T/P92钢焊接热处理控制

1. 概述

高温、高压管道钢材的使用是火力发电厂安全经济运行最重要的保障，它不仅对电厂的安全可靠运行起着重要的作用，而且也影响回收电厂的建设投资。T/P92钢是在T/P91材料的基础上经过改良而发展起来的，与T/P91相比，T/P92钢加入了1.5%～2.0%的钨，减少0.5%钼的含量以调整铁素体－奥氏体元素之间的平衡，并且加入了微量的合金元素硼。由于W的固溶强化和Nb、V的碳氮化物的弥散强化作用，600℃时许用应力比P91高34%，在高温下（600℃及以上）可以有效地减少管道结构的设计壁厚，降低结构的整体重量，热态强度等指标达到了冷态TP347的水平，属于新一代高铬马氏体热强钢。

T/P92钢理化强度指标如下：抗拉强度≥620MPa，屈服强度≥440MPa，伸长率≥20%，冲击吸收能量≥41J（常温）硬度≤250HBW。

T/P92钢热处理包括：预热、后热、完全马氏体化热处理及焊后热处理。热处理温度控制如下：预热温度为200～250℃；层间温度为200～250℃；后热温度为300～400℃；完全马氏体化温度为80～100℃；焊后热处理温度为750～770℃

(2)探索阶段。20世纪70—80年代，山东省地下水监测点主要集中在平原区和鲁中南大中型水源地周围，监测网络初具规模，监测项目扩展到水位、水温、水量、水质等多个要素。特别是改革开放后，1981年至1988年，在全省范围内对地下水监测网进行了优化调整，加强了特殊类型区的监测，例如：在德州、滨州等地区已经开始涉及地下水不合理开采引发地面沉降等地质环境问题的监测。

目前国内已安装了多台超超临界火力发电机组，T/P92钢焊接及热处理技术已非常成熟，但在安装过程、运行检修过程中发现，因热处理过程的控制问题而导致焊缝出现质量事件时有发生。本文将通过两个案例来阐述热处理控制的重要性，分析原因并结合焊缝热处理的施工现场经验，提出保证焊缝质量具体操作方法与原则。

2. 案例1：层间温度控制超标

（1）案例描述 某电厂锅炉在水压保养期间发现末级再热器出口集箱安装焊口泄漏，材质为SA213T92，规格为φ50.8mm×4.5mm，缺陷性质为焊缝熔合线处开裂。

第八，保温材料包扎时，应上薄下厚，层与层之间的接头应错开。

遥感课程的考核评价由平时成绩、作业成绩和期末考试成绩三部分组成，占比分别为20%、20%和60%。其中，平时成绩主要通过考勤来考核，作业成绩靠提交课后习题来考核，期末考试成绩则是试卷分数。目前，对学生最终成绩起决定性作用的还是期末考试成绩，平时成绩的认定仍停留在“上课了(学生听与不听，教师考核不了)，课后习题写了(学生的创新技能考核不了)，平时成绩就可以拿高分”的阶段。这种考核评价方法没有考虑到学生的学习过程，无法真实地体现学生对知识的消化程度和对实践技能的掌握程度，不能反映学生的真实水平，也不能培养学生解决实际问题的能力。

第一，通过浙江华能玉环电厂4台百万机组的安装，国电信息网出台了《T/P92钢焊接指导性工艺》，工艺规定T/P92钢层间温度控制温度为≤300℃；随着T/P92钢应用技术的成熟，层间温度的控制温度降为≤250℃，并在DL/T 819、DL/T 869标准中先后进行了明确规定。

第二，当焊接时层间温度控制在250℃以下时，冲击值较高；当层间温度控制在300℃以下焊接时，冲击值较低，与层间温度控制在250℃以下焊接时的焊缝相差较大，且有些值处于41J的合格临界值边缘。

第三，T92钢由于是小径薄壁管，散热状态较好，层间温度容易控制，故冲击值较为理想；而大径厚管则由于散热不好，控制较难，冲击值则处于合格临界值偏上。若测温手段等其他不利因素存在，则不能保证其焊缝的质量。

第六，热电偶选择尽可能选择点焊式，压合式应捆扎牢固；热电偶与加热器间应有保温隔离。

  

图1 硬度超标焊缝微观金相（400×）

 

层间温度控制与冲击值

  

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3. 案例2：层间温度、焊后热处理温度超标

（1）案例描述 我们在进行P92钢φ330mm×50mm规格焊接工艺评定焊后热处理时发现，手持远红外测温仪测量温度的数值与Preheat35热处理机（点焊式）所测量的温度数值有40℃的误差。经仪器检定表明，手持远红外测温仪所测量的温度偏低，也就是说P92钢焊接时实际的预热温度、层间温度控制高了40℃，预热控制实际为240～250℃，层间温度控制实际为250～290℃，根据标准DL/T 819—2010 《火力发电厂焊接热处理技术规程》要求可知，该焊接件层间温度超标。因此，我们又按方案要求重新进行了焊接工艺评定试件的焊接，并同时对这两条焊缝进行了无损检测、力学性能和理化试验。

