前言：电力是我国国民经济发展的基础产业之一。改革开放的20多年来我国电力工业的发展速度，成就都是最快和最好的，到目前我国的装机容量、年发电量都跃居世界第二位。为了保持我国电力工业持续增长和发电站设备的稳定安全运行，电站焊接技术必须为其提供强有力的技术支撑和保障。

　　1 火电机组焊接技术的特点

　　随着电力工业的迅速发展，大机组、高参数的火电厂不断涌现。大机组已成为我国火力发电的主要力量，在国家“优先发展水电，继续发展火电，适当发展核电”的方针指引下，今后安装火电机组主要是300MW、600MW级的亚临界压力机组，并且将加快超临界压力机组的建设。大机组电站焊接工作的对象、任务、条件都发生了质的变化，其主要焊接技术特点有：

　　1．1 随着火电单机容量不断增大和参数的提高，焊接工作量也不断增大。我国火力发电机组的单机容量由50年代的25MW机组变化为90年的800MW机组，单台机组的焊口数量也由50年代的几千只猛增至数万道焊口（只限于受监焊口）。

　　1．2 焊接结构也日超复杂，随着发电机组规模的增大，用于焊接施工的金属结构形式也日超复杂。火电机组的管道焊接****厚度由50年代的20 mm左右已变化为大于110 mm。

　　1．3 所用钢材等级的提高，钢种的增加。随着发电机组规模的增大，电站用钢的品种不断增多，钢材的合金元素的种类和含量也不断增加。目前火电站用钢已由50年代的几种增加到几十余种，规格则达到100余种。

　　1．4 随着机组的增大，对金属材料的焊接可靠性及焊接修复工作提出了更高的要求。大型电厂工程不仅要求焊接工作适应不断变化的钢材规格，品种及其结构的需要，同时要求有足够的焊接可靠性以及伴随产生的结构修复性，这其中不仅包括了工程中主要钢种，也包括了特种部件的修复要求。

　　为能适应这些变化和对新时期电力事业发展对焊接专业的要求，电站焊接当前面临的基本任务，除了现有的工艺，技术作有效的支撑以外，而更重要的是新钢种的焊接研究，装备的更新，人员素质的提高和调动焊接工作者的积级性和整体力量。

　　2 火电机组用钢的发展

　　为了提高大型火电机组的效率，提高锅炉蒸汽温度比提高锅炉蒸汽压力对机组效率的影响更大。若将锅炉的温度参数固定在450℃ ~ 580℃，而靠提高锅炉压力参数提高机组效率，不但机组效率提高得不显著，而且会给焊接、热处理施工带来更大的困难。因为锅炉温度参数定在540 ~ 580℃，则钢材就必然选用低合金耐热钢（12Cv1MoV、10CvMo910），当锅炉压力参数从140 kɡ/Cm2提高到170 kɡ/cm2时，由于这些钢材的高温持久强度低，就必然使管道的壁厚大大增厚。

　　由于管道壁厚的增加，对焊接、热处理、弯管、探伤等工艺等工艺都带来了更多的困难。如要严格控制焊接线能量，采用多层多道焊，中间热处理，二次或三次探伤，热处理升降温度、速度的控制等。由此可见，要提度大型机组效率，首先是提高锅炉的蒸汽温度参数，为解决这一问题，各国科学家研制很多种致力于锅炉用耐热钢，如耐热不锈钢TP304、9Cv—1Mo钢、12%Cv钢、钢102、10CvMo910等。

　　3 火电大机组焊接技术的发展超势

　　进入新的世纪，火电大机组焊接技术发展，要适应300 MW至100 MW级的亚临界和超临界压力机组焊接的需要。随着大机组锅炉蒸汽参数的提高，所用钢材逐渐变化，级别逐步提高，仅以受热面管、主蒸汽管为例：由含Cv≤3%的低合金耐热钢到含9 ~ 12%Cv的马氏体耐热钢到含奥氏体耐热钢，钢材的合金含量逐渐提高。对含Cv≤3%的低合金耐热钢的焊接工艺技术已普遍掌握权。为了进一步提高锅炉的热效率，在300MW以上机组上将大量采用含9%Cv的T91马氏体钢，而此类钢材则是最近几年才大量出现。我们贵州也只有在安顺一期工程过热器施工中出现T91钢，我公司焊培中心经过3个多月时间才全面完成T91钢的焊接工艺评定，并成功地运用于安电一期2×300MW工程中，由于我们采用的焊前不予热、焊后热处理工艺方法，在工程中降低了成本，减轻了劳动强度，取得了较好的经济效益，该工艺获得了电力局的科技进步二等奖和贵州省科技进步三等奖。

　　进入新的世纪，国家作出了开发西部，西电东送的战略决策，我们贵州作为西电东送的重点，担负着艰巨的历史重任，由我公司承建的黔北电厂、安顺电厂二期工程的主蒸汽管道将采用A335—P91钢，因这一钢材除了固熔和沉淀强化外，还通过微合金化，控扎、形变热处理及控冷获得高密度位错和高度细化的晶粒，在调质状态下获得回火马氏体，这种钢由于降低了C、S和P等杂质的含量，对焊接裂纹的敏感性都明显降低。在同样的工作条件下（工作温度，后力和设计寿命），选用这些高温强度高的P91钢，则管子的壁厚将大大减小，焊接应力也将大大降低。而获得完整无裂纹的焊接接头的可能性大为提高。尽管如此，焊接接头的劣化仍然是P91钢主要问题。

