摘要：近几年，随着经济水平的不断提高，火电机组的运行面临着很大的发展前景。马氏体高合金钢作为机组运行当中的首要元件，它良好的耐热性以及强烈的抗氧化性为机组运行效率的有效提升具有十分重要的作用。T92/P92号钢作为常见的马氏体高合金钢，但是在实际工作当中也会经常出现韧性低等特点。本文在阐述T92/P92钢的可焊性以及相关焊接工艺的基础上，对于相关的焊接要点以及热处理技术进行全面的阐述，希望为相关工作机组提供一个有价值的参考。
关键词：T92/P92；高合金钢；焊接；热处理
引言：为了不断提高火电机组的运行效率，从而使得这一行业在促进生产力水平不断提高上发挥出越来越大的价值，这一行业开始对于相关的运行参数以及机组容量进行改进，因此这对高合金钢的耐热性以及韧性就有了更高的要求。T92/P92钢由于其自身的特性，在实现这些要求上具有十分重要的意义。这两种钢是在91号钢的基础上而出现的新一代强热刚，这种钢在原始材料的基础上添加了一些钨元素，从而使得钢本身的耐热性大大提高[1]。但是T/P92钢在实际应用的过程中依然存在一些向其他形态转变，进而发生脆化的现象，因此这对于钢焊接以及热处理技术的要求就越来越高，对于这方面的技术进行全面的研究应该是一项具有普遍现实意义的工作。
一、可焊性分析
面对T/P92钢较大的转变特性，在处理的时候就应该从降低这种钢发生裂纹入手，从而使得这种钢在焊接过程中的组织以及性能得到良好的改善，因此对焊接以及热处理技术进行全面的研究是实现火电行业长远发展的一项重要工作。
（一）焊缝韧性低
在对T/P92钢进行焊接的过程中，包括Nb、V等不同的化合物都会存留在固溶金属当中，使得钢本身的韧性大大降低。但是众所周知，W这种金属又会更加降低物质的韧性[2]。此外，一般焊接过程当中，输入的能量都相当大，使得熔池在高温条件下停留的时间比较长，就直接对于焊缝在焊接过程中的抗冲击能力产生了不同程度的影响，使得焊接技术面临着较大的质量威胁。
（二）焊接冷裂纹
虽然T/P92钢的C、S、P等元素质量含量低，且具有晶粒细、韧性高的特点，焊接冷裂纹倾向大为降低，但仍还有一定倾向，应严格控制预热温度，焊后及时热处理。
二、T/P92钢焊接工艺
（一）焊接方法
T/P92小管焊口采用全氩弧焊GTAW；T/P92大管焊口采用氩弧焊打底/手工电弧焊盖面。
（二）焊接材料
焊丝选用ThermanitMTS616－ER90S-G，φ2.4；焊条选用ALCROMOCORD92，φ2.5、φ3.2。
（三）焊接工艺参数
焊接参数垂直固定时偏上限选取，水平固定焊及小径管偏下限选取。大径管氩弧焊打底至少2层，φ2.5mm焊条焊2层，然后使用φ3.2mm焊条。
（四）温度控制
小口径焊口选用便携式远红外测温仪，大中径厚壁采用电脑控温。测温方法：预热温度在坡口内测量，层间温度在起焊点前50mm处测量。
（五）焊前预热
1.预热方法。T/P92小管焊口采用火焰预热，火焰距离焊口10mm以上，喷嘴移动均匀，不得长时间在同一位置停留，防止氧化或对母材增碳，加热宽度每侧不小于100mm；T/P92焊口采用电加热预热，每侧加热宽度为母材壁厚的3倍，且不小于100mm。在温度记录仪显示到达预热温度后，应保持该温度30min后方可开始焊接，以保证预热温度的匀透性，减小温度梯度。
2.预热温度和层间温度。焊接过程中可以将温度降至200℃左右，这样有利于层间温度的控制。
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3.升降温速度。大中径厚壁管道升降温速度按6250/δ计算，满足升温速度80～150℃/h，降温速度≤150℃/h。
4.T/P92焊口应尽量一次性连续焊完。如果特殊情况一次焊接未能完成，而夜间未安排施工，可将层间温度控制在80～100℃，第二天热处理人员提前再将温度升到预热温度；或在当天焊接结束后，将温度降到80～100℃，恒温2h后，再将温度升到预热温度，尽量保证马氏体转变过程。
