摘要：在火电厂日常工作中，为了确保发电设备的正常、稳定运行，必须做好相关技术的实施及应用工作。值得注意的是，焊接技术在火电厂发电设备运行中起到了关键作用，例如：在焊接技术存在问题的情况下，会导致耐热钢焊接接头断裂失效，而进一步影响发电厂锅炉设备的正常、安全运行。本课题重点分析耐热钢焊接技术在火电厂中的应用，希望以此使火电厂日常工作质量及安全性能够得到有效提升。
关键词：耐热钢；焊接技术；火电厂；锅炉设备
进入21世纪以来，在社会经济稳步发展的背景下，我国电力建设业获得了较为快速的发展。从火电厂建设工作角度分析，为了确保火电厂锅炉等设备的正常、稳定运行，便需加强日常管理，并合理地利用一些科学技术。比如，对于火电厂锅炉设备来说，便需择优选择锅炉耐热钢，进一步优化耐热钢焊接技术，避免焊接问题的出现，进一步确保火电厂锅炉设备的安全、稳定运行[1]。总之，从火电厂建设工程工作效率及质量的提升等角度考虑，本课题围绕“耐热钢焊接技术在火电厂中的应用”进行分析研究具备一定的价值意义。
1.火电厂锅炉耐热钢的合理选择
对于火电厂的锅炉设备来说，其构成管道设备较多，包括了：过热器、再热器以及省煤器等。管道发挥了对高温高压蒸汽进行传送的功能，同时还对炉膛火焰及烟气高温的影响进行承担，由此可见火电厂锅炉设备的工作环境较为恶劣、复杂。值得注意的是，对于锅炉中的各部件，根据其所在部位的不同及适宜温度的不同，需选择合理科学的材料。通常而言，对于锅炉受热面管子的高温部位，通常使用奥氏体不锈钢管，奥氏体为主要的组织，能够发挥优良的抗晶体腐蚀性及热强性。对于锅炉过热器及再热器，如果壁温在620℃以下，考虑到经济成本，通常会选择使用贝氏体耐热钢，或珠光体耐热钢；这些钢体具备少许Cr与Mo元素，能够发挥很好的热强性及高温抗氧化作用[2]。总之，需根据需求合理选择火电厂锅炉耐热钢，从而确保火电厂锅炉耐热钢发挥自身性能优势，确保火电厂锅炉设备运行的可靠性及稳定性。
2.耐热钢焊接技术问题
在上述分析过程中，对火电厂锅炉耐热钢的合理选择有了一定程度的了解。在实际工作中，耐热钢焊接技术还存在一定程度的问题，总结起来这些问题主要表现为：
2.1晶体粗大问题
当焊缝和粗晶区存在很高的加热温度时，随着时间的流逝，进一步导致晶粒出现明显的粗化问题。与此同时，在晶体粗大的情况下，进一步易引发脆化问题的发生，尤其是T/P91细晶粒钢焊接头，其接头脆化情况非常明显。因此，需对焊接线能量进行合理地控制。
2.2淬硬组织及热影响区问题
一方面，基于手工焊角度分析，存在加快的冷却的效果，在电弧离开的情况下，便可以快速实现降温，但此过程易引发脆硬组织，使粗大马氏体产生，这样也容易出现脆化的问题。因此，需合理控制焊接线能量，避免偏小，因为偏小冷却非常快，容易使粗大的马氏体产生。
另一方面，对于软化带来说，对短时间高温的拉伸强度产生的影响较小，却会导致其持久强度降低，P91钢处于长时间的高温运行条件下，基于软化带部分会有裂纹产生。与此同时，对于焊接线能量及预热温度来说，对软化产生明显的影响，焊接线能量越高，预热温度越高，这样软化带便越宽。因此，需合理控制焊接线的能量，避免偏大；同时，也需合理控制预热温度，避免偏高。
2.3冷裂纹问题
对于冷裂纹来说，指的是基于焊后冷却期间渐渐形成的一类裂纹。冷裂纹的形成需具备一定的条件，总结起来包括：（1）钢种淬硬性[3]。当合金成分含量越多的条件下，则钢种淬硬性则越高，这样易形成M组织，导致晶格问题越来越多，进而容易出现冷裂纹。（2）氢含量及聚集程度影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当含氢量越高的情况下，则冷裂纹发生的倾向越高，在氢浓度高的位置，易引发冷裂纹；因此，在焊接材料选取过程中，需尽可能地选取低氢型材料，避免氢含量偏高造成冷裂纹问题的出现。（3）焊接接头的应力状态。当焊接接头应力状态处于负荷状态情况下，也容易出现冷裂纹，因此需合理选择焊接方法及材料，避免冷裂纹的出现。
