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摘 要： 随着发电机组蒸汽参数的提高，百万机组的主蒸汽、高温再热蒸汽等重要部件使用的都是P92管材。本文主要是通过分析火电厂机组项目，收集有关的技术资料和数据，对新型耐热钢P92焊接性能、焊接工艺及焊后热处理控制要点进行论述，以供大家探讨。
关键词： P92钢 质量控制 要点分析
【引言】伴随着国家经济的高速发展，电力供应的逐步扩大。为发展高效率、低耗能、环保的发电机组，全国各地均以大力发展超超临界机组来满足节能环保的要求。本人从事的是电力方面的工作，工作中通过接触到的工程施工技术文件，分析相应的数据资料，了解到电力行业焊接人员是如何确保新型耐热钢焊接接头使用性能合格，避免设备在工作运行中的失效现象，解决耐热钢焊接问题。对P92钢焊接质量控制是体现在焊接前、焊接过程和焊后热处理等重要质量点的控制。通过质量控制要点的分析，以供大家探讨。
1.P92钢概述
火电厂发电机组很多设备都采用P92材质，例如主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道等。P92钢是在P91钢的基础上加W（1.5%～2.0%），降低了Mo含量，大大增强了固溶强化效果，规定Mn、Si、V等多种元素的范围要求，严格控制了S、P的含量。
P92钢中C、S和P的含量比较低，其韧性、塑性得到提高，再热裂纹的敏感性得到降低。P92钢作为马氏体耐热钢，与其他铁素体合金钢相比，有更强的高温强度和蠕变性能，能够减轻锅炉和管道部件的质量，具有更强的抗腐蚀性和抗氧化性能。P91钢与P92钢常温力学性能对比如下表2。
2.P92钢焊接材料的选用
P92钢焊接材料的选材原则有以下几点：（1）焊接材料熔敷金属的Ac1应与母材相当；（2）熔敷金属的化学成分、力学性能应与母材相当；（3）焊接工艺性能良好。目前国内用于焊接P92钢的只要有德国蒂森公司及英国曼彻特公司生产的P92类焊材。焊材化学成分表如表3、表4。
P92母材和焊缝金属力学性能（室温）如下表5。
3.质量控制要点分析
3.1坡口准备
坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷，并在组对前将坡口及内、外壁10～15mm打磨干净，直发出金属光泽。坡口示意图如下。
3.2焊口点固
点固焊用的焊接材料、焊接工艺和选定的焊工技术条件应与正式焊接时相同。
点固用的锲块材料应选用P92钢或表面堆焊P92熔敷金属，堆焊层不得少于两层，厚度不得小于5mm。
3.3根部充氩保护
为防止根部氧化，氩弧焊打底及填充第一层焊道时，必须在管口内壁进行充氩保护。保护范围以坡口中心为准，在P92管每侧各200～300mm处进行封堵，做成密封气室，氩气流速10～25L/min。
3.4焊前预热
在氩弧焊打底前必须对焊口进行预热150℃～200℃。在P92厚壁大管预热温度达到后，为减小厚壁造成的内外壁温度差，恒温不少于20分钟再进行焊接。热电偶布置不少于2点，并沿圆周对称布置。热电偶布置如下图：
3.4 氩弧焊打底焊接
P92钢作为新型耐热钢，对焊工的焊接技术和焊接经验上都有很高的要求。在开始焊接前要保证焊工有足够的练习，使焊工能完成适应现场的焊接设备、焊接材料及焊接环境等。在氩弧焊打底前确保根部充氩保护。为减少焊接变形，采取两人对称焊接。打底时，二人对称交错断续焊至完成，以便互相检查根部焊接质量。当发现有未熔合、未焊透、气孔、烧焦等缺陷时及时处理。氩弧焊打底焊接参数如下：焊丝规格Φ2.4mm；焊接电流100～130A；焊接电压11～12V；氩气流量8～15L/min。为防止收弧时熔池高温状态下温度陡降产生弧坑裂纹，在收弧的时候，应在电流衰减后，将电弧移向坡口边缘时熄弧，熄弧后焊枪应继续进行氩气保护，待熔池颜色变暗后方可撤开。焊接顺序如下图：
氩弧焊打底焊层厚度控制在3mm范围内。为了保证根部质量，在氩弧焊打底第一层完成后用氩弧焊再填充一层。
3.5填充盖面焊接
填充盖面焊接参数如下：焊条规格Φ2.5mm；焊接电流80～105A；焊接电压22～25V；焊条规格Φ3.2mm；焊接电流110～135A；焊接电压22～25V。电焊采用小电流、多层多道焊接，层间温度控制在250℃以下。焊接过程严格控制每层的厚度与宽度，单层增厚不超过焊条直径，焊道宽度不超过焊条直径的3倍。每层焊接完成后进行检查、清理，尤其注意中间接头和坡口边缘，经自检合格后方可进行下一层焊接，直至完成。
