趙衛(wèi)雄

摘 要 本文針對SA-335 CrP91（簡稱P91）鋼管的特點，通過分析大口徑厚壁P91鋼管的焊接特點，嚴(yán)格控制焊接工藝和操作方法兩個方面進(jìn)行嚴(yán)格控制以獲得良好的焊接接頭。

關(guān)鍵詞 大口徑;P91鋼管;焊接;工藝

中圖分類號：TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0140-02

巴陵石化煤代油項目中的高壓蒸汽管道是非常重要的一條管線，該管道設(shè)計壓力為10.8MPa，設(shè)計溫度為545℃，操作壓力為10.3MPa，操作溫度為535℃，該管線全長1320米，其中有320米的管道材質(zhì)為SA-335 CrP91簡稱P91，規(guī)格為φ457×30，此管道的焊接屬大口徑、厚壁、高溫、高壓管道的焊接，焊接難度比較大。焊接時主要存在焊縫韌性低、焊接時焊條脫渣性差、易發(fā)生焊縫根部氧化等問題。經(jīng)過施工現(xiàn)場的研究，實踐證明，只要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，按工藝操作，可獲得良好的焊接接頭。

1 P91鋼管的特性、化學(xué)成分與機(jī)械性能

1）P91鋼管的特性。

P91鋼是一種由Nb、V、N微合金化的高合金鐵素體類鋼，高溫回火后組織是回火馬氏體，也可說是由鐵素體和彌散分布于其中的C、N化合物組成的。它是在9Cr-1Mo鋼的基礎(chǔ)上，研究改進(jìn)而成的新型鋼種，除了具有良好高溫力學(xué)性能以外，還具有高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的線膨脹系數(shù)及較好的抗氧化能力。

2）P91鋼管的化學(xué)成分與機(jī)械性能分析，見表1，表2。

2 SA-335 P91鋼管焊接存在問題分析

1）近縫區(qū)冷裂紋。

P91鋼管中含有約9%的Cr，1%的Mo，屬于高合金鋼，加之高壓蒸汽管道壁厚較厚（30 mm），焊縫冷卻速度快，使得氫的擴(kuò)散集中和較大的應(yīng)力疊加，很容易引起近縫區(qū)的冷裂紋產(chǎn)生，針對此特點，焊接中我們通過采取嚴(yán)格控制焊口預(yù)熱、層間溫度均勻及后熱處理等措施防止冷裂紋的產(chǎn)生。

2）P91鋼焊接時容易產(chǎn)生根部氧化。

P91鋼的焊接對外部環(huán)境要求比較高，焊接時施工環(huán)境溫度要求≥5℃，根部焊接時要求在無氧的環(huán)境下進(jìn)行，否責(zé)易發(fā)生焊縫的根部氧化現(xiàn)象。因此現(xiàn)場焊接時，我們采用對焊縫背面充氬保護(hù)的焊接工藝，防止焊縫的根部氧化發(fā)生。

3）P91鋼具有弧坑裂紋的傾向。

由于焊工收弧不當(dāng)，造成焊縫區(qū)局部溫度較高，燒傷焊縫而形成弧坑，加上預(yù)熱溫度不足，焊縫冷卻速度快而導(dǎo)致弧坑面產(chǎn)生裂紋。

4）P91鋼焊接時焊條脫渣性比較差，容易影響焊縫層間質(zhì)量。

3 認(rèn)真編寫焊接工藝，從焊接工藝上消除焊接缺陷

1）焊接工藝。

①焊接方法。

坡口形式采用雙V型坡口，采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行坡口加工，確保滿足焊口組對要求（對口間隙3-6 ㎜），采用鎢極氬弧焊打底，焊縫采用背面充氬保護(hù)工藝，電弧焊填層蓋面的方法。

②焊接材料選用。

本工程按照焊接工藝評定選用的焊材為焊絲：TGS-9CB φ2.4，焊條CM-9CB，φ3.2/φ4.0。鎢極WCe-20 φ2.5，氬氣純度必須≥99.99%，氬氣流量：正面8～12L/min，背面第一層：10～25L/min，第二層5～8L/min。

