湖南火电建设公司湖南
摘要：本文简要介绍了P92钢的焊接性，从加强焊接操作手法训练、提高焊工责任心、焊接热处理工艺控制等方面阐述了P92钢大径厚壁管道焊口焊接及热处理质量控制要点，指出只有工艺、人员、设备、环境等各方面都控制到位，才能确保P92钢焊接热处理质量。
关键词：焊接线能量、层间温度、旁站监督
前言：
P92钢供货状态为正火+回火，组织为回火马氏体，合金总含量12．253％。P92钢持久强度高，在600℃比目前常用的P91钢约高30%。近年来随着火力发电工程机组运行参数不断提高，P92钢已成为目前超（超）临界机组的主力钢种，广泛应用于超（超）临界机组主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道及高低压旁路管道等。但由于P92钢合金含量高，作为大径厚壁管道，焊接工作量大，焊接技术难度高，易产生冷裂纹和再热裂纹倾向。如果焊接及热处理质量得不到保证，P92钢的优势将不复存在，并对机组运行安全性带来威胁。下面结合多个工程超超临界机组P92钢大径厚壁管道焊接经验，浅析P92钢大径厚壁管道焊口焊接及热处理质量控制要点。
一、加强培训教育和焊接操作手法训练，提高焊工责任心和焊接水平
焊缝质量的好坏，很大程度上取决于焊工的责任心和技能水平，从事P92钢大径厚壁管道焊接的焊工必须具有较强的责任心和一定的工作经验。工程施工前应加强对焊工的培训教育，提高焊工责任心和焊接水平。按《焊工技术考核规程》DL/T679-1999对焊工进行考试，取得相应的合格证方可上岗。
1.强化焊工责任心
首先在观念上要改变过去大电流、单道、厚层焊接方法。近年来由于焊接技术规程对焊层厚度及焊条摆动宽度做出了明确规定，焊工观念和操作手法已经有了很大的改变。因有些焊工责任心不强，为图快省事，执行焊接工艺打折扣，严重影响焊接质量，故我们对于P92钢大径厚壁管道焊接，安排专人全过程旁站监督，对焊接参数进行记录，确保焊工严格按焊接工艺要求执行。
2.训练焊接操作手法
正确的操作手法是焊接操作技能得以提高的前提，P92钢焊接工艺要求高，操作手法要求细，需要以小线能量，小摆幅，薄焊层，多层多道施焊，要求焊工不断的训练，养成良好的施焊习惯，特别是控制焊层厚度和焊条摆动宽度。
二、焊接热处理工艺控制
P92钢焊接时具有较强烈的脆硬倾向和热影响区消应力处理裂纹倾向，即有产生冷裂纹和再热裂纹倾向。焊接过程中应加强工艺控制，采用管道内壁充氩防止焊缝根层氧化、进行全过程的电阻加热严格控制焊接预热温度、控制层间温度防止冷裂纹产生、控制焊接线能量，做好焊后热处理控制。
1.管道内壁充氩
P92钢焊接为防止焊缝根层氧化，氩弧焊打底二层和焊条填充2～3层必须进行充氩保护，可采用从管道内部充氩及从坡口充氩两种方法，具体采用哪种充氩方法视现场实际情况而定，总的原则是方便、实用、节省人力和氩气。焊接前、焊接过程中必须对充氩效果进行验证，确认充氩保护有效才能施焊，氩弧焊封口时应适当减小氩气流量，以保证封口时焊接质量。
2.严格控制预热温度
合适的预热温度有利于减小焊缝冷裂纹及改善焊缝韧性，P92钢氩弧焊打底预热温度100～200℃，取150℃恒温1小时，电焊盖面预热温度150～250℃，取150℃恒温1小时。预热热方法采用电加热，分区控温，在管道外壁均匀布置2个温度监控点，加热宽度及保温宽度应符合要求，以保证预热温度。
3.严格控制焊接线能量
焊接线能量过大，焊缝金属在高温停留时间过长，晶粒長大变脆易导致焊缝韧性降低，热影响区软化乃至产生Ⅳ型裂纹。因此，P92钢焊接时应尽可能采用小线能量以减少碳化物的析出量和铁素体含量，防止马氏体晶粒长大，提高焊缝的冲击韧性。
