PAGE華能電廠P91、P92鋼焊接質(zhì)量檢驗(yàn)導(dǎo)則華能國(guó)際電力股份有限公司二○○八年一月PAGEIII目次TOC\o"1-3"\u前言 II1. 適用范圍 12. 檢驗(yàn)項(xiàng)目與驗(yàn)收 13. 硬度檢查 13.1 檢驗(yàn)范圍和數(shù)量 13.2 測(cè)試儀器 13.3 測(cè)試表面制備 23.4 測(cè)試人員和測(cè)試方法 23.5 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 23.6 復(fù)驗(yàn) 24. 微觀組織結(jié)構(gòu) 34.1 檢驗(yàn)范圍和數(shù)量 34.2 檢驗(yàn)方法 34.3 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 45. 不合格品的處理方法 4

前言T91/P91/F91鋼（9Cr1MoVNbN）是美國(guó)在T9鋼的基礎(chǔ)上通過(guò)降低碳含量、添加合金元素V、Nb并控制N含量開(kāi)發(fā)出來(lái)的改良型9Cr1Mo鋼。在620℃以下時(shí)，該鋼的許用應(yīng)力高于奧氏體不銹鋼TP347H，在550℃以下該鋼的設(shè)計(jì)許用應(yīng)力約為P22鋼的兩倍。采用P91代替P22作為高溫厚壁管道可大幅度減小壁厚，從而降低成本并提高機(jī)組運(yùn)行靈活性。這種鋼已經(jīng)在我國(guó)亞臨界和超臨界機(jī)組中得到了廣泛的應(yīng)用。P92或同材質(zhì)的F92、T92鋼（9Cr0.5Mo1.8WVNbN）是在P91的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低Mo元素的含量，同時(shí)加入1.8%左右的W和微量B改良的新型耐熱鋼，其高溫強(qiáng)度得到了進(jìn)一步提高，最高使用溫度可達(dá)到625℃左右。我國(guó)目前在建的超超臨界機(jī)組基本上都采用了P92鋼作為主汽管道材料。P91、P92這兩種鋼的出現(xiàn)對(duì)電廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)行帶來(lái)了很大的益處，但同時(shí)對(duì)相應(yīng)部件的制造、安裝帶來(lái)了技術(shù)上的挑戰(zhàn)。與常規(guī)的碳鋼和低合金耐熱鋼不同，這兩種馬氏體耐熱鋼的優(yōu)異性能來(lái)自于對(duì)組織的精確控制，如果在制造和安裝中沒(méi)能嚴(yán)格執(zhí)行正確的工藝，沒(méi)有獲得合適的組織，或者由于運(yùn)行不當(dāng)對(duì)這種組織造成的破壞都會(huì)導(dǎo)致高溫強(qiáng)度的顯著下降從而使部件早期失效。由于華能國(guó)際電力股份有限公司在建的電源項(xiàng)目較多，P91、P92鋼的應(yīng)用非常普遍，且主要用于主蒸汽、再熱蒸汽管道和聯(lián)箱等重要部件，在這些部件上通常有大量的對(duì)接接頭、角焊縫甚至縱向焊縫等，同時(shí)還采用彎頭、彎管、三通等管件，這些都是長(zhǎng)期運(yùn)行中對(duì)安全影響最大的薄弱環(huán)節(jié)。然而目前有關(guān)P91、P92或者同材質(zhì)的F91、F92材料的國(guó)內(nèi)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于籠統(tǒng)，其驗(yàn)收指標(biāo)是僅從無(wú)超標(biāo)缺陷、不開(kāi)裂等最基本的要求提出的，沒(méi)有充分考慮到P91、P92鋼的成分、組織和性能特點(diǎn)，無(wú)法保證部件的使用壽命和安全。為此專門(mén)制定本標(biāo)準(zhǔn)，主要從硬度和金相兩個(gè)角度對(duì)P91、P92鋼焊接接頭和部件提出更明確的技術(shù)指標(biāo)，作為華能國(guó)際電力股份有限公司所屬電廠在相關(guān)工程合同簽訂與質(zhì)量驗(yàn)收的技術(shù)依據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)由華能國(guó)際電力股份有限公司工程部提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由西安熱工研究院有限公司負(fù)責(zé)解釋。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：華能國(guó)際電力股份有限公司工程部、西安熱工研究院有限公司、華能浙江分公司本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：周榮燦范長(zhǎng)信陳平邵天佑蔣雁PAGE4華能電廠P91、P92鋼焊接質(zhì)量檢驗(yàn)導(dǎo)則適用范圍華能國(guó)際電力股份有限公司所屬電廠P91、P92鋼管道的制造焊口和現(xiàn)場(chǎng)安裝焊口的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。