3.耐热钢焊接技术在火电厂中的应用
在上述分析过程中，认识到一些技术问题，因此需根据存在技术问题，采取有效解决对策，确保耐热钢焊接技术在火电厂中的应用得到有效体现。总结起来，其技术措施如下：
3.1有效解决技术问题的方法
针对上述提到的由于晶粒粗大导致的脆化问题，需对焊接线能量进行合理控制。针对上述提到的由于淬硬组织导致的脆化问题，同样需合理控制焊接线能量，避免其能量偏小或偏大。针对上述提到的热影响区出现的软化问题，需在合理控制焊接线能量的基础上，合理控制预热温度。此外，针对冷裂纹问题，需合理控制钢种材料的合金成分，尽可能选择使用低氢型材料，并合理控制焊接接头的应力状态。
3.2焊接前技术手段
一方面，针对耐热钢焊接作业，在开始焊接之前，需严格按照规范标准将碱性焊条进行烘干处理，将烘干温度控制在300℃到400℃，将烘干的时间控制在1-2h，取出之后放置恒温箱（150℃）进行保温处理；值得注意的是，带至现场过程中需配置保温筒，然后及时将电源接上。另一方面，基于焊接之前，需注重预热方法的应用，将预热温度控制在Ms以下的大约50℃，让发生马氏体变化过程的冷却速度变缓慢，使回火M生成，同时通过小焊接线能量，让＞1100℃留置时间越短，进而使晶粒的粗化程度得到有效降低，这样能够使冷裂纹的发生得到有效控制，并且还能够使淬硬脆化降低[4]。
3.3焊接技术手段
需认识到焊接技术方法的选择对焊缝的韧性存在一定程度的影响。并且，在实践工作中得出TIG焊焊缝韧性与埋弧焊及手工电弧焊比较起来，更能保证焊缝的韧性。可以使用小线能量TIG焊丝，对P91厚壁管进行全方位焊接，使焊缝的韧性得到有效增强。值得注意的是，TIG使用了惰性气体，焊缝金属较纯净，同时TIG焊的含氧量低，当焊缝的含氧量降低的条件下，便能够使焊缝的韧性得到有效增强[5]。此外，在焊接之后，需合理控制热处理温度及时间，焊后热处理需确保焊缝马氏体获得完全的回火，使回火马氏体得到有效形成，进一步增强焊缝的冲击韧性。
3.结语
综上所述，在火电厂日常工作过程中，要想确保火电厂火锅设备的安全、稳定运行，便需掌握必要的耐热钢焊接技术。通过锅炉耐热钢的合理选择，进一步结合影响焊接工艺的相关影响因素及问题，采取有效的技术对策，使耐热钢焊接的质量得到有效提高。值得注意的是，为了提升焊缝的性能，一方面需做好焊接前技术控制工作，另一方面需掌握必要的焊接技术，根据所选的耐热钢材料，合理选择焊接技术，确保焊缝的韧性增强。相信在合理科学使用耐热钢焊接技术的基础上，将能进一步提高火电厂整体作业效率及质量，以确保火电厂锅炉设备的安全稳定运行。
参考文献
[1]张留军,宋肖阳,李康,常军委,朱琳.9Cr-3W-3Co耐热钢铸态组织观察[J].大型铸锻件,2019(02):51-54.
[2]戚振.耐热钢对接焊缝金相制备与组织分析[J.机电工程技术, 2019(01):90-91.
[3]贺红梅,李妍缘,王云霞.火电厂锅炉耐热钢的选材及发展[J].科技视界,2014(10):219-270.
[4]李应强.浅谈耐热钢焊接技术在火电厂中的应用[J].科技信息, 2009(11):748.
[5]宋吉生,宫美花.耐热异种钢焊接技术分析及在火电厂中的应用[J].科技资讯,2007(31):28.
论文作者:龚涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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