浅谈SA213-TP347H焊接工艺控制

2023年12月27日发(作者：中小学班主任)

66当代化工研究Chenmical Intermediate工艺与设备2017·01浅谈SA213-TP347H焊接工艺控制＊林文桃（九江检安石化工程有限公司 江西 332004）摘要：本文介绍红海湾发电厂一期2×600MW超临界机组锅炉屏式过热器不锈钢SA213-TP347H焊接过程和焊接工艺。严格控制焊接工艺参数，采取小电流、小参数、快速度焊接的方法，控制好焊缝层间温度在150℃内，解决焊缝容易出现热裂纹问题。采取有利的技术措施控制奥氏体不锈钢的热膨胀系数大而导热系数小，容易出现焊接变形焊接变形问题。关键词：SA213-TP347H；屏式过热器；不锈钢；焊接工艺中图分类号：T 文献标识码：ALin Wentao(Jiujiang Detection and installation petrochemical engineering Co., ltd, Jiangxi, 332004)Abstract：This paper has introduced the welding process and welding technology of the screen type of superheater stainless steel SA213-TP347H for the pha-1 2×600MW supercritical unit boiler of Honghai Bay power station. Strictly control the welding technology parameters, adopt

small degree of electric current, small parameter and high speed of welding technology method, keep a good control of the welding temperature in

150℃ and solve the hot crack problem appeared in weld joint. Adopt favorable technical measures to control the problem of austenitic stainless steel’s

thermal expansion coefficient in a high number and heat conductivity coefficient in a small number and the problem of welding words：SA213-TP347H；screen type of superheater；stainless steel；welding technologyDiscussion of SA213-TP347H Welding Technology Control

1.前言汕尾红海湾发电厂一期2×600MW超临界机组，由东方锅炉有限公司负责设计制造的，型号：DG1950-25.4/Ⅱ型超临界参数变压直流炉，屏式过热器部分管排为部分管子采用特殊材料SA213-TP347H不锈钢，管子相对较厚，焊接施工工艺复杂，质量要求高。选择适当的焊接工艺和控制措施，确保SA213-TP347H焊口焊接质量尤为重要。焊接过程中容易出现热裂纹。且此钢种变形阻力大到与其他钢种相比，奥氏体不锈钢的热膨胀系数大而导热系数小。晶间腐蚀：根据贫铬理论，焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬，造成贫铬的晶界，不足以抵抗腐蚀的程度。2.部件介绍屏式过热器布置在炉膛的上部，沿炉深方向并联了两排屏式过热器管屏，每排管屏为15排，共30片，主要吸收炉膛内的辐射热量。其中材质为SA213-TP347H，规格为￠45×10.8的对接焊口共90个。3.特性分析(1)SA213-TP347H钢特点分析提高锅炉蒸汽温度和压力参数是提高发电厂效率最为有效的方法之一，特别是温度对效率的影响更为明显，增加蒸汽温度则必然要求钢材能在更高的温度下保持高的强度。SA213-TP347H钢具有较好的热强性和抗晶间腐蚀性能，在碱和很多酸中、在海水中都有耐腐蚀性，抗氧化性能好。是目前用于制造大型机组锅炉受热面管子的热强不锈钢。该钢种还具有良好的弯管和焊接性，好的组织稳定性。但焊接过程中，容易出现热裂纹，且热膨胀系数大而导热系数小，容易出现焊接变形。(2)SA213-TP347H钢材质分析SA213-TP347H属奥氏体不锈钢，其化学成分如下所示：C Mn Si Cr Ni S P Nb0.04~0.10 ≤2.00 ≤0.75 17.0~20.0 9.0~13 ≤0.03

≤0.040 Nb+Ta≥ 8×C%~1.00工程建设过程图片4.质量控制(1)焊接方法和焊接工艺根据SA213-TP347H材料特性，及焊接工艺评定所定的要求和现场的需要，我们制定了相应的焊接方法和焊接工艺。尽量使焊缝金属呈双相组织，铁素体的含量控制在

2017·01工艺与设备当代化工研究Chenmical Intermediate673~5%以下。因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。在选择焊接材料时，应含S、P、C等含量低的，与其相匹配的ER347焊丝。整个氩弧焊接过程严格按照工艺评定给出的焊接参数进行，在保证质量根部焊透的情况下，尽可能的减小焊接线能量。采用小电流、小参数、快速度的焊接工艺原则。通过采取有效的技术措施，为减少焊接变形。(2)焊接准备焊接作业人员：焊工由经过焊接基本知识和实际操作技能的培训，取得焊工合格证书的人员担任，并有相应项目考核合格证且在有效期之内。合格证有效内容符合国家质量监督检验总局锅炉压力容器安全监察局《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》或DL／T679-1999《焊工技术考核规程》。焊接设备：采用美国INVERTIC-I-300型逆变焊机，计量期限应在有效期之内，各调节器及设备运行正常可靠。焊接方法：全部采用钨极氩弧焊接。焊接材料：根据焊接工艺评定要求，选用ER347焊丝，焊丝规格为ф2.5进行焊接。其化学成分如下所示：成分 （百分比） C Mn Si Cr Ni S P Nb标准值 ≤0.08 1.00 ~2.50 0.30~0.65 19.00~ 21.50

