P92钢焊接接头多次热处理性能试验研究

张晓锋

关键词：多次热处理；力学性能；金相组织

1引言

目前我国600MW及以上超（超）临界机组中，主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道等高温高压部件都普遍采用了SA335P92钢。SA335P92钢是在SA335P91的基础上，降低了0.5%Mo，增加了1.8-2.0%W，并添加微量B的高强韧性铁素体耐热钢，具有优良的高温强度和蠕变性能，良好的抗高温腐蚀性和抗氧化性，较小的热膨胀系数及良好的导热性和抗热疲劳性。对SA335P92钢焊接接头，我公司管道预制均采用整体进炉热处理方式进行焊后热处理。当出现挖补返修或增加焊接附件后，同一焊口返修区域以外位置或者同一管段其他焊缝，不可避免将进行再次热处理。而现行电力行业标准中，未对热处理次数进行明确规定，多次热处理会对焊接接头性能造成怎样的影响，这方面的内容也未见有说明。为更好地保证焊缝质量，找出多次热处理后焊接接头力学性能的变化规律，本文对焊缝热处理次数进行了试验研究。

2试验材料及试验方法

2.1试验材料

试验用母材为进口SA335P92钢管道，规格为ID614×34。焊材选用国内普遍采用的ThermanitMTS616。试件焊接制备和无损检测管材加工双V型坡口，焊接方法采用手工钨极氩弧焊打底+焊条电弧焊填充+埋弧自动焊填充盖面。严格按照DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》和经过评定的P92钢焊接工艺要求进行预热、焊接和后热工作。完成后经射线检测，焊缝一次合格。

2.2试件分片及热处理将该焊接试件进炉进行第一次回火热处理，之后将其锯切割为6片试块。取其中1片试块作为第一次热处理的试件，编号为S001，进行理化试验；其余5片继续进行第二次热处理，之后取第二片试块，编号为S002，进行理化试验；此后每进行一次热处理，即取1片进行理化试验，直至完成。按热处理次数将试件编号为S001-S006。热处理规范如下：保温温度750-770℃；保温时间：6-7h；升降温速度：≤140℃/h。2.3理化试验编号为S001~S006的6片试块，分别代表进行了1~6次热处理后的试件。

3试验结果及分析

3.1拉伸试验

从表1拉伸强度的数值可知，随着热处理次数的增加，焊接接头拉伸强度值呈下降趋势，但降低幅度不大，且均大于标准要求。但从断裂位置的变化可以得出，在第4次热处理前，焊缝强度高于母材，第4次热处理后焊缝强度开始低于母材，可见，在多次热处理后，焊缝强度降低的速度大于母材强度降低速度。从焊缝强度应高于母材强度的角度出差，热处理次数不宜超过3次，即返修次数不宜过2次。文献中论述“多次焊接修复会导致P92钢焊接接头高温蠕变性能明显低于正常热处理接头,因此P92钢主蒸汽管道焊接接头返修需谨慎处理,必须返修时次数不应超过2次”,该结论与本文得出结果相同。

3.2冲击试验图略

从冲击值数据可知，冲击值随着热处理的增加而增加，表明热处理次数可改善焊接接头的冲击韧性。

3.3硬度试验

从上表可知，硬度值随热处理次数的增加而减小，焊缝硬度的降低要比母材快，在第4次热处理后基本持平，第5、6次后逐渐低于母材，但未低于母材的90%。

4试验结论

（1）按现行SA335P92热处理规范对焊接接头进行多次焊后热处理，消除了内应力，焊接接头抗拉强度降低、冲击韧性提高、硬度值逐步降低；

（2）试件进行4次热处理后，焊接接头中焊缝抗拉强度、硬度均开始低于母材，证明焊缝强度和硬度的下降速度高于母材；

（3）多次回火使金相组织更加均匀细小，马氏体板条界变得模糊，发生多边化，位错明显降低，密度下降，碳化物析出更多，组织为正常的回火马氏体组织；（4）对SA335P92钢焊接接头进行多次热处理对改善焊接接头的综合性能是有利的，但从焊缝强度应高于母材的要求出发，应控制次.

4.3加大畜禽养殖集约化建设

河流沿岸500m范围内严格实施“禁养区”和“限养区”，优化规模化畜禽养殖场的布局，禁养区内施行限期搬迁。推进畜禽养殖设施化、生产规模化、防疫制度化、粪污无害化的标准化养殖场的建设，实现养殖场由传统养殖方式向清洁养殖方式的转变。推广规模化养殖场全过程污染物综合治理与利用，修建秸秆、粪便、生活垃圾等固废发酵池，处理有机垃圾等废弃物、生产有机肥、生物燃料、沼气和水稻育秧有机基质，实现资源化利用。

4.4加大农村生活垃圾收集力度

加大流域内生活垃圾收集力度、提高收集率和收运效率，扩大收集覆盖面。通过以城带乡等多种渠道加大农村生活垃圾的收集转运力度，提高垃圾处理率。

4.5跨流域调水

优化水资源跨境调节与补偿，使流域水资源实现生态平衡。对流域内水资源进行优化，可将工业处理达标的水资源作为河流的补给水，提高水体的复氧和自净能力。研究区有计划引入优质的嫩江水后，肇兰新河将成为生态良好的为当地人造福的，为国家创造较大效益的工程，可以解决研究区人畜饮水和农田灌溉问题，改善生态环境，可以创造极大的经济效益、社会效益和生态效益，可使肇兰新河由单一防洪排污工程转为蓄泄兼施多功能兴利工程。

参考文献：[1]林明.肇兰新河水质状况与改善水环境质量措施[J].黑龙江水利科技,2013,41(08):178-180.

[2]闫成璞,龙凌,包晓秋.肇兰新河水质状况与改良途径[J].黑龙江水利科技,2003(02).