由于P91鋼具有良好的高溫綜合性能,，近十幾年來(lái)在我國(guó)大型發(fā)電站的主蒸汽管道中得到了廣泛應(yīng)用,。本文闡述了P91管道的焊接特性,、焊接工藝,、焊接質(zhì)量檢驗(yàn),、焊接質(zhì)量監(jiān)控及發(fā)展趨勢(shì)。在我國(guó)近十幾年來(lái)的許多大型火力發(fā)電站機(jī)組建設(shè)中,，主蒸汽管道都普遍采用A335P91（簡(jiǎn)稱P91鋼）鋼,。該鋼是美國(guó)七十年代末八十年代初開(kāi)發(fā)的新型馬氏體耐熱鋼，相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)9Cr-1MoV鋼種,，該鋼與國(guó)產(chǎn)鋼相比,，以具有高溫強(qiáng)度高、抗氧化性能和抗蠕變性能好以及具有相對(duì)高的熱傳導(dǎo)性與低的熱膨脹率等特點(diǎn),，填補(bǔ)鐵素體鋼 (如 P22)與奧氏體鋼間的空白,，使焊件具有較小的截面尺寸，有效地降低了焊件壁厚,，減少了材料用量,，降低了管道熱應(yīng)力，減少了熱疲勞裂紋的危險(xiǎn),。

P91鋼的焊接特性① 由于P91是中合金鋼,，它具有相當(dāng)高的冷裂傾向,，在不預(yù)熱條件下焊接裂紋達(dá)100%,，當(dāng)預(yù)熱200～250℃時(shí)可避免冷裂紋的產(chǎn)生。② 在焊接過(guò)程中嚴(yán)格控制焊件的層間溫度,，使其保持在預(yù)熱溫度或更高的溫度是首要的任務(wù),。其次要十分注意從層間溫度冷卻至焊后熱處理開(kāi)始的時(shí)間間隔。③ 對(duì)焊接輸入熱量的控制要求比較高,，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明,，采用較小的焊條直徑,、比較低的層間溫度和較小的焊接線能量，沖擊韌性可以大大提高,。④ 焊接接頭在焊后狀態(tài)均為高硬度的不穩(wěn)定組織,，焊后必須作相應(yīng)的熱處理。

焊接方法的選擇P91鋼有較高的淬硬傾向,，對(duì)焊接冷裂紋很敏感,，可采用鎢極氬弧打底和低氫型焊條填充和蓋面的焊條電弧焊焊接。

預(yù)熱方式/溫度：跟蹤電加熱/150-200℃（GTAW）,、200-250℃（SMAW）,。　　保護(hù)氣體：氬氣,，純度≥99.99%,，氬氣流量：焊槍8-12L/min，背面第一遍10-25L/min,，第二遍3-8L/min,。層間溫度：＜250℃（采用遠(yuǎn)紅外線測(cè)儀控溫）。后熱處理：焊后升溫至300-350℃,，保溫2h,。　熱處理：溫度750℃-770℃,，保溫時(shí)間5min/mm,，且不少于4h；焊后熱處理升降溫度小于150℃/h,?！“瓷鲜龉に嚭附恿怂焦潭ā⒋怪惫潭ǜ饕患?Phi;273×30試件,，經(jīng)檢查和檢驗(yàn),，均符合規(guī)范要求。

焊接施工工藝在工藝評(píng)定合格的基礎(chǔ)上,，依據(jù)工藝評(píng)定報(bào)告,，及時(shí)編制了有關(guān)的焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。P91鋼焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容如下：焊前準(zhǔn)備1.焊材的選擇　 焊絲ER90S-B9 　焊條E9015-B9

2.坡口加工   坡口采用機(jī)械加工,，坡口應(yīng)平滑均勻,，尺寸符合要求，對(duì)口前需認(rèn)真檢查,，發(fā)現(xiàn)不合格者必須用磨光機(jī)等工具修磨至合格,。清理坡口內(nèi)外壁兩側(cè)15～20mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污等污物,，直至露出金屬光澤,。

3.對(duì)口  應(yīng)采用專用的對(duì)口卡具,，不得強(qiáng)行組對(duì)，對(duì)口時(shí)應(yīng)做到內(nèi)壁齊平,，如有錯(cuò)口,，其錯(cuò)口量不超過(guò)壁厚的10%，且不大于1mm,；對(duì)口前應(yīng)仔細(xì)檢查坡口處母材是否有缺陷,，如有應(yīng)另行處理；點(diǎn)焊用的焊接材料,、焊接工藝和選定的焊工技術(shù)條件應(yīng)與正式焊接時(shí)相同,；小徑薄壁管點(diǎn)焊時(shí)，間隙為2～3mm,，可在坡口內(nèi)直接點(diǎn)固2～3點(diǎn),，大口徑管點(diǎn)焊時(shí)，間隙為3～5 mm,，點(diǎn)焊可采用“定位塊"固定,。

