接业技术人员、质检人员、施焊焊工以及与其他出现过此类问题现场的焊接管理人员沟通，对T91小径管焊接时产生微裂纹的原因进行了分析，并通过现场实际操作过程的跟踪监控，对可能促使焊接微裂纹产生的原因进行了可控程度的分析和逐一确认，其中一部分原因可以在施工前和焊接过程中容易消除和控制，最终确定焊接微裂纹产生的主要原因为以下几点：⑴母材可焊性差，焊接工艺要求高；⑵测温不及时或测温仪不准确；⑶无预热或预热不均匀；⑷热处理不及时、规范；⑸突然停电施工中断。

3 针对产生原因采取的防治措施

3.1 母材可焊性差，焊接工艺要求高

3.1.1 T91钢材的淬硬性大大高于常用的铬钼钢，焊接时，一方面必须严格控制扩散氢的含量，另一方面，需减缓焊接时焊缝的冷却速度，而焊前预热是控制扩散氢含量及减缓焊接时焊缝的冷却速度的最有效的措施，因此，焊前必须进行预热。

3.1.2 为了充分保证下一道焊缝焊接前，上一道焊缝已转变为马氏体组织，以利下一道焊接时，能对上一道焊缝进行部分回火，达到改善马氏体组织的焊缝的性能，因此，要严格限制层间温度。

3.1.3 打底焊焊前对每个焊口必须按照要求进行100～150℃的预热，预热温度试验室人员用远红外测温仪进行全程跟踪。

3.1.4 使用远红外测温仪控制层间温度在200～300之间。T91钢的MS点转变温度在380℃左右，层间温度选在200～300℃，即MS点温度附近，既能保怔高温停留时间短，又能使马氏体转变时冷速缓慢，并形成自回火马氏体，解决了既要采用小参数，又不能让焊缝冷速太快的矛盾。从手工操作上讲，该种钢在300℃左右的温度下，有最佳的操作性能，熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。

3.1.5 在焊接时一定要采用“小规范”焊接，小电流快速焊，电流的大小，焊接的速度一定要相互配合好，从而使焊接时输入的热量适当减少。

3.1.6 在焊接时不要一气呵成，这样容易产生焊缝背面“氧化”甚至“过烧”，在打完底后要等焊缝冷却到预热温度后再进行盖面焊接，即至少两遍成形，焊接质量管理人员对此一定要监督到位。

3.1.7 焊接施工前按照焊接工艺评定书编制焊接工艺卡，施焊焊工人手一份，焊接时严格按照给定的参数进行焊接。

3.1.8 焊前对有资格的焊工进行模拟练习，选择操作手法最熟练的焊工进行焊接工作，以减少由于操作手法不熟而产生的缺陷。由于T91熔融金属的流动性差，且焊接位置为全位置，因此，焊工需严格按下述要求操作，通过调整焊接参数，运用好单面焊双面成形操作技术，使焊缝得到良好成形：①在时钟6点位置，焊缝处于仰位，熔滴下挂，操作不当时，内侧焊缝极易产生内凹.因此焊工操作时，应采用电流上限，利用电弧的吹力托住熔滴进行焊缝成形，避免焊缝产生内凹；②从时钟6点向时钟9点过渡区位置，处于仰位向立位过渡区，熔滴下挂，操作不当时，内侧焊缝易产生内凹.因此焊工操作时，应采用电流上限，施焊中充分利用维弧电流调节焊接熔池形状，利用电弧的吹力托住熔滴进行焊缝成形，避免焊缝产生内凹；③在时钟12点及附近位置，焊缝处于平位，熔滴下挂，内侧焊缝极易下挂并产生焊瘤；因此焊工操作时，应采用电流下限，施焊中充分利用维弧电流调节焊接熔池形状，利用熔滴重力进行焊缝成形，避免焊缝内侧产生焊瘤。

3.2 测温不及时或测温不准确

3.2.1 定期对远红外测温仪进行计量校验，保证使用的精确度。

3.2.2 试验室派专人进行焊前预热及层间温度的测量监控工作，测温人员一定要及时到位。

3.2.3 焊接过程中对温度的控制尤为重要，全过程使用远红外测温仪对层间温度进行准确监控，以防输入热量过多，层间超温产生焊缝过烧现象。

3.2.4 焊接技术及质检人员随时对测温过程和记录进行监督和检查，保证测温的及时性、准确性、连续性。

3.3 无预热或预热不均匀采取的防治措施

3.3.1 焊接施工前焊接技术员提前通知试验室，预热人员事先在焊接施工部位做好预热准备。

3.3.2 所有焊口焊前必须及时预热，并使用测温仪监控预热的均匀性，减少温度应力的产生。

3.3.3 质检员、技术员、班长要随时对焊前是否预热和预热的均匀性进行现场监督检查。

3.3.4 焊工对未预热的管子对口不允许进行焊接施工，否则给与严重处罚。

3.4 热处理不及时、规范

3.4.1 焊后焊接技术员要立即委托试验室进行热处理工作。

3.4.2 在施工前按照焊接工艺评定书编制好热处理工艺卡，热处理人员必须严格按照热处理工艺卡规范进行焊口焊后热处理，以减少或消除焊后组织内部应力，保证焊缝组织性能。

3.4.3 热处理的加热温度不够，恒温时间短，升降温速度过快都会使组织不能完全正确转变，降温过快会出现脆硬组织，加热时间长或超温处理组织性能会变得低下，容易产生缺陷。

3.4.4 焊后及时进行热处理，以便于尽快地改善焊缝组织结构，热处理保温时间的适当延长，有利于焊接接头常温冲击韧度的提高，降低裂纹产生机率。

3.4.5 当焊口焊接完毕，T91钢小径管焊接接头可冷却至室温或100～120℃时，应及时进行焊后热处理，焊后热处理的生、降温速度以≤150℃/h为宜，降温至300℃以下时，可不控制，在保温层内冷却至室温。

3.4.6 热处理温度为760℃±10℃，恒温时间：按壁厚每毫米5分钟计算，且不小于0.5小时。

3.5 突然停电施工中断

3.5.1 在老厂至施工地点设置一条施工备用电源线，以防突然停电造成施工中断，保证施焊的连续性。

3.5.2 焊前准备好氧气、乙炔加热工具，以备突然停电时进行手工加热保温，防止温度降低过快使焊缝产生缺陷。

3.5.3 准备一台满足加热及焊接功率的柴油发电机，以备全厂停电时及时供应电源。

4 结束语

在伊敏电厂三期工程6号机组焊接施工中，我们严格按照所制定的措施进行施工，经过无损探伤检测未发现T91焊口有焊接微裂纹产生，机组在锅炉水压试验及试运行阶段此类焊口无泄漏现象发生。