　　3．1 由于焊缝金属没有控扎，形变热处理的机会，而晶粒不可能由此细化，又由于熔敷金属中的Nb，V在凝固冷却过程中难以呈微细的C、N化合物折出，焊缝的韧性这不如母材。

　　3．2 供货状态优良的回火马氏体母材性能受到焊接热循环的影响，焊接热影响区性能明显劣化。

　　3．3 对于手工电弧焊来讲，冷却是比较快的，电弧一离开马上就开始迅速降温，一般只有7 ~ 15 s时间，因此，容易出现淬硬组织，形成粗大马氏体，这是导致脆化的另一个原因。因而在焊接时的焊接线能量也不能太小，小则冷却快。所以控制焊接规范是焊接P91钢的前要问题。

　　4 SA335—P91钢的特点

　　SA335—P91钢是一种改良的9Cr—1Mo钢，在原9Cr—1Mo马氏体钢中加入V、Nb等合金元素，具有良好的抗高温氧化抗蠕变性能。在550—650℃的许用应力明显高于10CrMo910，TP304钢，与10CrMo910钢相比，在同等温度、压力条件下，管子壁厚可减少50%，该钢材的推荐使用温度为650℃以下。

　　4．1 该钢种可采用Ds、TiG或TiG/Ds焊接工艺。焊接设备选用逆变式直流弧焊机或整流式直流弧焊机。

　　4．2 焊丝选用日本生产的TGS—9Cb，焊条选用英国生产的9MV—N，焊丝在焊前应用砂低去除表面的油污、垢、锈等杂物见金属光泽。焊条便用前经350~400℃烘干2小时后置于80~100℃保温筒内，随取随用。但在施焊前应对焊条进行检查是否烘干，焊条牌号、规格是否合乎工艺要求，否则不得施焊。

　　4．3 焊工认真做好焊前的准备工作，如：坡口制作、形状尺寸、焊口清理、对口间隙、钝边、点焊支撑块、予热、加热及焊接设备的运行情况等。

　　4．4 对口装配时将管件垫置牢固，不得在管道上焊接临时支撑物。不得在点固焊及正常施焊过程中在管子表面试电流，乱引弧。

　　5 焊接工艺要求

　　5．1 焊前电阻（远红外覆带式加热片）加热坡口两侧150mm左右，TiG焊预热100~150℃，Ds升温至250~300℃。

　　5．2 为防止P91钢焊缝根部氧化，TiG打底时在管子内进行充氩保护，并应作好在焊口外250~300 mm用可熔纸作成密封气室，以防充氩时氩气从管道中流失以造成充氩不足产生根部氧化。方法采用“气针”从控伤孔或坡口间隙充氩，流量可控制在20~30L/mim左右，但要保证充氩的充足和纯度。

　　5．3 氩弧焊打底应进行两层，一则可防止打底焊坡被第一层电焊烧穿，二则可降低根部氧化程度。

　　5．4 电焊时应采用多层多道焊，焊层厚度以焊条直径为宜，焊道宽度为焊条直径的3倍为宜。

　　5．5 每一层焊完后用角磨机进行彻底清理，特别是中间接头和坡口边缘。

　　6 焊接中注意事项：

　　6．1 仔细检查坡口的钝边，最好不要超过2 mm，钝边过大在焊接过程中由于母材合金含量高，铁水流动性差易造成根部未熔。

　　6．2 仔细检查两端管子中250 ~ 300mm处贴上两层可熔纸，以防充氩时氩气从管道中流失造成充氩不足而产生根部焊缝烧焦。向内充氩后要感觉到氩气从焊缝中轻微返出，并用矿渣棉把焊口堵塞，然后一段一段拨开。

　　6．3、掌握好对口间隙，最好控制在3 ~ 4 mm之间,间隙过小容易造成未焊透或间断性根部未熔焊丝，但间隙过大使焊接操作困难产生根部高低不平并伴随未熔焊丝头。

　　6．4 打底时要注意不能象一般钢材焊接，送丝一定要均匀，不能靠送丝的力量来突出根部，这样容易造成根部焊缝未熔焊丝头的产生。铁水过渡最好采用自由过渡，收头时特别要注意把电流衰减下来，填满弧坑后移向坡口边沿收弧，防止产生裂纹。

　　6．5 电焊时第一道采用小焊条，小电流、防止击穿，每一根焊条收弧时应注意填满弧坑。

　　6．6 注意层间清理，可利用锋钢锯条和角磨机清理，不可用锤子、錾子过重敲击焊缝，以免产生裂纹。

　　6．7 焊后的焊口应缓冷到120℃以下，80℃以上，然后再进行焊后热处理。在热处理时一定要按工艺规范把握升温、恒温、降温要求，并要求中途不能产生停电等现象。

　　总之，在进行P91钢的试验过程中，由于严格按照各项规范认真办理，最后得的各项性能指标都能达到部颁要求。