③焊接工藝參數(shù)，見表3。

3）焊前預(yù)熱。

采用電加熱的預(yù)熱方式，氬弧焊（GTAW）：預(yù)熱溫度150～200℃。電弧焊（SMAW）：預(yù)熱溫度200～250℃。焊接過程中層間溫度控制在300℃以內(nèi)，但不低于預(yù)熱溫度，預(yù)熱寬度從坡口中心每側(cè)不少于3倍的管壁厚，用測溫儀或測溫筆檢測預(yù)熱溫度達(dá)到要求后進(jìn)行焊接。預(yù)熱可以減緩焊縫的冷卻速度，有利于氫的逸出，減少焊接應(yīng)力，防止近縫區(qū)冷裂紋的產(chǎn)生。

4）P91鋼底層焊接時，采用背面充氬保護(hù)工藝，避免焊縫根部氧化;不僅第一遍打底時需要充氬保護(hù)，第二遍氬弧焊或第一遍電弧焊時仍需充氬保護(hù)，以防止過燒發(fā)生根部氧化現(xiàn)象。充氬保護(hù)工具可自行制作，亦可采用專用工具，必須注意焊接完成后取出保護(hù)氬氣工具。固定焊口焊接時，可用水溶紙堵塞焊口兩端500 ㎜左右，并焊縫處在第一遍打底時前先將坡口內(nèi)添塞石棉繩，形成密閉氣室，利用對口間隙將細(xì)長銅管或不銹鋼管敲扁后通過坡口伸進(jìn)焊接區(qū)域進(jìn)行充氬保護(hù)。，焊接前應(yīng)用手進(jìn)行檢測氣體保護(hù)效果，感覺到氬氣從焊縫冒出后方可進(jìn)行氬弧焊接。

5）氬弧焊打底。

①氬弧焊打底在管道預(yù)熱到規(guī)定溫度并加熱均勻后采用直流正接法、兩人對稱焊接，接頭位置應(yīng)該錯開，防止焊接接頭局部應(yīng)力集中。

②在開焊前把開始焊接處的石棉繩去開，把開始焊接處的焊縫清理干凈開始焊接，其余的石棉繩邊焊接邊去開。

③氬弧焊打底時，采用高頻引弧，衰減收弧的方法，且焊接時速度不宜過快，焊層厚度不小于3 ㎜。氬弧焊接最好焊兩遍，目的是防止電焊擊穿打底層，造成根部氧化或其他缺陷產(chǎn)生。

6）電弧焊填層蓋面。

①打底完成后，將焊道溫度升至200～250℃，可以開始電弧焊;采用直流反接法、兩人對稱焊接。

②第一、二層電弧焊，采用φ3.2 ㎜焊條，在保證熔化良好的前提下，盡量減小焊接電流，嚴(yán)防燒穿氬弧焊打底焊縫。

③中間各層采用φ4.0 ㎜焊條，各層接頭應(yīng)錯開，焊工要加強(qiáng)層間清理，嚴(yán)防焊縫夾渣。

④采用多層多道焊，各焊道的單層厚度約4 ㎜，單道焊的擺動寬度≤4倍的焊條直徑。

⑤由于焊條的脫渣性能較差，每層焊道須清理干凈，尤其注意清理接頭及焊道兩側(cè)。每道焊縫最好一次完成，焊接完畢后，清理焊縫表面的飛濺及焊渣，表面缺陷應(yīng)及時處理，即將焊縫加熱至350℃的脫氫處理，加熱要均勻，之后保溫自然冷卻后進(jìn)行探傷工作。

⑥焊縫返修工作與正式焊接工藝相同。

7）焊縫的焊后熱處理。

①焊接完畢后，大口徑P91鋼管要先進(jìn)行后熱處理，即將焊縫加熱至300～350℃，然后用保溫棉包好自然冷卻進(jìn)行24小時時效處理。

②后熱處理結(jié)束后，再對焊縫進(jìn)行焊后熱處理，溫度為760±10℃，緩慢加熱，300℃以上升、降速度為212℃/h，恒溫時間為2小時。

4 焊接時操作要點

1）嚴(yán)格控制預(yù)熱、層間溫度，嚴(yán)格控制焊接熱輸入量，提高焊接接頭的沖擊韌性。根層焊接需注意管道內(nèi)部氬氣充滿后方可進(jìn)行焊接，以防根層氧化，注意打底質(zhì)量，兩人對接焊時要相互幫助檢查。

