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华能玉环电厂超超临界机组新型耐热钢的焊接与热处理 |
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| 华能玉环电厂超超临界机组新型耐热钢的焊接与热处理 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 8:41:59  |
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范长信1 周荣灿1 姚兵印1 邵天佑2 唐丽英1 王弘喆1 张淑霞1
（1．西安热工研究院有限公司 陕西 西安136 号 710032；2.华能玉环电厂，浙江 玉环 317604）
摘 要：以主蒸汽管道P92 钢为例，介绍了玉环电厂建设中如何解决新材料的焊接技术、并针对国
内现场焊接和热处理中存在的问题采取措施控制新型耐热钢的安装质量，以期为国内其它超超临界
机组项目焊接质量控制提供参考。
前言
华能玉环电厂是国内首座超超临界电厂，规划容量为四台1000MW 超超临界燃煤发电机组，机
组参数为600℃/600℃/26.25MPa，其中1、2 号机组于2004 年6 月开工，两台机组预计2006 年均将
投入正式运行。
由于机组的蒸汽温度参数比超临界机组有很大程度的提高，一些重要的高温部件采用了国内首
次应用的新型耐热钢，如末级过热器、再热器采用了Super 304H 和HR3C 两种新型奥氏体耐热钢，
末级过热器出口集箱采用了ASTM A335 P122 钢、主蒸汽管道采用ASTM A335 P92 钢等。新材料的
使用给配管和安装单位带来了焊接问题，由于焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节之一，华
能国际电力股份公司对于几种新材料的焊接非常重视，采取了业主、研究院所和配管、安装单位联
合技术攻关的模式，并在施工中对焊接质量的控制采取了一系列严格的措施。本文以玉环电厂P92
钢主蒸汽管道的焊接和热处理为例介绍超超临界机组建设中如何控制焊接质量，可为国内超超临界
机组的安装提供借鉴。
1 P92 焊接接头的性能要求
P92 钢是在P91 钢基础上添加1.8％左右的W 元素并降低Mo 元素及添加微量B 元素等开发出来
的新型9%Cr 马氏体耐热钢，焊接性能与P91 有相似之处。作为高温部件，显然持久强度是其最为
重要的性能，特别是P92 作为一种铁素体/马氏体类耐热钢，长期运行中的IV 型裂纹会导致接头强
度显著低于母材；另一方面，焊态下马氏体钢的焊缝金属硬度高、韧性低，需要合理的热处理来降
低硬度，获得足够的韧性，避免运行和检修中的开裂。对于反映焊缝韧性的室温冲击功指标，ASME
中并无要求，但在欧洲标准EN 1599:1997 中对P91 等给出了平均冲击功不低于47J、单值不低于38J
的要求，国内的《T/P91 焊接工艺导则》提出了41J 的最低要求。在参数为600℃的超超临界机组中
长期运行时，P91 焊缝的脆化严重，而P92 由于W 的加入促进Laves 相的析出，脆化倾向增大，因
此为了超超临界机组运行和检修过程中的安全，保证足够的焊缝冲击功储备是必须的。但片面追求
高的冲击功，如提高焊后热处理温度（PWHT），有可能使接头的持久强度降低。因此需要选择合理
的工艺，在焊接接头强度和韧性之间寻找一个平衡点。
2 焊接材料的选择和焊接工艺的确定
选择一种焊接工艺性能良好、焊缝金属性能优异的焊接材料是保证焊接接头质量的前提。国外
已有数家焊材生产商开发了P92 钢的焊接材料，为了对几种焊材进行对比同时熟悉其焊接工艺，选
择AL Cromocord 92（Air Liquide Welding/Oerlikon）、Thermanit MTS 616(Böhler Thyssen Welding)、
Chromet 92（Metrode Products Limited）三种成熟的P92 手工电焊条进行了熔敷金属试验，并对获得
的熔敷金属热处理试验、力学性能测试以及下临界转变温度AC1 的测试、金相组织分析以及工艺性
能对比等，初步对P92 的手工电弧焊条进行了评价。
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