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类型P92钢焊条电弧焊焊缝金属热裂纹及其特征 -学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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    关 键  词:
    P92钢焊条电弧焊焊缝金属热裂纹及其特征 -学兔兔 www.xuetutu.com P92 焊条 电弧焊 焊缝 金属 裂纹 及其 特征 学兔兔 www xuetutu com
    资源描述:
    兔w. xuciill.camn
    vatutin eme生产应用蜉荔
    P92钢爆条电弧焊爆缝金属热裂纹及其特征
    苏州热工研究院有限公司(215004)
    陈忠兵吕一仕
    广东患州平海发电厂有限公司(516363)
    侯志强彭波
    广东火电エ程总公司(广州市510735)祝国胜赵明凯
    摘要采用工程试样和实验室试样,通过缺陷形貌观察和缺陷断面上合金元素能谱分析,研究Pツ2钢焊条电
    弧焊焊鏠金属中短小形缺陷的性质及其特征。结果表明,两种试样缺陷断面上均观察到方向性一致的树枝品和自
    由凝固结晶晶胞,实验室试样还观察到缺陷产生于高温下,据此可确定该缺陷为焊接热裂纹且属结晶裂纹。裂纹
    位于焊道收弧处;在焊缝不同深度呈现星形状或线状不同形貌;裂纹中可以存在氧化屡或夹渣;裂纹面上未观察到
    S,P,B的显著偏析,但发现W,Cr,Si,V等元素偏析。元素偏析可能影响最后结晶区域结晶模式与结晶组织,从而
    影响热裂纹的形成。
    关键词:P92钢焊缝金属热裂纹自由结晶面元素偏析
    中图分类号:TG401
    0前言
    主要问题;文献[14]采用可变拘束试验研究了T91钢
    焊缝热裂纹敏感性后得到,T91钢有一定的结晶裂纹倾
    新型马氏体耐热钢SA335P92以其优异的抗高温向,但并不敏感,与12 Cri MOVG钢相当,比不锈钢
    蠕变性能和良好的热物理性能被广泛应用于火电站超0Crl8Ni9稍小,比镍基合金小得多;文献[15]从理论
    (超)临界机组中,应用中如何保证其焊接接头的完整上分析认为P91钢焊缝热裂纹敏感性应主要与S,P,
    性与性能要求,则一直是被关注的问题。对该钢的焊B,NB,Si,V等元素的偏析相关,同时也注意到在焊接
    接性研究表明,该钢接头存在一定的冷裂纹敏感工程中,P⑨1钢焊缝金属热裂纹并不常见,控制母材与
    性1“2)、脆化倾向“和细晶区Ⅳ型开裂倾向5-?。预焊接材料中有害元素含量,降低焊接热输入,就可避免
    热温度150℃以上,控制层间温度150~250℃,控制焊缝金属热裂纹的产生。
    热输入9~12kJ/cm,焊后760~770℃热处理并采用
    然而随着P92钢的应用,工程中发现,P92钢焊缝金
    合理的恒温时间,能有效避免接头冷裂纹、减小HAZ属中易产生一种短小形缺陷,长度一般2~5m,呈线状
    软化范围和諴轻接头脆化程度?。
    或星形状,超声波检测显示为超标缺陷,钨极氩弧焊、焊
    对Pツ2钢的焊接性研究中,其焊缝金属热裂纹敏条电弧焊"-?和埋弧自动焊”-明焊缝中均有发现。有
    感性被较少关注。一方面,根据焊接热裂纹形成机理,文献”认为,该类缺陷可能为热裂纹、片状夹渣或
    焊缝中S,P,B等元素偏析使最后凝固的固相晶体间形未熔合,也有文献-"?从缺陷形状、位置与尺寸判断
    成低熔点共晶,是导致耐热钢结晶袈纹的治金因该缺陷为焊接热裂纹,但无论判断其为何种缺陷,均缺
    素0U,而P92钢母材控制S≤0.01%,P≤0.02%,B乏缺陷性质的确定性判据,同时对其产生机理、影响因
