P92钢焊接工艺性能试验与研究

摘要

随着我国国民经济快速发展，电力供应成为保证我国经济和社会稳定的重要因素。我国多煤少油(铀)的国情决定了火力发电在我国电力供应中占有相当大比重。提高电站锅炉的参数(蒸汽温度和压力)不仅能提高机组的发电效率，而且能大量减少污染物的排放。目前，我国根据国情大力发展超超临界机组，其蒸汽温度达到600～630℃，压力达到23～30MPa。 机组参数的提高对承受高温、高压的材料提出了更严格地要求，其对钢材性能的要求的原则是：满足部件工作温度的需要；工作温度下具有高的持久强度、蠕变强度，在其它条件相同或相近情况下，蠕变强度高的材料优先选用；金相组织稳定，无常温脆性和长期时效脆性；抗蒸汽氧化、烟气腐蚀及应力腐蚀；易于冷、热加工；异钟钢焊接工艺能保证其应有的性能。P92钢具有良好的高温性能，是超超临界机组主蒸汽管道用的材料。研究合理可行的焊接工艺以保证焊接接头在高温、高压环境下的性能是非常必要的。 本文从P92钢材料性能研究入手，深入研究了P92钢的焊接性和影响焊接接头性能的因素，并从焊接工艺性试验、焊接方案设计与实施以及焊接接头性能验证性试验几个方面作了大量的试验与研究。在研究过程中运用微观金相、SEM等手段对P92钢焊接接头进行常温力学性能、高温力学性能、微观金相等多项检验及试验，研究结果表明：本研究得到的P92钢焊接接头符合DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》等有关标准的要求，该工艺方案是可行的。

目录

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第一章概述

1.1新型铁素体P92钢的成分、组织与性能

1.1.1 P92钢的主特点

1.1.2 P92钢的性能

1.2 P92钢焊接材料研究分析

1.2.1曼彻特P92焊缝金属

1.2.2奥林康P92焊缝金属

1.2.3蒂森P92焊缝金属

1.2.4国外P92钢焊条的部分性能比较

1.3本章小结

第二章P92钢焊接性分析及焊接工艺研究

2.1.P92钢的焊接性

2.1.1P92钢对冷裂纹的敏感性

2.1.2 P92钢对热裂纹的敏感性

2.1.3P92钢对再热裂纹的敏感性

2.2焊接性试验

2.2.1冷裂纹敏感性试验

2.2.2热裂纹敏感性试验

2.2.3再热裂纹敏感性试验

2.3影响P92钢焊接性的因素及改善途径

2.3.1焊接方法的影响

2.3.2焊缝金属化学成分的影响

2.3.3预热、层间温度的影响

2.3.4焊接热输入的影响

2.3.5焊后热处理规范的影响

2.4 P92钢的焊接工艺研究

2.4.1防止产生裂纹的措施

2.4.2 P92钢焊接接头的性能

2.5本章小结

第三章焊接工艺评定方案及实施

3.1工艺准备

3.1.1焊接作业前准备工作

3.1.2工艺评定实施程序

3.2工艺实施

3.2.1坡口制备

3.2.2焊前预热

3.2.3焊接工艺参数

3.2.4焊后热处理

3.3本章小结

第四章焊接工艺评定验证试验与结果分析

4.1 P92钢焊接工艺评定试验取样方案

4.1.1焊接接头冶金及力学性能试验

4.1.2 P92钢焊接接头硬度分布试验(母材、焊缝及HAZ)

4.1.3 P92钢焊接接头金相分析

4.1.4 P92钢焊接接头冲击断口电镜分析

4.1.5高温短时力学性能试验

4.1.6试样编号

4.2试验结果

4.2.1常温拉伸试验

4.2.2高温拉伸试验

4.2.3弯曲试验结果

4.2.4冲击试验结果

4.2.5冲击断口电镜扫描

4.2.6焊接接头宏观及微观金相检验

4.2.7P92焊接工艺评定焊接接头化学成分分析

4.2.8 P92焊接工艺评定焊接接头硬度检验

4.3 P92钢焊接工艺评定试验结果分析

4.3.1焊接接头常温拉伸性能

4.3.2焊接接头高温拉伸性能

4.3.3焊接接头弯曲性能

4.3.4焊接接头冲击性能

4.3.5母材及焊缝的化学成分分析

4.3.6焊接接头的宏观、微观金相分析

4.3.7焊接接头的硬度分析

4.4本章小结

第五章结论

参考文献

致 谢