我国火电站焊接技能的近况及成长
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电力是我国百姓经济成长的根本财产之一。改革绽放的20年是中国电力成长最快、成绩最大的时期。到2000年底我国整年发电总量达13500亿千瓦时，天下电力装机容量到达3.16亿千瓦，天下发电装机容量和整年发电量均居天下第二位。
随着电力财产的敏捷成长，大容量的高温高压机组、连续涌现，渐渐镌汰了中温中压机组。到2000年底天下拥有1000MW及以上装机容量的火电厂66座，天下现有火电大机组容量为200～210MW的192台、250～300MW的180台、320～362.5MW的56台、500～660MW的30台，800MW的2台，大机组已成为中国火力发电的主力机组。为了进一步进步机组效果、低落煤耗、保卫环境、裁减CO2的排放另有须要进步蒸汽参数。进步锅炉蒸汽温度和压力参数是进步火力发电厂效果最有效的要领之一，特别是温度对效果的影响更为显然。
增大蒸汽压力要求利用高温强度更高的钢材，不然肯定使构件的壁厚成倍地增大。增长蒸汽温度则肯定要求钢材能在更高的温度下保留高的强度。可见电力技能的成长在很大程度上依赖于质料技能的成长程度。适应这一要求，自20世纪的80年代以来，美、德、法、日等国开辟出一系列实用于蒸汽参数达600℃/610℃、25MPa的铁素体热强钢和蒸汽温度达625℃的奥氏体耐热不锈钢(T91/P91，T92/P92，T122/P122，Super304H，T23/P23)。这些钢是在当代的冶炼、轧制、热处理和谋划机控制技能根本上产生的，它们将是我国以后新建大容量亚临界机组和超临界机组时首选的质料。因此切磋和控制这些质料的焊接工艺，切磋并富裕熟识这些质料焊接接洽在高温下的行动，是当前我国电站焊接劳动者面对的职责。
1我国火电站用钢的近况及展看
电站用钢的开辟必要很长的周期，建国以来我国电站高温高压管用钢材大多相沿外洋老练钢种，国表里实践证实12Cr1MoV、2.25Cr-Mo、TP304、TP347等钢工艺性能精良、运行可靠。但为了进步蒸汽温度和压力，20世纪60年代以后各国（也包括我国）纷纷致力于开辟利用温度高于580℃低于650℃的钢种，其结果虽然已有不少应用，但都有些缺憾。1983年美国ORNL在花了8年时间对9Cr1Mo钢举行了改革后，推出的T91/P91钢具有精良的常温和610℃以下高温力学性能的同时，还具有精良的加工工艺性能。
可以说T91/P91钢的开辟胜利是电站用钢范畴内近30年竭力的突破。我国于1987年开始引进利用这种钢，10多年来已有一些单位根本控制了T91/P91钢的焊接工艺，同时也开展了T91与钢102、12Cr1MoV、TP304钢异种钢焊接的切磋劳动。用T91调换钢102制成的过热器和高温再热器运行的可靠度显然进步。用P91制成的蒸汽管其管壁厚度可成倍地减小，表1比较了在同样蒸汽参数下分别利用2.25CrMo钢和P91钢时钢管的壁厚。壁厚的减小低落了构件的重量，减小了布局应力和热应力，也减小了制造资本和动工难度。
2.25Cr-Mo、P91钢经济性比较
随着T91/P91钢在天下范畴内日益推广应用，沿着美国ORNL开辟T91/P91钢的思路在原来钢102、2.25Cr-Mo、X20、TP304等钢的根本上又相继开辟出了T122/P122(HCM12A),T92/P92(NF616)和T91/P91一系列钢种。利用P122、P92和P23钢的经济效益见表2。这些钢相对付2.25Cr-Mo和X20的显然上风是显然的。它们已在日本的一些电厂利用，我国也会在不久的将来连续引进利用。
2火电站用新式热强钢的根本特点及其焊接性
T91/P91、T92/P92、P23/T23、T122/P122都是属调质状态下利用的回火马氏体钢，又都是在雷同的思路下研制开辟的，它们具有相似的根本特点。倘若分别对应地比较T91/P91和T9、EM12；T23和钢102、2.25Cr-Mo以及P122和X20。可以得出T91/P91、T92/P92、P23/T23、T122/P122这些新钢种与其原来牌号的老钢种在因素上的差别仅在于：①C、S、P含量的裁减；②Nb、V、N等元素作为微合金化而微量增长，但它们的深化机理和老钢种有原则的差别。而T91/P91等新钢种除了固溶和隐蔽深化外，还议决微合金化、控轧、形变热处理及控冷得到高密度位错和高度细化的晶粒，为钢的进一步深化和显然的韧化作出了贡献。新钢种由于低落了碳和杂质元素的含量，对焊接裂纹的敏捷性都显然低落，对P122钢的斜Y形拘束裂纹试验证明，200℃预热即可包管裂纹率为零。而雷同Cr含量的X20钢的裂纹偏向要大的多。更由于采取这类钢后，可成倍减小构件壁厚，焊接得到完好无裂纹的接洽的难度比钢102、T9、X20等也大为低落。纵然云云，接洽性能的显然劣化倒是焊接这类钢的重要困难。由这类钢的根本特点可以假想：①焊缝由于熔敷金属没有控轧和形变热处理的机遇，晶粒不大概由此得到细化，又由于熔敷金属中的Nb、V在凝集冷却进程中难以呈微细的C、N化合物析出，焊缝的韧性会远不如母材。②供货状态精良的母材性能受到焊接的高温循环，母材HAZ性能必会显然劣化。③这种劣化的程度随焊接热输进的增大而加剧。对T91/P91钢焊接的实践已经证实了这些假想。