2）焊接時隨時注意焊道的層間清理和檢查，上層檢查合格后及時進(jìn)行次層焊接，焊接時注意兩側(cè)坡口及根部要熔合良好，避免未熔合缺陷產(chǎn)生。

3）焊接時在熔池邊緣處收弧，收弧時注意填加鐵水并保證弧坑飽滿，同時采用電流的衰減性能以及注意接頭的打磨，以避免表面弧坑裂紋的產(chǎn)生。

4）P91鋼焊接施工時，環(huán)境溫度應(yīng)≥5℃，否則應(yīng)采取措施，施工時需做好防風(fēng)、防雨措施，確保滿足焊接施工要求。

5 焊接完成后無損檢測情況

見表4。

6 結(jié)論

實踐證明，通過使用合適的焊接工藝，嚴(yán)格的操作方法以及嚴(yán)格的技術(shù)、質(zhì)量管理，我們在巴陵石化煤代油工程中的高壓蒸汽管道大口徑P91鋼管的焊接取得了優(yōu)異的成績，大口徑SA-335 CrP91鋼管的無損探傷一次合格率99.50%，焊縫的光譜、硬度合格率100%，P91鋼管的焊接獲得了優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

參考文獻(xiàn)

[1]張信林，張佩良.焊工技術(shù)問答（第三版）[M].中國電力出版社，2005.

[2]王章忠.機(jī)械工程材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[3]徐英才.熔焊原理（第二版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.endprint

摘 要 本文針對SA-335 CrP91（簡稱P91）鋼管的特點，通過分析大口徑厚壁P91鋼管的焊接特點，嚴(yán)格控制焊接工藝和操作方法兩個方面進(jìn)行嚴(yán)格控制以獲得良好的焊接接頭。

關(guān)鍵詞 大口徑;P91鋼管;焊接;工藝

中圖分類號：TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0140-02

巴陵石化煤代油項目中的高壓蒸汽管道是非常重要的一條管線，該管道設(shè)計壓力為10.8MPa，設(shè)計溫度為545℃，操作壓力為10.3MPa，操作溫度為535℃，該管線全長1320米，其中有320米的管道材質(zhì)為SA-335 CrP91簡稱P91，規(guī)格為φ457×30，此管道的焊接屬大口徑、厚壁、高溫、高壓管道的焊接，焊接難度比較大。焊接時主要存在焊縫韌性低、焊接時焊條脫渣性差、易發(fā)生焊縫根部氧化等問題。經(jīng)過施工現(xiàn)場的研究，實踐證明，只要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，按工藝操作，可獲得良好的焊接接頭。

1 P91鋼管的特性、化學(xué)成分與機(jī)械性能

1）P91鋼管的特性。

P91鋼是一種由Nb、V、N微合金化的高合金鐵素體類鋼，高溫回火后組織是回火馬氏體，也可說是由鐵素體和彌散分布于其中的C、N化合物組成的。它是在9Cr-1Mo鋼的基礎(chǔ)上，研究改進(jìn)而成的新型鋼種，除了具有良好高溫力學(xué)性能以外，還具有高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的線膨脹系數(shù)及較好的抗氧化能力。

2）P91鋼管的化學(xué)成分與機(jī)械性能分析，見表1，表2。

2 SA-335 P91鋼管焊接存在問題分析

1）近縫區(qū)冷裂紋。

P91鋼管中含有約9%的Cr，1%的Mo，屬于高合金鋼，加之高壓蒸汽管道壁厚較厚（30 mm），焊縫冷卻速度快，使得氫的擴(kuò)散集中和較大的應(yīng)力疊加，很容易引起近縫區(qū)的冷裂紋產(chǎn)生，針對此特點，焊接中我們通過采取嚴(yán)格控制焊口預(yù)熱、層間溫度均勻及后熱處理等措施防止冷裂紋的產(chǎn)生。

2）P91鋼焊接時容易產(chǎn)生根部氧化。

P91鋼的焊接對外部環(huán)境要求比較高，焊接時施工環(huán)境溫度要求≥5℃，根部焊接時要求在無氧的環(huán)境下進(jìn)行，否責(zé)易發(fā)生焊縫的根部氧化現(xiàn)象。因此現(xiàn)場焊接時，我們采用對焊縫背面充氬保護(hù)的焊接工藝，防止焊縫的根部氧化發(fā)生。

