焊接保护剂在电站焊接中的应用

王寅飞，赵　峰（.华能鹤岗发电有限公司，黑龙江鹤岗5409；.中龙建电力建设股份有限公司无损检测中心，黑龙江佳木斯5400）

焊接保护剂在电站焊接中的应用

王寅飞1，赵峰2
（1.华能鹤岗发电有限公司，黑龙江鹤岗154109；2.中龙建电力建设股份有限公司无损检测中心，黑龙江佳木斯154002）

通过对电站T91/P91钢焊接工艺介绍及焊接保护剂在此钢种焊接中的应用，提出T91/P91钢在焊接时的保护要点，从而使T91/P91钢在更合理的规范参数下焊接，保证焊接质量。通过试验证明，焊接保护剂在T91/P91钢焊接中的使用，焊接接头机械性能各项指标完全能满足规定要求，且工艺更简单，尤其在P91钢大口的焊接中，替代氩气的效果更好，价格比充氩气保护更低廉，有很高的推广价值。

T91/P91钢；焊接保护剂；焊接

Abstract∶The application of the power plant T91/P91 steel welding technology and welding protective agent described in this steel Welding，proposed T91/P91 steel protection during welding points，making T91/P91 steel welded under more reasonable specification parameters to ensure the quality of welding.The experiment shows，welding protective agent used in the T91/P91 steel welding，the weld joint mechanical performance indicators can meet the requirements，and the process is easier，especially in the big mouth of P91 steel welding in argon substitution effect is more well，the price is cheaper than argon protection，a high promotional value.

Keywords∶T91/P91 steel；weldingprotective agent；welding

华能鹤岗发电有限公司1×600MW（3#机组）工程，主蒸汽管道、高压旁路管道材质为SA335P91钢，受热面小管普遍采用SA335T91钢。针对T91/P91钢的焊接特点，进行大量的焊接模拟及试验，成功地将焊接保护剂用于此钢种焊接，焊接质量达到要求。

1　T91/P91钢性能特点及化学成分

T91/P91钢具有良好的高温蠕变断裂强度、抗氧化耐腐蚀性以及低的热膨胀系数与相对高的热传导率，在美日等发达国家被广泛用作火力发电厂的过热器联箱、主汽管等材料。该钢是在9Cr-1Mo配方的基础上，添加适量的V、Nb、N等元素，得到的一种改进型9Cr-1Mo钢。

2　T91/P91钢焊接性分析

现场焊接采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面的方法。T91/P91钢属于马氏高合金耐钢，焊接性较差。为防止产生冷裂纹，焊前必须进行预热，并在焊接过程中保持层间温度不低于预热温度，考虑到冷却速度过慢，会使奥氏体向铁素体转变，预热及层间温度不应过高。T91/P91钢焊后不能立即进行高温回火处理，而应首先对焊接接头在Ms（奥氏体向马氏体开始转变温度）和Mf（奥氏体向马氏体转变终了温度）点之间进行后热处理，其目的是进行消氢处理，减小热应力，防止在冷却过程中裂纹的产生。

3　焊口背部焊接保护剂的使用方法及注意问题

T91/P91钢属于高合金钢，为避免合金元素烧损和氧化，焊接时管内必须进行背部焊接保护。以往都是以做气室、充氩的方式对整个焊口进行的焊接保护，工艺比较复杂，且有个别焊口空气排不净，气室内氩气不纯，造成焊接保护不好的现象。本工程引进国外先进焊接工艺，焊接时采用焊接保护剂代替充氩的保护方式，原理是在焊缝背部加适量药粉，在焊接过程中利用熔池的高温，产生气体对焊接熔池进行局部焊接保护，取得了良好的抗氧化焊接效果。

3.1焊口背部焊接保护剂的使用方法

第一，清除油污。在使用保护剂前，必须对焊缝坡口附近的氧化膜、铁锈、油污等进行清理打磨。

第二，保护剂的混合。甲醇与焊接保护剂的重量混合比例为2∶1，搅拌成均匀的奶油状混合物5min后，涂于焊口的背面，宽度约为3mm，厚度约1mm，停留2～3min后，就可以进行焊接。

第三，如对口组装过程中有震动，可能造成涂层的脱落，因此在混合保护剂时还要按照重量比6∶1，加入比例为1的黏合剂。

第四，焊接时机。在涂于焊口背面后可以停留几分钟后，即可进行焊接，也可以在3～4d内进行焊接。保护剂不会因时间延长而失效。

第五，焊接电流。可以以正常的焊接电流施焊，但不能以大于正常电流的10%进行焊接。

第六，对口间隙。一般的对口间隙2～3mm。

第七，焊后在焊缝附近形成一种化学物质呈惰性的薄膜，在电厂使用范围内，可不必对其进行清理，不会对X光片造成影响。

3.2施工中需注意的问题

第一，混合比例一定要按比例调和，不可随意加大浓度，以免焊接时灰雾度加大，影响焊接视线。

第二，涂抹保护剂后不可停留太长时间不予焊接，以免焊接保护剂脱落或失效。

第三，如果用火焰加热法对焊缝进行加热，不可把火焰对焊缝直吹。

第四，必须由合格的焊工进行焊接操作。

4　保护剂的作用和优点

第一，抗氧化作用强，可以有效地防止焊缝背面的氧化。在充氩保护中，因氩原子比氢原子和氧原子密度大，主要分布在底层，上部的焊接保护效果不是很理想。而焊接保护剂的使用原理是跟随熔池的局部保护，避免了因分布不均匀，造成保护不好的现象，抗氧化更突出。

第二，焊缝背面的保护作用突出。作为背面保护剂，背面的保护涂层能够阻止许多有害的化合物的形成，同时也能吸收熔渣中的大量难熔元素。

第三，防止烧穿。保护剂有很好的热传导性，能有效地驱散焊缝局部的热量集中，使焊缝热量分布均匀化，减少过热倾向。

第四，保护剂能适用于对接、搭接及不同厚度材料对接的各种接头形式。

第五，使用保护剂使操作更容易，焊接速度更快，焊后打磨量更少。

第六，使工艺更简易，节约了更多的人工成本。

5　使用焊接保护剂焊口的工艺评定

5.1焊后无损检测

根据DL/T821《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》要求，射线检测Ⅰ级合格。

5.2外观检查记录

根据DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》7.1条规定，外观检查质量标准Ⅰ级合格。

5.3力学试验

结论：经检验，试样弯曲至规定角度无裂纹，符合要求。

5.4冲击试验

试件夏比V型冲击值符合规定要求。

5.5金相

宏观、微观金相检验结果符合SD340-89规定要求，热处理后组织为回火马氏体

6　现场焊后检测

主要针对现场所有T91/P91钢焊缝根部的超声波检验，无缺陷，符合规定要求。

7　结论

通过试验证明，焊接保护剂在T91/P91钢焊接中的使用，焊接接头机械性能各项指标完全能满足规定要求，且工艺更简单，能节约更多的人工成本，尤其在P91钢大口的焊接中，替代氩气的效果更好，价格比充氩气保护更低廉，有很高的推广价值。

Welding protective agent in the welding station

WANG Yin-fei1，ZHAO Feng2
（1.Huaneng Power Generation Limited In Hegang，Hegang154109，China；2.Zhonglongjian Power Construction Co.Nondestructive Testing Center，Jiamusi 154002，China）

TG457

A

1674-8646（2015）02-0040-02