2.1焊缝金属韧性的劣化
三菱重工在1985年焊接P91大口径厚壁管时所得的接洽韧性，败露了焊缝韧性低劣的表象，与此同时HAZ以及熔合区韧性低劣的表象远不如焊缝那样显然。我国的电站焊接劳动者比年来对T91/P91钢的实践，证实了焊缝的韧性对热输进和层间温度极其敏捷。采取大热输进、高的层间温度(60kJ/cm、250~350℃)时焊缝韧性仅为3.9~19.5J/cm2，低落线能量和层间温度(25kJ/cm和220~250℃)时焊缝韧性到达了73.2~113.6J/cm2。焊缝的韧性还与焊后热处理制度密切相干。别的熔敷金属的氧含量也影响它的韧性，实践证实TIG焊缝的韧性优于埋弧焊和手工电弧焊，而埋弧焊又优于手工电弧焊。
我国焊接劳动者采取小热输进TIG热丝全位置焊接P91厚壁管，取得了精良的焊缝韧性。纵然云云，焊缝的韧性仍比HAZ、熔合区低许多。P91钢是如许的，其他新式马氏体类热强钢也会表现出相似的规律。可见征服这种马氏体细晶强韧化钢材焊缝韧性的劣化偏向是焊接劳动者必要突破的具有共性的技能标题。
2.2HAZ蠕变断裂强度的劣化
切磋证明P91钢HAZ存在一个蠕变断裂强度劣化的地区，劣化从焊接热影响区的850℃，即AC1开始，925℃时劣化至最低值，然后渐渐收复，待热影响区温度超出1100℃以后才收复到靠近母材。可以推论，这一劣化区的宽度越大，对接洽高温强度的影响也就越显然，因此控制850~1100℃热影响区的宽度是控制这一劣化影响的紧张伎俩。显然这也必要议决控制焊接热输进和层间温度来实现。
2.3异种钢焊接接洽的早期失效偏向
实践证实铁素体热强钢与奥氏体钢构成的异种钢接洽，存在着随机的低于匀称寿命的早期失效表象。长期的切磋劳动已经熟识了这种表象的机理和控制办法。但是对付以T91/P91为代表的新式马氏体类热强钢与奥氏体钢的异种钢接洽是否还能服从这些规律，还需电站焊接劳动者珍视和切磋。
总之，切磋和控制上一世纪末出现的代表当代进步冶金技能的一系列新式热强钢的焊接和它们的高温运行行动是电站焊接劳动者面对的紧急的职责。
3电站配置的延寿焊接
美国Philadelphia电力公司Eddestone厂1号机是1960年2月开始商业运行的首台蒸汽温度为650℃，压力为350大气压的超超临界机组，1983年议决查抄评定调换其蠕变毁伤紧张的局部主蒸汽管后又收复平常运行。这种根据以往的运行汗青、对当前时候大概产生失效的部件举行检测、分析、评定其剩余寿命，然后根据评定的结果调换寿命耗尽的部件，修复其毁伤的部位，使机组处于平常运行状态的办法称之为延寿办法。采取如许的办法以后，机组寿命已每每不是由机组的技能状态决定，而是由其经济指标决定。多年以来我国的电站焊接劳动者曾胜利地修复过气包、集箱、转子、汽缸等部件，为延寿焊接积聚了阅历。
大容量机组的延寿办法其经济意义是显然的，但启动延寿办法也必要相当的投进，极有须要从同类机组的运行阅历和科研结果中提取信息教导何时应对何部件履行延寿办法，并根据评估结果教导是否应对相应的部件举行修复焊接。比方：统计证实对付添补金属为奥氏体的铁素体/奥氏体异种钢接洽，累计运行时间靠近8万小时就会出现较高频度的失效，而添补金属为镍基合金的铁素体/奥氏体异种钢接洽累计运行时间达15万小时才会出现较高的失效偏向。据此可以分别在7万和14万小时运行后对这些部件启用延寿办法，大概恰到好处。又如：某125机组低压转子安定运行13年以后，思考到制作时残留的缺陷于1982年退伍。经各方专家解剖谋划，证实转子仍能安定运行、原缺欠未扩展，既使运用思考了种种随机因素的可靠性要领谋划，转子在连续26次启停循环后其可靠度才开始从100%降落。可见确定某机组某部件适时地启用延寿办法的时候是很紧张的。别的，在焊接接洽毁伤的评猜中怎样思考焊接接洽力学性能的宏观不匀称性；在运用焊接技能的同时怎样刚正地切磋利用外貌工程中的相关技能，作到差别部件、差别毁伤在差别场地利用差别的工艺技能等，都是电站焊接劳动者面对必要切磋办理的标题。随着大容量老旧机组和调峰机组数量标增长，延寿劳动的范围也将随之敏捷增大。
4结论
(1)为合适进步火电站效果的必要，议决20世纪后半叶30多年的竭力，在纯化钢质的同时，运用微合金化和形变热处理技能的细晶强韧化根本上，开辟一系列高性能的马氏体热强钢和超等奥氏体热强钢，使进步蒸汽温度和压力参数、裁减构件壁厚、低落热应力和布局应力成为大概。
(2)上述一系列新钢种在具有精良力学性能的同时，还具有比原有相近因素的钢更精良的加工性能和焊接性。其突出的焊接困难是焊缝性能和HAZ性能的劣化，征服这种劣化表象、控制这一类钢种的焊接技能、控制这一类焊接接洽高温下运行的行动规律是电站焊接劳动者当前方对的职责。
(3)随着大容量老旧机组和调峰机组数量标增长，全面开展电站配置的延寿劳动和焊接修复，切磋办理延寿劳动中的相干标题也是电站焊接劳动者面对的劳动。