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【摘 要】本文主要结合工程实际,针对Super304H与HR3C对接选用Thermanit617和YT-HR3C两种焊丝的焊接工艺评定试验结果,从施工工艺和操作难度上进行比较,确定最适合施工安装操作的工艺,并结合工程实际应用中出现的问题总结归纳了相应的质量控制要点.

【关 键 词】Super304H,HR3C,超超临界机组,焊接

1.引言

国内目前在建的超超临界机组中HR3C和Super304H两种钢材逐渐被大量使用,对应这两种钢材的焊接材料国内外都已研发并应用,关于单纯的这两种钢材的焊接工艺研究和实践也已经在很多单位开展,但对于这两种钢材对接的焊接工艺应用目前尚不是很多.我公司承建的某工程超超临界机组为全悬吊结构Π型锅炉.3#锅炉末级再热器共有Super304H与HR3C对接焊口656只（见表1）.为了满足工程需要,我们分别采用Thermanit617和YT-HR3C两种焊丝进行了Super304H、HR3C异种钢对接工艺评定,并在过程中对这两种工艺进行了比对、研究,确定了最终工艺方案.结合对施工数据的分析和过程管理的总结提出了相应的控制要点.

表1某工程2×660MW锅炉末级再热器HR3C与Super304H对接情况

项目名称材质规格数量

末级再热器出口过渡段焊接Super304H/HR3CΦ57×4.5/57×4656

2.母材与焊材的特点

Super304H和HR3C均属于细晶粒奥氏体耐热不锈钢.关于他们的特性和焊接性能很多文献当中已经有非常详细的论述,这里不再详细展开,两种钢材化学成分见表2,本次工程中使用的Thermanit617和YT-HR3C两种焊丝的化学成分见表3.

表2化学成分（%）

成分CMnSiCrCuNNiAlBNbSP

Super304Hmin0.07――17.02.50.057.500.0030.0010.30――

max0.131.00.3019.03.50.1210.50.0300.0100.600.010.04

HR3Cmin0.04――24.0―0.1517.0――0.20――

max0.102.00.7526.0―0.3523.0――0.400.030.03

表3焊丝化学成分

CMnSiCrCuNNiAlMoNb+TaFeTiCo

YT-HR3C0.051.420.2927.122.990.2819.890.030.910.44――

Thermanit6170.06<0.1<0.122.10<0.01―54.91.38.7―0.80.3210.8

从钢材和焊材的化学成分表里面可以看出,YT-HR3C的化学成分和HR3C母材的化学成分大部分元素基本相似,但也有一些不同,如HR3C母材中不含Cu而焊材YT-HR3C中含有2.99%的Cu,而且两种焊材中均加入了Mo（YT-HR3C含有0.91%、Thermanit617含有8.70%）.同时,与母材和YT-HR3C相比,ERNiCrCoMo-1属于镍基合金焊材,除了含有10.8%的Co以外,Ni的含量达到了54.9%.

根据相关文献的介绍,有关化学成分的加入考虑了以下因素[3]：

Ni：Ni属于奥氏体稳定元素,能降低奥氏体化温度,对焊缝的回火温度有较大影响,并提高钢的韧性,

Co：适量的加入Co可有效替代Ni的作用而使焊缝金属获得稳定的室温冲击韧性,并可提高基蠕变强度,

Mo：Mo的加入,有利于形成碳化物,使焊缝具有高温稳定性,并提高焊缝的高温强度,

Cu：Cu属于微量元素,在YT-HR3C中加了2.99%,其主要作用在于在奥氏体钢中形成强化项,提高抗腐蚀性能,但Cu容易与S发生化学反映,生成CuS或者Cu2S,这两种化合物稳定存在,妨碍钝化膜的延续性和完整性,应控制Cu的含量.

3.焊接工艺评定情况

3.1工艺评定结果

我们根据DL/T868和相关国家标准的要求分别采用Thermanit617和YT-HR3C两种焊丝进行了Super304H、HR3