3）P91鋼具有弧坑裂紋的傾向。

由于焊工收弧不當(dāng)，造成焊縫區(qū)局部溫度較高，燒傷焊縫而形成弧坑，加上預(yù)熱溫度不足，焊縫冷卻速度快而導(dǎo)致弧坑面產(chǎn)生裂紋。

4）P91鋼焊接時焊條脫渣性比較差，容易影響焊縫層間質(zhì)量。

3 認(rèn)真編寫焊接工藝，從焊接工藝上消除焊接缺陷

1）焊接工藝。

①焊接方法。

坡口形式采用雙V型坡口，采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行坡口加工，確保滿足焊口組對要求（對口間隙3-6 ㎜），采用鎢極氬弧焊打底，焊縫采用背面充氬保護(hù)工藝，電弧焊填層蓋面的方法。

②焊接材料選用。

本工程按照焊接工藝評定選用的焊材為焊絲：TGS-9CB φ2.4，焊條CM-9CB，φ3.2/φ4.0。鎢極WCe-20 φ2.5，氬氣純度必須≥99.99%，氬氣流量：正面8～12L/min，背面第一層：10～25L/min，第二層5～8L/min。

③焊接工藝參數(shù)，見表3。

3）焊前預(yù)熱。

采用電加熱的預(yù)熱方式，氬弧焊（GTAW）：預(yù)熱溫度150～200℃。電弧焊（SMAW）：預(yù)熱溫度200～250℃。焊接過程中層間溫度控制在300℃以內(nèi)，但不低于預(yù)熱溫度，預(yù)熱寬度從坡口中心每側(cè)不少于3倍的管壁厚，用測溫儀或測溫筆檢測預(yù)熱溫度達(dá)到要求后進(jìn)行焊接。預(yù)熱可以減緩焊縫的冷卻速度，有利于氫的逸出，減少焊接應(yīng)力，防止近縫區(qū)冷裂紋的產(chǎn)生。

4）P91鋼底層焊接時，采用背面充氬保護(hù)工藝，避免焊縫根部氧化;不僅第一遍打底時需要充氬保護(hù)，第二遍氬弧焊或第一遍電弧焊時仍需充氬保護(hù)，以防止過燒發(fā)生根部氧化現(xiàn)象。充氬保護(hù)工具可自行制作，亦可采用專用工具，必須注意焊接完成后取出保護(hù)氬氣工具。固定焊口焊接時，可用水溶紙堵塞焊口兩端500 ㎜左右，并焊縫處在第一遍打底時前先將坡口內(nèi)添塞石棉繩，形成密閉氣室，利用對口間隙將細(xì)長銅管或不銹鋼管敲扁后通過坡口伸進(jìn)焊接區(qū)域進(jìn)行充氬保護(hù)。，焊接前應(yīng)用手進(jìn)行檢測氣體保護(hù)效果，感覺到氬氣從焊縫冒出后方可進(jìn)行氬弧焊接。

5）氬弧焊打底。

①氬弧焊打底在管道預(yù)熱到規(guī)定溫度并加熱均勻后采用直流正接法、兩人對稱焊接，接頭位置應(yīng)該錯開，防止焊接接頭局部應(yīng)力集中。

②在開焊前把開始焊接處的石棉繩去開，把開始焊接處的焊縫清理干凈開始焊接，其余的石棉繩邊焊接邊去開。

③氬弧焊打底時，采用高頻引弧，衰減收弧的方法，且焊接時速度不宜過快，焊層厚度不小于3 ㎜。氬弧焊接最好焊兩遍，目的是防止電焊擊穿打底層，造成根部氧化或其他缺陷產(chǎn)生。

