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无锡P91合金钢管焊接性能及线膨胀系数和导热率
双击自动滚屏 发布者:宁鑫金属 发布时间:2011/11/4 阅读:3623次 【字体:

1.4 线膨胀系数和导热率
     P91, P22合金钢管的线膨胀系数和导热率 ,P91合金钢管的线膨胀系数和导热率与 P22合金钢管较接近,这一特性可避免 P91合金钢管与珠光体钢相接时在运行中产生蠕变疲劳裂纹,这种裂纹正是影响奥氏体耐热钢与珠光体耐热钢相接时异种钢接头寿命短的主要原因。由于 P91合金钢管的线膨胀系数比 P22合金钢管略低,又可降低管道的端点推力和力矩。
     1.5 焊接性能
     P91合金钢管可按现有方法进行电弧焊接,包括可用氩弧焊接(TIG)方法进行焊接。焊条和焊剂的选择,应当尽量使焊缝和母材的化学成分一致或接近,使焊接金属具有与母材相同或更好的蠕变和持久强度。由于该钢对热裂纹不敏感,施焊前预热到150~200 ℃时也不会出现裂纹,并可与各种钢,如P22钢(珠光体耐热钢)、X20CrMoV121(马氏体耐热钢)和TP304H(奥氏体耐热钢)等钢焊接,以下介绍 P91合金钢管的焊接情况:
     a) P91合金钢管和 P9合金钢管焊接时,可选用9Cr-1Mo(T9)或改进的9Cr-1Mo(T91)焊条,壁厚大于25 mm 的管道采用后者,预热温度为200 ℃,焊接后缓慢冷却到室温,然后在730 ℃以上温度回火;
     b) P91合金钢管与 10CrMo910合金钢管焊接时,焊接材料要与 10CrMo910 相匹配, 730 ℃时应力释放后应在空气中冷却2 h,由于这两种材料焊接部位有一个脱碳区,若采用 10CrMo910 焊条焊接,要保证焊接金属的含碳量够高,以满足持久强度的要求;
     c) P91合金钢管与 P22合金钢管焊接时,焊条可选用 2.25Cr-1Mo 焊条,预热温度为200 ℃,焊接后缓慢冷却到室温,然后在700~725 ℃下回火,也可先在 P91合金钢管侧堆焊 5Cr1-1Mo 焊条,然后再与 P22 钢焊接;
     d) P91合金钢管与 X20CrMoV121 焊接时,要用两者相匹配的焊接材料,如 P91 钢焊条,预热温度为250 ℃,焊后缓慢冷却到80~100 ℃,在750 ℃以上温度回火;
     e) P91合金钢管与 TP304H 焊接时,用 Inconel 182Ni 基合金焊条,预热温度为200 ℃,焊后冷却到室温,在700~730 ℃回火。
     以上焊后的热处理温度取决管子壁厚,小直径管道处理0.5 h,大直径管道以壁厚每25 mm处理1 h。由于 P91合金钢管蠕变强度高,在同样条件下,管道壁厚比采用 P22 钢要薄,焊缝填充金属量相对要少,但 P91 钢对焊缝 IV 型裂纹敏感,因此,要尽量减少 P91 钢材中的系统应力,对壁厚大于12.5 mm的管道,要求在焊后冷到100 ℃以上即回火。
     2 P91合金钢管在工程中的应用
     目前, P91 钢材已用于丹东电厂(2×350 MW)、鸭河口电厂(2×350 MW)、盐城电厂(6×500 MW)、聊城电厂(2×660 MW)、洛磺电厂(2×350 MW)、珠海电厂(2×700 MW)、邹县电厂(2×600 MW)、梅洲湾电厂(2×300 MW)、外高桥电厂(2×900MW)等工程中。河北电力勘测设计研究院参与设计的邯峰电厂(2×660 MW)主汽管道也采用了 P91 钢材,该单位曾对管道采用 P91 钢和 P22 钢材的不同情况作了比较,得出的结论是:由于 P91 钢材管道壁厚减薄,比采用 P22 钢材减少用材量40%以上,从而节省材料费、安装费30%以上,如表5所示。由于管道自重减轻,支吊架荷重也相应减小,支吊方便,设计、安装也方便,不但节省支吊架造价,也节省土建费用,经济效益很可观。  
从以上分析可知,与以往采用 P22合金钢管相比,P91合金钢管具有许多优点:化学成分更好,机械性能、高温性能优越,加工性能、焊接性能好。由于 P91 钢的这些优点,在亚临界机组中,主蒸汽管道采用 P91合金钢管代替 P22合金钢管,可节省工程投资,也给设计、安装带来方便。
P91合金钢管   60×3.5-4.5-5-6-7-8-9-12-14
P91合金钢管   63×3.5-4.5-5-6-7-8-9-10-12-14
P91合金钢管   68×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-14-16
P91合金钢管   70×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-15-16
P91合金钢管   73×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-15
P91合金钢管   76×4-4.5-5-6-7-8-9-10-12-14
P91合金钢管   83×4.5-5-10-12-14-16-18-20
P91合金钢管   89×4.5-8-10-12-14-16-18-20
P91合金钢管   95×4.5-6-8-10-12-14-16-20
P91合金钢管   102×4.5-5-6-7-8-10-12-14-16-20
P91合金钢管   108×4.5-5-6-7-8-10-12-14-18-20-22
P91合金钢管   114×4.5-5-6-7-8-10-12-14-18-20
P91合金钢管   121×4.5-5-6-7-8-10-12-14-16-20
P91合金钢管   127×4.5-5-6-7-8-10-12-14-16-20
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