焊前預(yù)熱采用電腦溫控設(shè)備，對(duì)焊口進(jìn)行跟蹤預(yù)熱,，熱電偶對(duì)稱布置,，熱電偶與管件應(yīng)接觸良好，氬弧焊預(yù)熱溫度為150～200℃,，焊條電弧焊預(yù)熱為200～250℃,，預(yù)熱寬度從坡口中心每側(cè)不少于3倍的管壁厚計(jì)算。

打底層焊接采用WS-400焊機(jī),，直流正接,。當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到規(guī)定溫度并均勻后，大徑管由兩人對(duì)稱焊接,，第一層和第二層焊縫均采用氬弧焊,。打底層焊時(shí)，采用內(nèi)送絲法,，要注意根部熔合良好,，厚度控制在2.8～3.2mm范圍內(nèi)。為防止根部焊縫金屬氧化,，應(yīng)在管子內(nèi)充氬保護(hù),。

充氬保護(hù)可參照下列要求進(jìn)行：a、充氬保護(hù)范圍以坡口中心為準(zhǔn),，每側(cè)各200～300 mm處,，以可溶紙或其它可溶材料，用耐高溫膠帶粘牢,，做成密封氣室,。

b、采用“充氣針"從坡口間隙或“探傷孔"中插入進(jìn)行充氬,，開(kāi)始時(shí)氬氣流量背面為10～25L/min,，第二遍背面為4～8 L/min，焊槍為8～12 L/min,。c,、用點(diǎn)燃的打火機(jī)或火柴放至焊縫間隙附近，當(dāng)火焰熄滅時(shí),，說(shuō)明內(nèi)部空氣已排空,，可進(jìn)行氬弧焊打底焊接。

焊條電弧焊填充,、蓋面層焊接氬弧焊完成后,，將預(yù)熱溫度升至200～250℃，開(kāi)始電弧焊,；采用直流反接法,、兩人對(duì)稱焊接。由于P91鋼焊接時(shí),，熔池鐵水粘度大,，流動(dòng)性差，焊接規(guī)范又小,，因而容易出現(xiàn)夾渣,，層間未熔合等缺陷，因此為避免大的缺陷產(chǎn)生及保證焊接接頭的綜合機(jī)械性能,，必須采用多層多道,、小規(guī)范進(jìn)行焊接，焊層厚度盡量薄,，每層焊道厚度不超過(guò)4mm,；擺動(dòng)焊接時(shí)，焊條擺幅不超過(guò)焊條直徑的4倍,，每層焊道必須清理干凈,，尤其注意清理接頭及焊道兩側(cè)，焊縫外表焊接完畢,，要求焊工立即進(jìn)行清理自檢,，發(fā)現(xiàn)外表成形不好的馬上補(bǔ)焊，嚴(yán)禁在焊縫冷卻后再直接補(bǔ)焊,。

焊后熱處理當(dāng)焊接接頭不能及時(shí)進(jìn)行熱處理時(shí),，應(yīng)于焊后立即做加熱溫度為300～350℃、恒溫時(shí)間為2小時(shí)的后熱處理。焊后熱處理采用多路輸出,、多點(diǎn)測(cè)溫,，且加熱器與熱電偶一一對(duì)應(yīng)，焊口上,、下溫度始終保持一致,，使熱處理焊口在升、降溫速度以≤150℃/h為宜,。降溫至300℃時(shí),，可不控制，冷卻至室溫,。加熱溫度為750～770℃,，恒溫時(shí)間為5min/mm，但最少不得少于4小時(shí),。

焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量按I類焊縫的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn),，檢驗(yàn)內(nèi)容及要求為：1.外觀，按DL/T869—2004《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》,I類焊縫外觀的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收,；2.無(wú)損檢驗(yàn),，按JB4730對(duì)焊縫進(jìn)行100%超聲波（UT）、磁粉（MT）探傷,，I級(jí)合格,；3.硬度，熱處理完畢后,，做100%硬度測(cè)定,，硬度值小于350HB；4.光譜,，對(duì)焊縫金屬合金成分進(jìn)行100%光譜分析復(fù)查,。

焊縫返修

1.焊接接頭外觀檢查不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。輕者打磨焊補(bǔ),，嚴(yán)重者應(yīng)割掉重新焊接,。

2. 經(jīng)無(wú)損檢驗(yàn)不合格的焊接接頭，其缺陷可進(jìn)行焊補(bǔ),，但必須在確認(rèn)缺陷已經(jīng)消除的基礎(chǔ)上,，按正常焊接工藝或焊補(bǔ)工藝規(guī)定進(jìn)行。

3 .返修焊補(bǔ)的焊接接頭,，一般同一焊口不得超過(guò)兩次,，否則應(yīng)割掉重新對(duì)口焊接。

4.返修焊補(bǔ)的焊接接頭,，必須重新進(jìn)行焊后熱處理和無(wú)損檢驗(yàn),。