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T23小口径钢管的焊接工艺及操作技术

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廖俊

摘要：由于T23这类新型钢在520～570℃过热器使用温度范围内具有良好的抗蠕变特性，因此成为了大型火电机组过热器钢管的选择对象。为满足电力系统在600MW以上机组锅炉安装中的需要，对大批量生产中应用的T23小口径钢管的焊接工艺及操作技术进行了焊接工艺的试验，形成了一套严格及详细的焊接工艺及操作技术规范.对焊工提高焊接T23小口径钢管的操作技术亦有很大的参考价值。

关键词：T23；小口径钢管；焊接工艺；操作技术

中图分类号：TG441文献标识码：A文章编号：1004-7344（2018）32-0237-02

T23综合性能良好，在520～570℃过热器使用温度范围内具有良好的抗蠕变特性，可用于制造大型亚临界电站锅炉金属壁温不超过600℃的过热器和再热器；在550℃高温下具有非常高的抗蠕变性能以及焊后保持较低硬度的特性，也作为了超临界锅炉水冷壁的首选材料。由于T23小口径钢管的焊接是我们珙县发电厂一期工程2×600MW亚临界W火焰机组锅炉安装焊接中首次现场施焊，为满足本工程焊接工艺的需求以及公司后续工程的需要，我们对T23小口径钢管的焊接进行了先期的探索和试验，并形成了一套完整的焊接工艺及操作技术规范。

1焊接性分析

1.1T23钢的特点

T23（HCM2S）是日本住友金属株式会社研制成功的低合金贝氏体型耐热钢，近年由ASMECodeCase2199-1确认批准，列入ASMESA213，牌号定为T23。与我国70年代研制的G102（12Cr2MoWVTiB）相比较，其含碳量从0.08～0.15%降至0.04～0.10%，Mo含量从0.50～0.65%降至0.05～0.30%，W含量从0.30～0.55%升至1.45～1.75%，使材料的焊接性能得到了改进。

其化学成份见表1。

1.2T23钢的焊接特点分析

T23钢力学性能和金相组织稳定。由于该钢含碳量低，故有良好的焊接性能。

1.3T23小口径钢焊接的特点

T23小口径钢管（即管子外径≤76mm）多用于锅炉受热面过热器或再热器。焊接时，由于其外径很小，曲率很大，其中水平管焊接位置为全位置，即在一个圆周范围内涵盖仰、立、平焊三个位置，而且现场管子之间间隙很小（珙电一期工程T23小口径管用于屏式过热器，管子间隙为8.9mm），对焊工的操作技术要求很高。

2焊接工艺评定

2.1焊接工艺评定用母材及焊材

我们选用东方锅炉厂所供规格为？准57×8mm的T23钢管进行试验。

根据当时国内市场上能购买到的焊接材料，我们选择的氩弧焊焊丝为英国Metrode公司生产的2CrWV（AWSA5.28ER90S-G），规格？准2.4mm；电焊条选择的是日本神户制刚生产的CM-2CW，规格？准2.6mm。

2.2焊接工艺评定项目的确定

根据焊接工艺评定规程DL/T868的规定：

45°固定焊适用于管状焊件的所有位置。

为满足工程实际的需要，我们进行了水平固定全氩焊和45°固定氩电联焊两项工艺评定。

2.3焊接坡口

焊接坡口采用V型坡口，尺寸如图1所示。

焊前坡口及周围20mm范围内清除水、油、锈等污物，并露出金属光泽，以严格控制扩散氢的含量。

2.4焊机的选择

焊机选用我公司目前工程上的主力焊机：成都熊谷电焊机厂生产的ZX7-400型逆变焊机。

2.5氩气保护

根据对T23钢焊接特点的分析，焊接时不用背部充氩保护。但是在焊工练习过程中我们发现焊道根部有轻微氧化现象出现，通过对焊接参数的调整也未能克服。我们對T23钢管化学成分表再次进行分析，发现虽然其含Cr量3%，但是其合金总含量≈5%。所以我们决定在焊接时将试管封堵。①避免了穿堂风；②可以利用焊接时的氩气在背部形成气室，从而起到保护作用，避免了根部氧化现象。

2.6预热温度和层间温度的控制

根据对T23钢焊接特点的分析，焊接前不作预热，将焊接层间温度控制在300℃以内。

2.7焊接工艺顺序及参数

2.7.1水平固定管全氩焊接工艺评定（WsBⅡ-38）

根据相关资料和工艺评定前焊工练习所掌握数据，拟定以下焊接工艺顺序及参数：

（1）装配点焊，位置在时钟12点，长度约8～10mm。

（2）管口两端封堵。焊接前焊枪在坡口引弧处略停顿3～5s。

（3）焊接时焊机采用直流正接及小的焊接线能量，焊接电流为95～105A，电压为14～16V，焊接速度为5～6cm/min；焊接4层6道。

（4）焊接位置为全位置，从时钟6点仰位位置起弧，并从两侧向上爬坡施焊，焊工操作顺序见图2。

（5）按DL/T868之规定，焊接完成后作外观、100%χ-射线探伤、抗拉和弯曲试验。

2.7.245°固定管氩电联焊焊接工艺评定（Ws/DsBⅡ-39J），编号CD2/167

基本同