淺談SA213-TP347H焊接工藝控制

2023年12月27日發(作者：中小學班主任)

66當代化工研究Chenmical Intermediate工藝與設備2017·01淺談SA213-TP347H焊接工藝控制＊林文桃（九江檢安石化工程有限公司 江西 332004）摘要：本文介紹紅海灣發電廠一期2×600MW超臨界機組鍋爐屏式過熱器不銹鋼SA213-TP347H焊接過程和焊接工藝。嚴格控制焊接工藝參數，采取小電流、小參數、快速度焊接的方法，控制好焊縫層間溫度在150℃內，解決焊縫容易出現熱裂紋問題。采取有利的技術措施控制奧氏體不銹鋼的熱膨脹系數大而導熱系數小，容易出現焊接變形焊接變形問題。關鍵詞：SA213-TP347H；屏式過熱器；不銹鋼；焊接工藝中圖分類號：T 文獻標識碼：ALin Wentao(Jiujiang Detection and installation petrochemical engineering Co., ltd, Jiangxi, 332004)Abstract：This paper has introduced the welding process and welding technology of the screen type of superheater stainless steel SA213-TP347H for the pha-1 2×600MW supercritical unit boiler of Honghai Bay power station. Strictly control the welding technology parameters, adopt

small degree of electric current, small parameter and high speed of welding technology method, keep a good control of the welding temperature in

150℃ and solve the hot crack problem appeared in weld joint. Adopt favorable technical measures to control the problem of austenitic stainless steel’s

thermal expansion coefficient in a high number and heat conductivity coefficient in a small number and the problem of welding words：SA213-TP347H；screen type of superheater；stainless steel；welding technologyDiscussion of SA213-TP347H Welding Technology Control

1.前言汕尾紅海灣發電廠一期2×600MW超臨界機組，由東方鍋爐有限公司負責設計制造的，型號：DG1950-25.4/Ⅱ型超臨界參數變壓直流爐，屏式過熱器部分管排為部分管子采用特殊材料SA213-TP347H不銹鋼，管子相對較厚，焊接施工工藝復雜，質量要求高。選擇適當的焊接工藝和控制措施，確保SA213-TP347H焊口焊接質量尤為重要。焊接過程中容易出現熱裂紋。且此鋼種變形阻力大到與其他鋼種相比，奧氏體不銹鋼的熱膨脹系數大而導熱系數小。晶間腐蝕：根據貧鉻理論，焊縫和熱影響區在加熱到450-850℃敏化溫度區時在晶界上析出碳化鉻，造成貧鉻的晶界，不足以抵抗腐蝕的程度。2.部件介紹屏式過熱器布置在爐膛的上部，沿爐深方向并聯了兩排屏式過熱器管屏，每排管屏為15排，共30片，主要吸收爐膛內的輻射熱量。其中材質為SA213-TP347H，規格為￠45×10.8的對接焊口共90個。3.特性分析(1)SA213-TP347H鋼特點分析提高鍋爐蒸汽溫度和壓力參數是提高發電廠效率最為有效的方法之一，特別是溫度對效率的影響更為明顯，增加蒸汽溫度則必然要求鋼材能在更高的溫度下保持高的強度。SA213-TP347H鋼具有較好的熱強性和抗晶間腐蝕性能，在堿和很多酸中、在海水中都有耐腐蝕性，抗氧化性能好。是目前用于制造大型機組鍋爐受熱面管子的熱強不銹鋼。該鋼種還具有良好的彎管和焊接性，好的組織穩定性。但焊接過程中，容易出現熱裂紋，且熱膨脹系數大而導熱系數小，容易出現焊接變形。(2)SA213-TP347H鋼材質分析SA213-TP347H屬奧氏體不銹鋼，其化學成分如下所示：C Mn Si Cr Ni S P Nb0.04~0.10 ≤2.00 ≤0.75 17.0~20.0 9.0~13 ≤0.03

≤0.040 Nb+Ta≥ 8×C%~1.00工程建設過程圖片4.質量控制(1)焊接方法和焊接工藝根據SA213-TP347H材料特性，及焊接工藝評定所定的要求和現場的需要，我們制定了相應的焊接方法和焊接工藝。盡量使焊縫金屬呈雙相組織，鐵素體的含量控制在

2017·01工藝與設備當代化工研究Chenmical Intermediate673~5%以下。因為鐵素體能大量溶解有害的S、P雜質。在選擇焊接材料時，應含S、P、C等含量低的，與其相匹配的ER347焊絲。整個氬弧焊接過程嚴格按照工藝評定給出的焊接參數進行，在保證質量根部焊透的情況下，盡可能的減小焊接線能量。采用小電流、小參數、快速度的焊接工藝原則。通過采取有效的技術措施，為減少焊接變形。(2)焊接準備焊接作業人員：焊工由經過焊接基本知識和實際操作技能的培訓，取得焊工合格證書的人員擔任，并有相應項目考核合格證且在有效期之內。合格證有效內容符合國家質量監督檢驗總局鍋爐壓力容器安全監察局《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》或DL／T679-1999《焊工技術考核規程》。焊接設備：采用美國INVERTIC-I-300型逆變焊機，計量期限應在有效期之內，各調節器及設備運行正常可靠。焊接方法：全部采用鎢極氬弧焊接。焊接材料：根據焊接工藝評定要求，選用ER347焊絲，焊絲規格為ф2.5進行焊接。其化學成分如下所示：成分 （百分比） C Mn Si Cr Ni S P Nb標準值 ≤0.08 1.00 ~2.50 0.30~0.65 19.00~ 21.50

