由于P91鋼具有良好的高溫綜合性能，近十幾年來在我國大型發(fā)電站的主蒸汽管道中得到了廣泛應用。本文闡述了P91管道的焊接特性、焊接工藝、焊接質(zhì)量檢驗、焊接質(zhì)量監(jiān)控及發(fā)展趨勢。

在我國近十幾年來的許多大型火力發(fā)電站機組建設中，主蒸汽管道都普遍采用A335P91（簡稱P91鋼）鋼。該鋼是美國七十年代末八十年代初開發(fā)的新型馬氏體耐熱鋼，相當于國產(chǎn)9Cr-1MoV鋼種，該鋼與國產(chǎn)鋼相比，以具有高溫強度高、抗氧化性能和抗蠕變性能好以及具有相對高的熱傳導性與低的熱膨脹率等特點，填補了鐵素體鋼 (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，降低了管道熱應力，減少了熱疲勞裂紋的危險。

華能某地區(qū)電廠二期工程＃3、＃4爐擴建的2×300MW燃煤機組，由中南電力設計院設計，鍋爐由東方鍋爐(集團)股份有限公司生產(chǎn)，型號為DG1025/17.4-Ⅱ12，汽輪機采用哈爾濱汽輪機有限責任公司生產(chǎn)，型式為亞臨界一次中間再熱，單軸雙缸雙排汽凝汽式汽輪機。主蒸汽主管、支管和高旁閥前管道的設計溫度均為545℃，管材規(guī)格分別為Φ364×41、Φ273×29和Φ216×23，材質(zhì)為A335P91。

P91鋼過去在我國各熱電站應用還不十分普遍，各施工單位的焊接工藝評定工作及焊接、熱處理的特點都需要在施工過程中摸索，而且管道組裝順序?qū)附淤|(zhì)量也起著關鍵作用。為保證P91鋼管道的焊接工藝和焊接質(zhì)量達到要求，必須根據(jù)P91鋼的焊接特性作出焊接工藝評定，并根據(jù)評定報告作為現(xiàn)場安裝、焊接施工的依據(jù)，以及在現(xiàn)場施工過程中嚴格執(zhí)行此工藝要求。

焊接性分析

鋼材的化學成分

A335—P91鋼的化學成分如下表：

從上述表中可以看出，此鋼屬于中合金耐熱鋼。

P91鋼的焊接特性

① 由于P91是中合金鋼，它具有相當高的冷裂傾向，在不預熱條件下焊接裂紋達100%，當預熱200～250℃時可避免冷裂紋的產(chǎn)生。

② 在焊接過程中嚴格控制焊件的層間溫度，使其保持在預熱溫度或更高的溫度是首要的任務。其次要十分注意從層間溫度冷卻至焊后熱處理開始的時間間隔。

③ 對焊接輸入熱量的控制要求比較高，實踐經(jīng)驗證明，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，焊后必須作相應的熱處理。