3.6焊后热处理
热处理前，在焊口两侧管段使用耐温性优良的东西垫实，使其支撑牢固，以防高温下变形。被处理焊口不得有穿膛风、积水及蒸汽，管子两端口可用耐温保温材料堵住。
焊后不宜采用后热，当被迫后热时，后热应在焊接完成，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h后立即进行。后热工艺为：温度300℃～350℃，时间2h。焊接完成后，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h进行马氏体转变。在马氏体转变后应及时进行焊后热处理。
热处理升降温速度为6250/δ（单位为℃/h，其中δ为焊件厚度，单位为mm），且不大于150 ℃/h。当壁厚大于100mm时，升降温速度按60℃/h，300℃以下不控制升降温速度。
4.焊后检验
4.1硬度检验
硬度检测如下表
4.2金相检验
5.结语
1）焊工作为整个P92钢焊接施工过程中最重要的一个环节，其技术和经验直接影响到焊接的质量。技术和经验的高低直接体现在焊接过程中合理的电流选择、合理的焊接速度、合理的焊接站位和对焊接过程中出现的特殊情况的紧急处理等。
2）P92钢的合金元素含量很高，冷裂纹很敏感，为避免层间产生裂纹，预热温度控制在200℃～250℃。
3）焊接过程采用小电流、多层多道的焊接工艺。焊接过程层间温度不宜超过250℃。
4）焊后热处理是整个施工过程中最后一个重要环节，其直接影响到焊缝的综合性能。
参考文献
[1] 瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司.T/P92钢手册.
[2] 姜新成，周理杰. P92管道焊接技术[J].管理新疆电力焊接技术培训中心. 2011（01）.
[3]杜雷，岳青峰，徐骞. P92钢的现场焊接工艺控制[J].河北省电力建设第一工程公司. 2010（23）.
[4]熊辉.浅谈移动式接触焊焊接工艺[J].黑龙江科技信息.2011（33）.
[5]周丹麦.现场焊接接头数控精磨技术研究[D].西南交通大学.2013（65）.
关键词： P92钢 质量控制 要点分析
【引言】伴随着国家经济的高速发展，电力供应的逐步扩大。为发展高效率、低耗能、环保的发电机组，全国各地均以大力发展超超临界机组来满足节能环保的要求。本人从事的是电力方面的工作，工作中通过接触到的工程施工技术文件，分析相应的数据资料，了解到电力行业焊接人员是如何确保新型耐热钢焊接接头使用性能合格，避免设备在工作运行中的失效现象，解决耐热钢焊接问题。对P92钢焊接质量控制是体现在焊接前、焊接过程和焊后热处理等重要质量点的控制。通过质量控制要点的分析，以供大家探讨。
1.P92钢概述
火电厂发电机组很多设备都采用P92材质，例如主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道等。P92钢是在P91钢的基础上加W（1.5%～2.0%），降低了Mo含量，大大增强了固溶强化效果，规定Mn、Si、V等多种元素的范围要求，严格控制了S、P的含量。
P92钢中C、S和P的含量比较低，其韧性、塑性得到提高，再热裂纹的敏感性得到降低。P92钢作为马氏体耐热钢，与其他铁素体合金钢相比，有更强的高温强度和蠕变性能，能够减轻锅炉和管道部件的质量，具有更强的抗腐蚀性和抗氧化性能。P91钢与P92钢常温力学性能对比如下表2。
2.P92钢焊接材料的选用
P92钢焊接材料的选材原则有以下几点：（1）焊接材料熔敷金属的Ac1应与母材相当；（2）熔敷金属的化学成分、力学性能应与母材相当；（3）焊接工艺性能良好。目前国内用于焊接P92钢的只要有德国蒂森公司及英国曼彻特公司生产的P92类焊材。焊材化学成分表如表3、表4。
P92母材和焊缝金属力学性能（室温）如下表5。
3.质量控制要点分析
3.1坡口准备
坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷，并在组对前将坡口及内、外壁10～15mm打磨干净，直发出金属光泽。坡口示意图如下。