焊接线能量输入在满足电焊机参数设置的情况下，通过焊道的宽度和厚度进行控制。规定：电弧焊接每层焊道厚度不超过焊条直径。焊条摆动幅度，最宽不得超过焊条直径的3倍。即φ2.5焊条为7.5mm，φ3.2焊条为9.6mm。Φ4.0mm焊条不允许使用。
4.层间温度的控制
过高的温度会使焊缝金属在高温停留时间过长，使晶粒长大变脆，致使焊缝金属韧性降低，故要加强层间温度的控制。施焊过程中，P92材质管道氩弧焊层间温度为150℃-250℃，电焊层间温度为≤250℃，热处理人员应用远红外测温仪进行测温，并做好记录，当温度超过，立刻停焊，待缓冷到250℃以下后再进行焊接。
5.层间清理及焊接自检
P92钢焊条药皮薄，铁水粘，易产生夹渣、飞溅，在下一层焊接时难以熔化，易形成细小夹渣，影响焊接质量，故P92材质大径厚壁管道每层或每道焊缝焊接完毕后，应用钢丝刷或砂轮机将焊渣飞溅等杂物清理干净（中间接头和坡口边缘尤应注意）。
焊工施焊中应特别注意接头起弧收弧处的焊接质量，保证熔合良好，收弧时应将熔池填满，以避免出现弧坑裂，焊到塞块处应将塞块去除，并将焊点、焊缝用角向磨光机打磨，不得留有焊疤等痕迹，经检验确认无裂纹后方可续继焊接。焊接完毕后，焊工应将焊缝表面的飞溅、焊渣清理干净并检查外观质量。P92钢焊后热处理要求极高，且时间长，为避免在焊后热处理后因外观缺陷返修再次热处理，焊工自检尤为重要。
6.焊后热处理控制
P92钢热处理后焊缝的硬度，一般不超过母材布氏硬度HB+100，且符合下列规定：180≤HB≤250。P92钢焊接热处理恒温过程中，在加热范围内任意两点间的温差应低于50℃。这对热处理提出了很高的要求，因此应严格按照工艺评定要求进行热处理，严把关热处理的各个环节，采取一切措施来减小误差。
6.1焊后热处理工艺
P92钢焊口热处理最小加热区宽度及P92钢焊口热处理最小保温区宽度可根据《T/P92焊接指导性工艺》中相关公式计算得出，P92钢焊后热处理温度为750℃-770℃。焊后热处理应严格按照焊接工艺评定要求进行，以确保P92钢热处理后焊缝的硬度符合要求。
6.2热处理参数要求
加热设备：设备的控温精度应在±5℃以内，计算机温度控制系统的显示应以自动记录仪的温度显示为准进行调整。
热电偶的测温要求：应根据热处理的温度和仪表的型号选择热电偶；热电偶的安装位置，应以保证测温准确可靠、有代表性为原则，对于管径大于或等于273mm的管道，测温点应在焊缝中心按圆周对称布置，且不少于两点；水平管道，测温点应上下对称布置；分区控温时，热电偶的布置应与加热装置相对应。
加热范围：从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。
温差控制：焊接热处理恒温过程中，在加热范围内任意两点间的温差应低于50℃。
保温宽度：从焊缝坡口边缘算起，每侧不得少于管子壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm，以减少温度梯度。
保温厚度：以40mm-60mm为宜。
三、结论
P92钢焊接技术难度大，焊接热处理工艺要求高，焊接时必须在工艺、人员、设备、环境等各方面做好充分准备，采用性能优良的焊材，以小线能量，小摆幅，薄焊层，多层多道焊的方法施焊，全过程旁站监督，焊后严格执行热处理工艺，只有各方面都控制到位，才能确保P92钢焊接热处理质量。
参考文献
5.1《T/P92焊接指导性工艺》
5.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012