随着电站锅炉高参数,大容量,低排放的发展历程,使用的材料等级越来越高,种类也越来越多,目前在100万kW超超临界锅炉的高过、屏过及高再等部件中,既用到T91、T92高等级铁素体类材料,又用到S30432,HR3C等新型奥氏体不锈钢材料,在这类产品生产中就不可避免地存在9Cr马氏体钢与奥氏体钢异种钢的焊接。由于两类钢的化学成分、组织结构、物理性能和力学性能存在着较大的差异,因此焊接难度较大,对焊接操作及焊后热处理的要求也比较高。合适的焊后热处理工艺关乎着电站锅炉用钢的使用性能。
膜式壁管屏中存在高等级材料的异种钢接头, 该类异种钢接头材质主要为T91材质与奥氏体不锈钢钢管对接。此类SA-213T91+SA-213TP347HFG 异种钢接头的热处理工艺,两种母材的热处理条件都要考虑,ASME标准及GB/T 16507系列标准中均要求SA-213T91材料制造的受压件任意厚度的焊接,焊后都必须进行热处理,在ASME中规定最低保温温度≥705℃,在GB/T 16507.5—2022《水管锅炉 第5部分:制造》中规定最低保温温度≥730℃。 SA-213TP347HFG材料的Fe81类材质热处理在两种标准中都不做规定。
依据GB/T 16507.5—2022中SA-213T91+SA- 213TP347HFG异种钢最低保温温度可达到705℃。 但SA-213T91与奥氏体焊接的异种钢接头,焊后热处理应避开脆化温度敏感区,防止晶间腐蚀和σ 相脆化。一般工厂为热处理稳妥保障,热处理温度不会做到最下限,但降低热处理温度一方面有利于降低热处理成本,另一方面在现场服务、返修条件有限或工况限制时,有利于解决因热处理温度高引起热膨胀应力过大而拉裂的问题。目前多数单位开展了一些关于SA-213T91以及SA-213TP347HFG 同种钢、异种钢的焊接工艺,在焊接接头的蠕变、疲劳性能、失效机制,以及焊接接头的运行可靠性等方面的研究工作,还没有此类异种钢接头允许的最低热处理温度工艺研究。因此,研究此类异种钢接头的最低热处理温度就很有必要。
所有异种钢接头焊后按NB/T 47013.2—2015 《承压设备无损检测 第2部分:射线检测》 规定的 II级进行100%RT检测。