3.2焊口点固
点固焊用的焊接材料、焊接工艺和选定的焊工技术条件应与正式焊接时相同。
点固用的锲块材料应选用P92钢或表面堆焊P92熔敷金属，堆焊层不得少于两层，厚度不得小于5mm。
3.3根部充氩保护
为防止根部氧化，氩弧焊打底及填充第一层焊道时，必须在管口内壁进行充氩保护。保护范围以坡口中心为准，在P92管每侧各200～300mm处进行封堵，做成密封气室，氩气流速10～25L/min。
3.4焊前预热
在氩弧焊打底前必须对焊口进行预热150℃～200℃。在P92厚壁大管预热温度达到后，为减小厚壁造成的内外壁温度差，恒温不少于20分钟再进行焊接。热电偶布置不少于2点，并沿圆周对称布置。热电偶布置如下图：
3.4 氩弧焊打底焊接
P92钢作为新型耐热钢，对焊工的焊接技术和焊接经验上都有很高的要求。在开始焊接前要保证焊工有足够的练习，使焊工能完成适应现场的焊接设备、焊接材料及焊接环境等。在氩弧焊打底前确保根部充氩保护。为减少焊接变形，采取两人对称焊接。打底时，二人对称交错断续焊至完成，以便互相检查根部焊接质量。当发现有未熔合、未焊透、气孔、烧焦等缺陷时及时处理。氩弧焊打底焊接参数如下：焊丝规格Φ2.4mm；焊接电流100～130A；焊接电压11～12V；氩气流量8～15L/min。为防止收弧时熔池高温状态下温度陡降产生弧坑裂纹，在收弧的时候，应在电流衰减后，将电弧移向坡口边缘时熄弧，熄弧后焊枪应继续进行氩气保护，待熔池颜色变暗后方可撤开。焊接顺序如下图：
氩弧焊打底焊层厚度控制在3mm范围内。为了保证根部质量，在氩弧焊打底第一层完成后用氩弧焊再填充一层。
3.5填充盖面焊接
填充盖面焊接参数如下：焊条规格Φ2.5mm；焊接电流80～105A；焊接电压22～25V；焊条规格Φ3.2mm；焊接电流110～135A；焊接电压22～25V。电焊采用小电流、多层多道焊接，层间温度控制在250℃以下。焊接过程严格控制每层的厚度与宽度，单层增厚不超过焊条直径，焊道宽度不超过焊条直径的3倍。每层焊接完成后进行检查、清理，尤其注意中间接头和坡口边缘，经自检合格后方可进行下一层焊接，直至完成。
3.6焊后热处理
热处理前，在焊口两侧管段使用耐温性优良的东西垫实，使其支撑牢固，以防高温下变形。被处理焊口不得有穿膛风、积水及蒸汽，管子两端口可用耐温保温材料堵住。
焊后不宜采用后热，当被迫后热时，后热应在焊接完成，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h后立即进行。后热工艺为：温度300℃～350℃，时间2h。焊接完成后，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h进行马氏体转变。在马氏体转变后应及时进行焊后热处理。
热处理升降温速度为6250/δ（单位为℃/h，其中δ为焊件厚度，单位为mm），且不大于150 ℃/h。当壁厚大于100mm时，升降温速度按60℃/h，300℃以下不控制升降温速度。
4.焊后检验
4.1硬度检验
硬度检测如下表
4.2金相检验
5.结语
1）焊工作为整个P92钢焊接施工过程中最重要的一个环节，其技术和经验直接影响到焊接的质量。技术和经验的高低直接体现在焊接过程中合理的电流选择、合理的焊接速度、合理的焊接站位和对焊接过程中出现的特殊情况的紧急处理等。
2）P92钢的合金元素含量很高，冷裂纹很敏感，为避免层间产生裂纹，预热温度控制在200℃～250℃。
3）焊接过程采用小电流、多层多道的焊接工艺。焊接过程层间温度不宜超过250℃。
4）焊后热处理是整个施工过程中最后一个重要环节，其直接影响到焊缝的综合性能。
参考文献
[1] 瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司.T/P92钢手册.
[2] 姜新成，周理杰. P92管道焊接技术[J].管理新疆电力焊接技术培训中心. 2011（01）.
[3]杜雷，岳青峰，徐骞. P92钢的现场焊接工艺控制[J].河北省电力建设第一工程公司. 2010（23）.
[4]熊辉.浅谈移动式接触焊焊接工艺[J].黑龙江科技信息.2011（33）.
[5]周丹麦.现场焊接接头数控精磨技术研究[D].西南交通大学.2013（65）.