6）電弧焊填層蓋面。

①打底完成后，將焊道溫度升至200～250℃，可以開始電弧焊;采用直流反接法、兩人對稱焊接。

②第一、二層電弧焊，采用φ3.2 ㎜焊條，在保證熔化良好的前提下，盡量減小焊接電流，嚴(yán)防燒穿氬弧焊打底焊縫。

③中間各層采用φ4.0 ㎜焊條，各層接頭應(yīng)錯開，焊工要加強(qiáng)層間清理，嚴(yán)防焊縫夾渣。

④采用多層多道焊，各焊道的單層厚度約4 ㎜，單道焊的擺動寬度≤4倍的焊條直徑。

⑤由于焊條的脫渣性能較差，每層焊道須清理干凈，尤其注意清理接頭及焊道兩側(cè)。每道焊縫最好一次完成，焊接完畢后，清理焊縫表面的飛濺及焊渣，表面缺陷應(yīng)及時處理，即將焊縫加熱至350℃的脫氫處理，加熱要均勻，之后保溫自然冷卻后進(jìn)行探傷工作。

⑥焊縫返修工作與正式焊接工藝相同。

7）焊縫的焊后熱處理。

①焊接完畢后，大口徑P91鋼管要先進(jìn)行后熱處理，即將焊縫加熱至300～350℃，然后用保溫棉包好自然冷卻進(jìn)行24小時時效處理。

②后熱處理結(jié)束后，再對焊縫進(jìn)行焊后熱處理，溫度為760±10℃，緩慢加熱，300℃以上升、降速度為212℃/h，恒溫時間為2小時。

4 焊接時操作要點

1）嚴(yán)格控制預(yù)熱、層間溫度，嚴(yán)格控制焊接熱輸入量，提高焊接接頭的沖擊韌性。根層焊接需注意管道內(nèi)部氬氣充滿后方可進(jìn)行焊接，以防根層氧化，注意打底質(zhì)量，兩人對接焊時要相互幫助檢查。

2）焊接時隨時注意焊道的層間清理和檢查，上層檢查合格后及時進(jìn)行次層焊接，焊接時注意兩側(cè)坡口及根部要熔合良好，避免未熔合缺陷產(chǎn)生。

3）焊接時在熔池邊緣處收弧，收弧時注意填加鐵水并保證弧坑飽滿，同時采用電流的衰減性能以及注意接頭的打磨，以避免表面弧坑裂紋的產(chǎn)生。

4）P91鋼焊接施工時，環(huán)境溫度應(yīng)≥5℃，否則應(yīng)采取措施，施工時需做好防風(fēng)、防雨措施，確保滿足焊接施工要求。

5 焊接完成后無損檢測情況

見表4。

6 結(jié)論

實踐證明，通過使用合適的焊接工藝，嚴(yán)格的操作方法以及嚴(yán)格的技術(shù)、質(zhì)量管理，我們在巴陵石化煤代油工程中的高壓蒸汽管道大口徑P91鋼管的焊接取得了優(yōu)異的成績，大口徑SA-335 CrP91鋼管的無損探傷一次合格率99.50%，焊縫的光譜、硬度合格率100%，P91鋼管的焊接獲得了優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

參考文獻(xiàn)

[1]張信林，張佩良.焊工技術(shù)問答（第三版）[M].中國電力出版社，2005.

[2]王章忠.機(jī)械工程材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[3]徐英才.熔焊原理（第二版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.endprint

摘 要 本文針對SA-335 CrP91（簡稱P91）鋼管的特點，通過分析大口徑厚壁P91鋼管的焊接特點，嚴(yán)格控制焊接工藝和操作方法兩個方面進(jìn)行嚴(yán)格控制以獲得良好的焊接接頭。

關(guān)鍵詞 大口徑;P91鋼管;焊接;工藝

中圖分類號：TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0140-02

巴陵石化煤代油項目中的高壓蒸汽管道是非常重要的一條管線，該管道設(shè)計壓力為10.8MPa，設(shè)計溫度為545℃，操作壓力為10.3MPa，操作溫度為535℃，該管線全長1320米，其中有320米的管道材質(zhì)為SA-335 CrP91簡稱P91，規(guī)格為φ457×30，此管道的焊接屬大口徑、厚壁、高溫、高壓管道的焊接，焊接難度比較大。焊接時主要存在焊縫韌性低、焊接時焊條脫渣性差、易發(fā)生焊縫根部氧化等問題。經(jīng)過施工現(xiàn)場的研究，實踐證明，只要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，按工藝操作，可獲得良好的焊接接頭。