9.00~11.00 ≤0.03 ≤0.03 10×C%~1.00實測值 0.063 1.47 0.65 19.27 9.15 0.009 0.028 0.93①屏式過熱器屬全組合焊口，管排材料種類多，有T91、T91/12Cr1MoVG、SA213-TP347H材料，所以在管排對口前，必須進行材質光譜分析，并做好光譜標識，以防止混材而用錯焊材。②不銹鋼ER347焊絲應有制造廠合格證書，并經光譜分析合格，按焊接材料管理程序，經驗收合格入庫，方可投入現場使用。③鎢極氬弧焊所用氬氣純度不低于99.95%，焊接作業人員在使用氬氣時，必須認真檢查氬氣的純度。④現場在焊接位置搭好防風擋雨措施，并須經焊接作業人員驗收確認措施到位。⑤坡口制備按廠家已提供的單V坡口，用不銹鋼專用砂輪機對管口內、外壁進行打磨，將焊口表面及附近母材內、外壁的油漆、垢、銹清理干凈，清理寬度約為焊口每側寬15～20mm。⑥對口時要盡量做到內壁齊平，局部錯口值不大于0.5

mm，對口間隙要求2.5～4mm。⑦為減少焊接變形，組對前在焊口采取較小的反變形量，即將管排焊口位置墊高，向兩邊傾斜，傾斜角為5°~10°。焊接前必須將兩邊管排用槽鋼固定，以防整體變形。⑧做好充氬保護的準備措施。(3)焊接過程①不銹鋼焊接時根部進行充氬保護，我們根據實際情況，采用密閉氣室的方法。將兩對接管口兩端用水溶紙封堵，單邊管口氣室距離不得小于200mm，焊口處用醫用膠布封好，形成密閉氣室，留一小孔，插入連接氬氣皮管的球針，充入氬氣及排出氣室中的空氣，開始流量為10-20Ｌ/min，施焊過程中流量應保持在8-10L /min。經驗證確認空氣已全部排出后，方可開始點焊，焊接時邊焊邊揭膠布。②管排焊接時，應從中間向兩側焊，先焊不易焊接處，再焊容易焊接處，以免留下焊接死角。焊口間隙過小或過大，間隙過小易產生根部末焊透，易產生裂紋；間隙過大易發生根部凸出，減少了管子有效使用面積，且使焊縫應力集中容易產生裂紋。在打底焊接時不能按順序進行，應從最小間隙的焊口開始。在對口根部點固焊時，點固焊后應檢查各個焊點質量，如有缺陷應立即清除，重新進行點焊，點焊長度不少于10mm，厚度不小于3mm。焊層；焊接方法；焊絲；規格；極性；電流A；電壓V

背面保護氣流L/min；焊接速度mm/min。1 WS ER347 φ2.5 正接 65～95 12～15 8～10 40～502 WS ER347 φ2.5 正接 65～95 12～15 8～10 40～50其它 WS ER347 φ2.5 正接 65～95 12～15 8～10 40～50③管子打底焊接時，氬弧焊打底順序推薦如下：Ⅱ Ⅳ Ⅱ ⅣⅢ Ⅰ Ⅲ Ⅰ水平固定 垂直固定④由于不銹鋼排管焊接時充氬的原因，焊接時不能兩個焊工同時對稱焊接。但為減少焊接變形和減少焊工的移動次數，確保焊接質量，可派兩名焊工對稱交替焊接。⑤根據SA213-TP347H焊接工藝評定的要求，期層間溫度控制在150℃以下。每一排焊口應在全部氬弧焊打底完成后，待溫度冷卻下來后，再進行次層焊接。⑥整個氬弧焊接過程嚴格按照工藝評定給出的焊接參數進行，在保證質量根部焊透的情況下，盡可能的減小焊接線能量。采用小電流、小參數、快速度的焊接工藝原則。⑦焊接時鎢棒被粘住，應停止焊接，將缺陷清除并更換鎢棒后重新焊接。⑧嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、收弧，試驗電流或隨意焊接臨時支撐物。⑨焊口完成后，仔細檢查焊口外觀，清理飛濺和其它雜物，如發現咬邊、未熔合等焊接缺陷，應及時打磨補焊。⑩屏式過熱器不銹鋼管排焊口在焊接完成后，由專責焊接質檢員進行外觀檢查，然后按規程要求委托金檢項目進行100%的RT無損探傷。5.結論嚴格按焊接工藝評定要求的焊接規范進行焊接，關鍵是采取低熱輸入的焊接規范，控制焊縫層間溫度在150℃內，根部背面保護可靠。經過精心的組織，采取有效焊接技術措施是可以得到令人滿意的焊接接頭的。?【參考文獻】[1]依據屏式過熱器圖紙要求及技術規范.[2]DL869-2004《火力發電廠焊接技術規程》.[3]《火電施工質量檢驗及評定標準》（焊接篇，1996年版）.[4]廣東火電工程總公司焊接工藝評定報告焊接規范.?【作者簡介】林文桃（1981~），男，九江檢安石化工程有限公司，研究方向：工業設備安裝焊接技術方向的研究。((責任編輯宋小蒙)