割管后，对母材进行了焊缝硬度检测、化学元素分析和微观金相组织分析。试验结果表明，母材化学元素符合设计要求；焊缝硬度异常，其中母材为162HBW、热影响区为143HBW、焊缝为189HBW，而合格标准母材和热影响区硬度于250HBW且不低于母材；焊缝金相组织偏大，有淬硬马氏体组织存在，晶间有析出物存在，微观金相如图1所示。后经扩大检查，又在其他管排中发现两条热影响区硬度偏低、微观金相组织异常的焊缝。

该三条焊缝经割管重焊，并按要求进行了热处理。事后检测表明，硬度与微观金相都满足标准的要求，其微观金相如图2所示。

（2）原因分析 由图1可知，焊缝金属及热影响区金属结晶体粗大、晶间有碳析出现象且淬硬马氏体组织存在。在沈阳与中国科学院金属研究所李依依院士和王培博士共同研讨认为，主要原因是层间温度、焊后热处理温度过高导致的。层间温度过高，导致焊缝在结晶过程中停留的时间偏长，晶粒体粗大；包扎时过快又导致焊缝组织没有完全马低体化，使得焊缝组织有淬硬马氏体组织存在。焊后热处理温度过高，导致晶间有碳析出现象存在，晶粒之间存在薄弱区，使得焊缝、热影响区、母材硬度偏低，特别是母材与热影响区金属有软化现象。

层间温度超标的原因是预热温度偏高且层间温度未控制；焊后热处理温度超标存在的原因有以下几方面，由于出现问题的焊缝是个别现象，且管排热处理是整片进行的，因此原因分析是④和⑤造成的：①哈夫加热器成套电阻不同（功率不同，导致加热效果不同）。②焊后热处理温度设置过高。③热处理设备补偿不到位，显示的焊后热处理温度虽未超标，但实际的热处理温度过高。④控温热电偶设置点不对，没有设置在温度的最高点。⑤哈夫加热器成套包扎力度不均匀，存在有些过紧、有些过松现象。

  

图2 重焊焊缝微观金相（400×）

4. 控制措施

（1）层间温度控制措施 T/P92钢SMAW预热温度控制≥200℃，而层间温度控制≤250℃，因此焊接区间非常窄，如涉及到5G、6G位置，焊缝上下侧存在着温度差，则焊接区间更窄，极易引起层间温度超标，因此如何进行中间监督控制是关键。

通过分析，结合标准和施工现场实际经验，层间控制的原则与方法如下。

第一，预热温度的上下温差区间应尽可能窄，应控制在200～210℃。焊缝2G位置可采用绳状加热器，焊缝5G、6G位置则应采用块状履带加热器，块状履带加热器功率应小而多，更容易保证焊缝周圈温度的控制并相接近。缩小焊缝的预热温度区间，从而增大了焊缝焊接时温度的控制区间。

根据公平理论，作为激励的奖酬(课程成绩、竞赛选拔等)能否真正起到激励作用，除奖酬大小，还取决于奖酬的公平性。因此，在考核体系中引入个人考核，是激励的关键。对个人进行考核，可从考勤、个人作业、课堂表现等方面着手进行。

第二，加强测温仪器仪表的检定，使仪器仪表一直处于合格有效期内且数据正确，并进行温度数据的校正。

第七，焊缝2G位置可采用绳状加热器，焊缝5G、6G位置则应采用Proheat35的绳状加热器或块状履带加热器。采用Proheat35时，绳状加热器布置绳与绳间距应上宽下窄，并可在加热过程根据需要微调；采用远红外履带加热器时，履带选择应上窄下宽，履带数量越多越容易控制，每块履带必须布置一支热电偶。

第四，控制焊接的节奏，加强层间温度的测量控制，层间温度并不是焊接前底层的温度，而是一个动态的温度，应在焊接过程中跟踪测量底层的温度，一旦接近上温度控制点时应立即停止焊接，规范测量方法如图3所示。

关注营养。营养是衡量创新菜的标准，如果菜品具备的色、香、味达到一定的标准，但营养与卫生方面存在问题，也会阻碍创新菜的研发与使用。所以，在创新中国菜时，需要结合营养搭配的理念，实现膳食均衡，不仅体现出创新菜的特色，还要体现出菜品的营养与原料的合理配制，才能保证创新菜足够环保，为享用者提供健康安全食用的条件[1]。

第五，预热时，应在加热履带外且接近坡口处布置一支热电偶，作为远红外测温仪或其他测温工具测温的基准点，防止远红外测温仪等出现设备问题时影响焊缝的焊接质量。

（2）焊后热处理控制措施 焊后热处理时应解决的问题有：一是保证焊缝热处理温度的均恒性，焊缝上下内外温度控制在750～770℃之间；二是保证焊缝焊后热处理温度不超标。