1 P91鋼管的特性、化學(xué)成分與機(jī)械性能

1）P91鋼管的特性。

P91鋼是一種由Nb、V、N微合金化的高合金鐵素體類鋼，高溫回火后組織是回火馬氏體，也可說是由鐵素體和彌散分布于其中的C、N化合物組成的。它是在9Cr-1Mo鋼的基礎(chǔ)上，研究改進(jìn)而成的新型鋼種，除了具有良好高溫力學(xué)性能以外，還具有高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的線膨脹系數(shù)及較好的抗氧化能力。

2）P91鋼管的化學(xué)成分與機(jī)械性能分析，見表1，表2。

2 SA-335 P91鋼管焊接存在問題分析

1）近縫區(qū)冷裂紋。

P91鋼管中含有約9%的Cr，1%的Mo，屬于高合金鋼，加之高壓蒸汽管道壁厚較厚（30 mm），焊縫冷卻速度快，使得氫的擴(kuò)散集中和較大的應(yīng)力疊加，很容易引起近縫區(qū)的冷裂紋產(chǎn)生，針對此特點，焊接中我們通過采取嚴(yán)格控制焊口預(yù)熱、層間溫度均勻及后熱處理等措施防止冷裂紋的產(chǎn)生。

2）P91鋼焊接時容易產(chǎn)生根部氧化。

P91鋼的焊接對外部環(huán)境要求比較高，焊接時施工環(huán)境溫度要求≥5℃，根部焊接時要求在無氧的環(huán)境下進(jìn)行，否責(zé)易發(fā)生焊縫的根部氧化現(xiàn)象。因此現(xiàn)場焊接時，我們采用對焊縫背面充氬保護(hù)的焊接工藝，防止焊縫的根部氧化發(fā)生。

3）P91鋼具有弧坑裂紋的傾向。

由于焊工收弧不當(dāng)，造成焊縫區(qū)局部溫度較高，燒傷焊縫而形成弧坑，加上預(yù)熱溫度不足，焊縫冷卻速度快而導(dǎo)致弧坑面產(chǎn)生裂紋。

4）P91鋼焊接時焊條脫渣性比較差，容易影響焊縫層間質(zhì)量。

3 認(rèn)真編寫焊接工藝，從焊接工藝上消除焊接缺陷

1）焊接工藝。

①焊接方法。

坡口形式采用雙V型坡口，采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行坡口加工，確保滿足焊口組對要求（對口間隙3-6 ㎜），采用鎢極氬弧焊打底，焊縫采用背面充氬保護(hù)工藝，電弧焊填層蓋面的方法。

②焊接材料選用。

本工程按照焊接工藝評定選用的焊材為焊絲：TGS-9CB φ2.4，焊條CM-9CB，φ3.2/φ4.0。鎢極WCe-20 φ2.5，氬氣純度必須≥99.99%，氬氣流量：正面8～12L/min，背面第一層：10～25L/min，第二層5～8L/min。

③焊接工藝參數(shù)，見表3。

3）焊前預(yù)熱。

采用電加熱的預(yù)熱方式，氬弧焊（GTAW）：預(yù)熱溫度150～200℃。電弧焊（SMAW）：預(yù)熱溫度200～250℃。焊接過程中層間溫度控制在300℃以內(nèi)，但不低于預(yù)熱溫度，預(yù)熱寬度從坡口中心每側(cè)不少于3倍的管壁厚，用測溫儀或測溫筆檢測預(yù)熱溫度達(dá)到要求后進(jìn)行焊接。預(yù)熱可以減緩焊縫的冷卻速度，有利于氫的逸出，減少焊接應(yīng)力，防止近縫區(qū)冷裂紋的產(chǎn)生。

4）P91鋼底層焊接時，采用背面充氬保護(hù)工藝，避免焊縫根部氧化;不僅第一遍打底時需要充氬保護(hù)，第二遍氬弧焊或第一遍電弧焊時仍需充氬保護(hù)，以防止過燒發(fā)生根部氧化現(xiàn)象。充氬保護(hù)工具可自行制作，亦可采用專用工具，必須注意焊接完成后取出保護(hù)氬氣工具。固定焊口焊接時，可用水溶紙堵塞焊口兩端500 ㎜左右，并焊縫處在第一遍打底時前先將坡口內(nèi)添塞石棉繩，形成密閉氣室，利用對口間隙將細(xì)長銅管或不銹鋼管敲扁后通過坡口伸進(jìn)焊接區(qū)域進(jìn)行充氬保護(hù)。，焊接前應(yīng)用手進(jìn)行檢測氣體保護(hù)效果，感覺到氬氣從焊縫冒出后方可進(jìn)行氬弧焊接。