    =0.001%~0.06%62,相关焊接材料标准及生产商素更缺乏研究。分析该缺陷的性质并采収相应的防止
    则将焊接材料中的S,P,B控制得更低。另ー方面,P92措施,成为目前P92钢应用中的一个技术问题。
    钢是在P1钢成分的基础上,降低0.5%左右Mo,増加
    文中分别采用工程中获取的工程试样和实验室制
    1.8%左右W,并增加微量元素B而来,两者焊缝金属备的实验室试样,通过缺陷形貌观察,缺陷断面上合金
    热裂纹倾向具有一定可比性。文献[13]通过薄板元素能谱分析,判断2钢焊条电弧焊焊缝金属中发
    Tigamajig焊接裂纹试验后认为,在通常的母材与焊接现的短小形超标缺陷的性质,分析该缺陷的产生时间、
    材料成分范围内,PI钢焊缝金属热裂纹并不是一个形貌、位置及超声检测反射波波形等特征,并初步分析
    该缺陷的产生原因,为进一步研究该缺陷的产生机理、
    收稿日期:2013-03-25
    影响因素和防止措施提供依据。
    2013年第12期33
    得あ生产应用tnan,m
    1工程试样获取与实验室试样制备
    査,多处收弧处发现裂纹,但焊道中未发现裂纹。收弧
    处裂纹形貌如图2所示。
    1.1工程试样获取
    某电站1000MW超超临界机组主汽管和再热热段
    管采用P92钢,规格分别为OD531mmx91mm和
    OD775mmx38mm,焊接采用钨极氩弧焊打底+焊条
    电弧焊填充和盖面工艺。机组运行6000h后超声波
    检测发现,主汽和再热热段管系10余道接头存在超标
    缺陷。选择主汽管接头上某处超声波检测发现的超标
    缺陷,当焊缝清除过程中该缺陷显示时,采用机械切取
    的方法切取该缺陷试样。切取过程中始终保持试样温
    度手触不烫。清除过程中缺陷形貌如图1a所示,着色
    图2P92钢焊缝收弧处裂纹形貌
    探伤显示该缺陷呈线状,长约3.0mm;切取的试样形
    貌如图1b所示。
    2缺陷形貌观察与缺陷性质分析
    2.1工程试样金相组织与缺陷形貌
    所取试样镶嵌、碾磨、抛光和腐蚀后,采用不同方
    法观察其金相组织和缺陷形貌。
    焊缝金相组织(图3)为回火马氏体,位向清晰,晶
    粒粗大,局部区域存在块状铁素体。
    (a)切取前缺陷形貌
    50 Hm
    图3焊缝金相组织
    试样碾磨过程中发现,随着碾磨的进行,缺陷的形
    貌逐渐由线状(图1a)变成星形状裂纹(图4a),3条裂
    纹一端汇集,另一端向不同方向延伸;沿晶开裂,尖端
    (b)切取的工程试样
    圆钝(图4b);裂纹内有夹杂物,采用EDAX能谱仪对
    其进行分析,发现既有以Cr,Fe为主的氧化物(图5a),
    图1工程试样
    也有含Ca,Si,V,T等较高的氧化物(图5b)。图5a中
    1.2实验室试样制备
    主要元素成分见表1,图5b中主要元素成分见表2。从
    采用规格为OD57mmx12mm的P2管对接制备成分判断,前者为Cr,Fe的氧化层,后者为焊渣。
    焊接接头。钨极弧焊打底焊接1层,焊层厚度3m;
    表1图5a中主要元素成分(质量分数,%)
    焊条电弧焊填充,层间温度200~300℃,焊条直径3.2
    mm,焊接电流100~110A,每层焊层厚度3~6mm
    Si
    施焊过程中焊道收弧处即能发现裂纹,焊接完成后检
    7.83
    0.097
    8.35
    余量
    342013年第12期
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