9.00~11.00 ≤0.03 ≤0.03 10×C%~1.00实测值 0.063 1.47 0.65 19.27 9.15 0.009 0.028 0.93①屏式过热器属全组合焊口，管排材料种类多，有T91、T91/12Cr1MoVG、SA213-TP347H材料，所以在管排对口前，必须进行材质光谱分析，并做好光谱标识，以防止混材而用错焊材。②不锈钢ER347焊丝应有制造厂合格证书，并经光谱分析合格，按焊接材料管理程序，经验收合格入库，方可投入现场使用。③钨极氩弧焊所用氩气纯度不低于99.95%，焊接作业人员在使用氩气时，必须认真检查氩气的纯度。④现场在焊接位置搭好防风挡雨措施，并须经焊接作业人员验收确认措施到位。⑤坡口制备按厂家已提供的单V坡口，用不锈钢专用砂轮机对管口内、外壁进行打磨，将焊口表面及附近母材内、外壁的油漆、垢、锈清理干净，清理宽度约为焊口每侧宽15～20mm。⑥对口时要尽量做到内壁齐平，局部错口值不大于0.5

mm，对口间隙要求2.5～4mm。⑦为减少焊接变形，组对前在焊口采取较小的反变形量，即将管排焊口位置垫高，向两边倾斜，倾斜角为5°~10°。焊接前必须将两边管排用槽钢固定，以防整体变形。⑧做好充氩保护的准备措施。(3)焊接过程①不锈钢焊接时根部进行充氩保护，我们根据实际情况，采用密闭气室的方法。将两对接管口两端用水溶纸封堵，单边管口气室距离不得小于200mm，焊口处用医用胶布封好，形成密闭气室，留一小孔，插入连接氩气皮管的球针，充入氩气及排出气室中的空气，开始流量为10-20Ｌ/min，施焊过程中流量应保持在8-10L /min。经验证确认空气已全部排出后，方可开始点焊，焊接时边焊边揭胶布。②管排焊接时，应从中间向两侧焊，先焊不易焊接处，再焊容易焊接处，以免留下焊接死角。焊口间隙过小或过大，间隙过小易产生根部末焊透，易产生裂纹；间隙过大易发生根部凸出，减少了管子有效使用面积，且使焊缝应力集中容易产生裂纹。在打底焊接时不能按顺序进行，应从最小间隙的焊口开始。在对口根部点固焊时，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊，点焊长度不少于10mm，厚度不小于3mm。焊层；焊接方法；焊丝；规格；极性；电流A；电压V

背面保护气流L/min；焊接速度mm/min。1 WS ER347 φ2.5 正接 65～95 12～15 8～10 40～502 WS ER347 φ2.5 正接 65～95 12～15 8～10 40～50其它 WS ER347 φ2.5 正接 65～95 12～15 8～10 40～50③管子打底焊接时，氩弧焊打底顺序推荐如下：Ⅱ Ⅳ Ⅱ ⅣⅢ Ⅰ Ⅲ Ⅰ水平固定 垂直固定④由于不锈钢排管焊接时充氩的原因，焊接时不能两个焊工同时对称焊接。但为减少焊接变形和减少焊工的移动次数，确保焊接质量，可派两名焊工对称交替焊接。⑤根据SA213-TP347H焊接工艺评定的要求，期层间温度控制在150℃以下。每一排焊口应在全部氩弧焊打底完成后，待温度冷却下来后，再进行次层焊接。⑥整个氩弧焊接过程严格按照工艺评定给出的焊接参数进行，在保证质量根部焊透的情况下，尽可能的减小焊接线能量。采用小电流、小参数、快速度的焊接工艺原则。⑦焊接时钨棒被粘住，应停止焊接，将缺陷清除并更换钨棒后重新焊接。⑧严禁在被焊工件表面引燃电弧、收弧，试验电流或随意焊接临时支撑物。⑨焊口完成后，仔细检查焊口外观，清理飞溅和其它杂物，如发现咬边、未熔合等焊接缺陷，应及时打磨补焊。⑩屏式过热器不锈钢管排焊口在焊接完成后，由专责焊接质检员进行外观检查，然后按规程要求委托金检项目进行100%的RT无损探伤。5.结论严格按焊接工艺评定要求的焊接规范进行焊接，关键是采取低热输入的焊接规范，控制焊缝层间温度在150℃内，根部背面保护可靠。经过精心的组织，采取有效焊接技术措施是可以得到令人满意的焊接接头的。•【参考文献】[1]依据屏式过热器图纸要求及技术规范.[2]DL869-2004《火力发电厂焊接技术规程》.[3]《火电施工质量检验及评定标准》（焊接篇，1996年版）.[4]广东火电工程总公司焊接工艺评定报告焊接规范.•【作者简介】林文桃（1981~），男，九江检安石化工程有限公司，研究方向：工业设备安装焊接技术方向的研究。((责任编辑宋小蒙)