5）氬弧焊打底。

①氬弧焊打底在管道預(yù)熱到規(guī)定溫度并加熱均勻后采用直流正接法、兩人對稱焊接，接頭位置應(yīng)該錯開，防止焊接接頭局部應(yīng)力集中。

②在開焊前把開始焊接處的石棉繩去開，把開始焊接處的焊縫清理干凈開始焊接，其余的石棉繩邊焊接邊去開。

③氬弧焊打底時，采用高頻引弧，衰減收弧的方法，且焊接時速度不宜過快，焊層厚度不小于3 ㎜。氬弧焊接最好焊兩遍，目的是防止電焊擊穿打底層，造成根部氧化或其他缺陷產(chǎn)生。

6）電弧焊填層蓋面。

①打底完成后，將焊道溫度升至200～250℃，可以開始電弧焊;采用直流反接法、兩人對稱焊接。

②第一、二層電弧焊，采用φ3.2 ㎜焊條，在保證熔化良好的前提下，盡量減小焊接電流，嚴(yán)防燒穿氬弧焊打底焊縫。

③中間各層采用φ4.0 ㎜焊條，各層接頭應(yīng)錯開，焊工要加強(qiáng)層間清理，嚴(yán)防焊縫夾渣。

④采用多層多道焊，各焊道的單層厚度約4 ㎜，單道焊的擺動寬度≤4倍的焊條直徑。

⑤由于焊條的脫渣性能較差，每層焊道須清理干凈，尤其注意清理接頭及焊道兩側(cè)。每道焊縫最好一次完成，焊接完畢后，清理焊縫表面的飛濺及焊渣，表面缺陷應(yīng)及時處理，即將焊縫加熱至350℃的脫氫處理，加熱要均勻，之后保溫自然冷卻后進(jìn)行探傷工作。

⑥焊縫返修工作與正式焊接工藝相同。

7）焊縫的焊后熱處理。

①焊接完畢后，大口徑P91鋼管要先進(jìn)行后熱處理，即將焊縫加熱至300～350℃，然后用保溫棉包好自然冷卻進(jìn)行24小時時效處理。

②后熱處理結(jié)束后，再對焊縫進(jìn)行焊后熱處理，溫度為760±10℃，緩慢加熱，300℃以上升、降速度為212℃/h，恒溫時間為2小時。

4 焊接時操作要點

1）嚴(yán)格控制預(yù)熱、層間溫度，嚴(yán)格控制焊接熱輸入量，提高焊接接頭的沖擊韌性。根層焊接需注意管道內(nèi)部氬氣充滿后方可進(jìn)行焊接，以防根層氧化，注意打底質(zhì)量，兩人對接焊時要相互幫助檢查。

2）焊接時隨時注意焊道的層間清理和檢查，上層檢查合格后及時進(jìn)行次層焊接，焊接時注意兩側(cè)坡口及根部要熔合良好，避免未熔合缺陷產(chǎn)生。

3）焊接時在熔池邊緣處收弧，收弧時注意填加鐵水并保證弧坑飽滿，同時采用電流的衰減性能以及注意接頭的打磨，以避免表面弧坑裂紋的產(chǎn)生。

4）P91鋼焊接施工時，環(huán)境溫度應(yīng)≥5℃，否則應(yīng)采取措施，施工時需做好防風(fēng)、防雨措施，確保滿足焊接施工要求。

5 焊接完成后無損檢測情況

見表4。

6 結(jié)論

實踐證明，通過使用合適的焊接工藝，嚴(yán)格的操作方法以及嚴(yán)格的技術(shù)、質(zhì)量管理，我們在巴陵石化煤代油工程中的高壓蒸汽管道大口徑P91鋼管的焊接取得了優(yōu)異的成績，大口徑SA-335 CrP91鋼管的無損探傷一次合格率99.50%，焊縫的光譜、硬度合格率100%，P91鋼管的焊接獲得了優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

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