通过分析，结合标准和施工现场实际经验，焊后热处理控制的原则与方法如下。

第一，采用远红外热处理设备进行焊缝的焊后热处理时，设备必须有热电偶温度补偿装置（补偿设备区的环境温度），否则极易引起热处理温度超温。

第二，T92钢小径薄壁管进行焊后热修理时，成套的哈夫加热器每一只加热片大小、加热电阻应一致，使用前应进行检查；不允许相近的不同规格焊缝采用同一套哈夫加热器进行焊后热处理。

（2）原因分析 由附表数据可知，冲击韧性值与层间温度控制影响很密切，温度控制低则冲击韧性值较高。

第三，成套哈夫进行焊后热处理时，包括手法及宽紧度应一致，并至少应布置两支及以上热电偶，一支作为控温用，另一支作为监控用。

Where: Fi is the i-th foot bolt′s axial pulling force; Li is distance which is from the i-th foot bolt′s axis to frame bolt group′s centroid.

第四，P92厚壁大径管热处理设备尽可能采用Proheat35，如采用远红外热处理设备时，则应严格执行焊接工艺评定实施时的热处理方案。

第五，焊缝热处理时，控温点的热电偶应布置在温度的最高点，如图4所示，且布置两支（一支备用，特别是点焊式）；P92钢温度设定应留有一定的空间（如770℃，则设定在767℃或768℃，特别是布置在焊缝或热影响区上），T92钢由于均温性较好，可设置在760℃（而往往热处理工为保证焊缝硬度合格，温度设置都偏高）。

2.3 女性免疫性不孕与阴道分泌物炎性因子及血清微量元素的关系分析 Logistic分析显示，上述阴道分泌物炎性因子及血清微量元素检测指标均与女性免疫性不孕有密切的关系。见表3。

第四，层间温度是焊接过程中焊接时该层与前一层的温度，它不是前一层焊接前的瞬时温度，而是一个动态的温度控制。层间温度控制主要应从以下几个方面控制：①测量仪器的正确性。②测量位置的正确性。③测量的连续性或测量的频次。

第三，焊接时应控制热输入，主要是层道厚度、焊道宽度的控制，应在保证焊缝质量的情况下尽可能的采用最小的焊接热输入。

试验结果表明，层间温度超标的试样除了冲击韧性值偏低外，其余拉伸、弯曲、金属组织等试验数据相差不大。于是，我们又对本单位所进行的T/P92钢焊接工艺评定所进行的冲击韧性数据进行了统计，如附表所示。

（147）直瓣扁萼苔Radula perrottetii Gottsche ex Steph.杨志平（2006）

第九，热处理时，焊缝管内能用保温材料堵时应尽量进行封堵。

第十，加强热处理过程中对设备的监控，防止设备原因造成热处理温度的超标，严重时会造成焊缝过热或过烧。

MRCP检查采用GE光纤磁共振MR360,检查前常规禁食、禁水8h,患者取仰卧位,首先完成轴位呼吸触发自旋回波序列(FSE)T2WI、屏气快速成像稳态采集序列(FIESTA)扫描、脂肪抑制扫描,然后完成MRCP二维和三维薄层扫描。二维扫描参数:层厚60mm,每隔17°扫描1层,一共扫描6层。采用单次激发快速自旋回波序列(SSFSE),扫描参数:TR为6000ms,TE为1354ms,FOV为32cm×32cm,带宽为31.25k Hz。三维扫描参数:层厚1.6mm,无间隔扫描,FOV为36cm×36cm,带宽为41.67k Hz。

  

图3 测温点位置

  

图4 热电偶布置

5. 结语

T/P92钢焊缝层间温度与焊后热处理温度控制应按热处理工艺卡要求严格执行，而热处理工艺卡编制时应严格按焊接工艺评定实施时的热处理方案进行编制。

由于采取严格的施工质量控制，原材料的检验选定、提高计量精度、运输过程的控制等措施，混凝土在生产过程中各项指标稳定，未出现堵管、裂缝、蜂窝、麻面等缺陷，混凝土强度和抗冻抗渗等指标符合设计要求。

（1）T/P92钢焊缝热处理控制的重点是层间温度与焊后热处理温度的控制。

（2）T/P92钢焊缝层间温度的控制重点在于层间温度的监控与监控温度数据的正确性。

母亲走后，我继续跟伟翔冷战。他也很刻意地冷淡我。早出晚归，对我不闻不问。我出去找了几回工作，都以碰壁告终，便揠旗息鼓，收拾东西，准备回北京。

（3）T/P92钢焊缝焊后热处理温度的控制重点热处理方式选型并按要求进行包扎。