摘要 针对近几年甘肃省内回电机组对技术焊接的需求，总结出我公司在300MW机组金属焊接工艺评定方面开展的工作。

一、甘肃火力发电机组建设对金属材料焊接新需求

随着电力工业的持续高速发展，电站逐步淘汰了中温中压机组，大容量的高温高压机组不断涌现，到了九十年代，亚临界(17～21 Mpa)和超临界机组(24～27 Mpa)相继出现。国内外实践证明12Cr1MoV、2.25Cr-Mo、TP304等钢工艺性能良好、运行可靠，但为了进一步提高机组效率则必须提高锅炉蒸汽温度和压力参数，美、日等国相继开发出T/P91、T/P92(NF616)、T/P122(HCM12A)高参数材料,它们的出现大大提高了机组蒸汽参数。它们将是我国今后新建大容量超临界机组和超(超)临界机组时首选的材料，在大唐兰州西固热电公司、张掖发电公司、连城电厂、甘谷电厂新建300MW机组、八零三发电厂扩建300MW机组等新建机组都将主蒸汽管材料定为P91钢，并配套使用超临界机组金属材料，P91、P22、T91、T23、WB36、TP347H等材料开始在甘肃火力发电机组大量使用。

新材料的出现对焊接工作者来说是新的挑战，对于传统结构钢(Q235A、16Mn)和低合金热强钢(12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、15Cr1Mo1V)的焊接技术我们已普遍掌握，并经过几年的培训工艺比较成熟;对含9%Cr的91级马氏体钢的焊接技术正在日益成熟，T/P92、T/P122、T23/P23马氏体钢的焊接技术还在被引进之中，有待吸收和消化。

300MW发电机组91级材料的焊接接头性能比母材差，常温冲击韧性低，其突出的焊接困难是焊缝性能和HAZ性能的劣化，改善焊缝和HAZ性能工艺要求高，操作手法要求细，焊接参数要求严格，这些特点都是与以往培训工艺不同，需要我们焊接培训机构转变传统培训观念，树立小规范、细操作、严监督的培训思想，从焊接质量控制第一环中为学员把好焊接技术关，培养出适应现代焊接工艺的新一代焊工，才能满足日益发展的焊接技术需要。

二、300MW机组新型热强钢焊接性分析

1、T/P91钢材焊接性

91级新钢种T/P91与老牌号9Cr1Mo的成分差别仅在于C、S、P含量的减少Nb、V、N等元素作为微合金化而微量添加。91级系列除了固溶、沉淀强化外还通过微合金化、控轧、形变热处理及控冷获得高密度位错和高度细化的晶粒，使新钢种在进一步强化的同时，其韧性也获得显著提高。

T/P91在我国实际使用十几年来，一直存在焊接接头性能劣化问题。这主要是由于焊缝熔敷金属没有控轧，形变热处理的机会，晶粒不可能细化，又由于熔敷金属中的Nb，V在凝固冷却过程中难以成微细的C、N化合物析出，焊缝的韧性远不如母材。现在的焊接(电弧焊)得到的焊缝，不可能获得超细颗粒弥散析出的Nb、V碳氮化合物和高度细化的晶粒，不具备细晶强韧化条件。相反，由于熔池的高温以及快速的凝固冷却、熔敷金属中的Nb、V等微合金化元素可能仍大部分固溶在金属中，不仅不能有助于细化晶粒韧化焊缝，反而通过固溶强化而降低焊缝韧性。这就是焊缝韧性低的根本原因。这就是说现在的电弧焊技术还不可能使这种钢的焊缝性能达不到和母材相当的水平。

P91钢焊接的另外一个主要问题是冷裂纹，这是因为P91钢的合金元素含量大于10%，有较大的淬硬倾向，空冷也会得到马氏体组织;加之在氢和拘束应力作用下易产生冷裂纹。

2、P22钢材焊接分析

SA335-P22材料供货状态显微组织为贝氏体+铁素体，其组织稳定性及抗氧化性较好，是常用的高温高压条件下的贝氏体耐热钢，主要用于锅炉主蒸汽管及高温过热器。其化学成分和国产钢12CrMo及德国10CrM0910钢号相似(但其机械性能有些差异12CrMo及10CrM0910这两种钢的TS/T6值均高于SA335P22，可焊性优于SA335P22钢)，在大型火电建设工程中已被广泛应用，属于一种比较成熟的钢种，其耐热性及抗氧化性较好，但是这种P22钢具有一定的冷裂倾向和再热裂纹倾向。

P22焊接时易产生的问题：1、近缝区冷裂纹，P22钢含有2.25%Cr、1%Mo，冷却速度较大时，热影响区出现贝氏体和大量马氏体的淬硬组织，尤其当形成粗大的孪晶马氏体时其缺口敏感性增加，脆化严重，加之氢的扩散聚集和较大应力叠加，容易引起近缝区冷裂纹。2、再热裂纹。该钢种往往会在焊后消除应力热处理过程中沿着热影响区产生再热裂纹，在高温下长期运行的焊接接头也会出现再热裂纹，一般在500-700℃时形成。3、回火脆性，由于接头在350-500℃回火脆化温度内受热，钢中杂质在奥氏体晶界脆化及Mn、Si等促进回火脆化的元素存在，产生回火脆性，P22还有弧坑裂纹和根部裂纹倾向。