5.背部充氩。对口前，在管内距坡口中心两侧各200～300mm处用可溶纸封堵做成密封气室，对口后，在坡口处间隙处用保温棉进行封堵，然后向管内充氩排尽气室内空气。焊接时拨开一段焊接一段，最后打底焊接收口时，注意调节控制好氩气流量大小，确保打底焊接质量。开始充氩气流量可为10～20L/min，施焊过程中应保持在8～10L/min。
6.直径194mm以上的T/P92焊口采用两人对称焊，打底时相互配合，一名焊工施焊，另一名焊工用手电筒观察焊缝背面的透度情况，发现问题及时处理。
7.T/P92钢对线性能量输入十分敏感，需严格控制焊接温度。电弧焊最大焊条选φ3.2mm，焊层厚不大于焊条直径，焊道宽度不大于焊条直径的4倍；要选择合适的预热温度，若温度过高，焊接时焊缝温度会提升非常快，若过低，将会影响打底焊质量，甚至于出现裂纹缺陷。
8.焊后热处理。
（1）采用远红外电加热高温回火工艺，热电偶采用电溶放电的方式固定（焊）在焊缝上对于φ＜273mm的管道，采用一只热电偶点焊在焊缝中心测温；对于间隙小于100mm的排管，则采用两只热电偶，分别点焊在两端焊口的焊缝中心；对于φ＞219mm且壁厚大于20mm的管道，加热器应分区控制，并适当增加温度监控点（不少于3点）。
（2）热处理参数
恒温温度：（760±10）℃；恒温时间以焊件内外壁厚温差不大于20℃为准，大管时间为：（2～3）×1h/25mm；小管径时间为10min/mm，且不小于1h。升温速度80℃/h～150℃/h，降温速度≤150℃/h。4.9.3对于管道系统长的大径焊口降低降温速度热处理时应适当增加保温宽度，延长保温时间，同时在升降温速度过程中，尽量保证焊口在300℃以上高温区时间较长，即降低降温速度。升温时300℃以下按照计算速率，300℃以上采用80℃/h，降温过程300℃以上采用100℃/h，300℃以下可以不控制[3]。
三、焊接及热处理工艺注意要点
第一，T/P92钢焊接控温精度要求高，所有的焊接、热处理机具设备必须经过计量合格。预热及热处理用热电偶须经过计量检定，并有可靠方式对热处理设备的温度误差进行校核和补偿。为保证根部质量，采用氩弧焊打底并填充一层，即用氩弧焊焊两层，防止出现根部裂纹。
第二，为避免层间温度过高、焊层过厚，导致形成焊缝晶粒粗大，影响焊接接头力学性能，焊条电弧焊填充及盖面均采用φ3.2mm的焊条施焊。焊接操作中采用小摆动、薄焊道、快焊速、多层多道焊工艺，手工电弧焊单层单道厚度不超过焊条直径，摆动宽度不大于焊条直径的3倍，最大线能量不超过20KJ/cm，各项规范参数应在工艺卡允许范围内[4]。
四、结论
马氏体高合金耐热钢T/P92以其良好的高温抗拉强度和蠕变性能，已广泛应用于超超临界机组的高温、高压管道上。在实际施工过程中，根据以上制定的焊接和热处理工艺操作，可有效保证接头的焊接质量，能够满足焊接接头的使用要求。
参考文献：
[1]傅育文，程东岳，潘晓杰.有关P92钢的现场焊接及热处理工艺探讨[J].科技创新导报.2016（09）.
[2]王炯祥，杨秀义，程文俊.SA-335P122钢焊接及热处理探讨[J].科技促进发展（应用版）.2015（06）.
[3]冯砚厅，王则灵.T91/P91钢的焊接工艺[J].焊接，2015（12）：29-33.
[4]欧阳杰，王庆.P91钢焊接及焊后热处理中的问题分析[J].河北电力技术，2014，27（03）：13-14.
论文作者:王勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/21
标签：温度论文; 焊条论文; 打底论文; 速度论文; 机组论文; 韧性论文; 合金钢论文; 《基层建设》2017年第34期论文;