P91、P92鋼管道、彎管以及F91、F92三通、彎頭、異徑管等管件也可參照本導(dǎo)則對(duì)母材的要求執(zhí)行。檢驗(yàn)項(xiàng)目與驗(yàn)收焊縫外觀檢查、光譜分析、無(wú)損檢測(cè)、宏觀金相檢查參照DL/T869《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》和DL438《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》的最新版本執(zhí)行。硬度檢查按本標(biāo)準(zhǔn)第3章執(zhí)行，微觀金相檢查按本標(biāo)準(zhǔn)第4章執(zhí)行。硬度檢查檢驗(yàn)范圍和數(shù)量名義管徑大于150mm或壁厚>20mm的P91、P92鋼制承壓管道焊接接頭必須在焊后熱處理后進(jìn)行100%硬度檢查。其余尺寸的焊接接頭按5%比例抽檢，抽檢硬度有異常值時(shí)擴(kuò)大抽檢比例；焊后熱處理記錄顯示異常的焊接接頭進(jìn)行100%硬度檢查。測(cè)試儀器現(xiàn)場(chǎng)硬度檢驗(yàn)可采用便攜式硬度計(jì)。硬度計(jì)應(yīng)定期進(jìn)行計(jì)量鑒定并取得計(jì)量鑒定合格證書(shū)，檢驗(yàn)前使用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)合格方能使用。以下條款中規(guī)定的硬度值均系以臺(tái)式布氏硬度計(jì)測(cè)定的數(shù)值。為避免由便攜式硬度計(jì)測(cè)量的其它硬度值向布氏硬度轉(zhuǎn)換時(shí)帶來(lái)誤差，可將硬度在HB190-250之間的標(biāo)準(zhǔn)試塊或由P91、P92鋼母材制成的試樣，分別通過(guò)臺(tái)式布氏硬度計(jì)和便攜式硬度計(jì)測(cè)量硬度（均以布氏硬度表示），其差值作為該類型硬度向布氏硬度轉(zhuǎn)換誤差的校正值。測(cè)試表面制備抽檢的部位可選擇便于打磨的位置，但如果熱處理過(guò)程中出現(xiàn)超溫等異常情況，應(yīng)首先在相應(yīng)區(qū)域檢查并適當(dāng)增加檢驗(yàn)部位的數(shù)量。檢驗(yàn)前將待檢部位包含焊縫、近縫區(qū)母材在內(nèi)的區(qū)域打磨去除表面氧化皮、脫碳層，通常需磨去0.7-1.2mm，并以120#或更細(xì)的砂輪、砂紙等精磨，表面粗糙度Ra<6.3μm。對(duì)焊后熱處理過(guò)程出現(xiàn)各種異常情況的焊接接頭，應(yīng)在所有控溫加熱區(qū)域各選擇一處進(jìn)行硬度測(cè)量。測(cè)試人員和測(cè)試方法測(cè)試人員必須經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)，熟悉測(cè)試儀器的測(cè)試原理、測(cè)試方法。測(cè)試時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵照相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品使用說(shuō)明執(zhí)行。測(cè)量的部位包括焊縫、近縫區(qū)母材，同一部位至少測(cè)量5點(diǎn)，取其算術(shù)平均值作為相應(yīng)部位的硬度值。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)焊縫金屬的硬度控制范圍最佳為HB195－HB235，硬度低于HB180或者高于HB250為不合格。P91、P92鋼管母材、管件的硬度范圍最佳為HB190-220，供貨態(tài)硬度低于HB180或者高于HB250為不合格，經(jīng)過(guò)焊后熱處理后近縫區(qū)（距離熔合線1倍焊縫寬度內(nèi)）母材經(jīng)過(guò)焊后熱處理后硬度低于HB175或高于HB250為不合格。復(fù)驗(yàn)當(dāng)出現(xiàn)硬度值超標(biāo)時(shí)，應(yīng)首先將該部位再打磨0.5mm深重新檢查，如仍不合格，沿著圓周方向在附近另選擇兩處、沿圓周方向180°的位置選擇一處（參見(jiàn)圖1）合計(jì)3處重新打磨測(cè)量。如果仍有硬度不合格現(xiàn)象最終判斷為不合格。圖1硬度復(fù)檢位置示意圖微觀組織結(jié)構(gòu)P91、P92鋼正常的組織應(yīng)該是完全的回火馬氏體，除了熱影響區(qū)外，母材和焊縫金屬的馬氏體板條特征明顯（P91、P92鋼在彎管、鍛造、焊接之后的熱處理過(guò)程中如溫度和升降溫速率控制不當(dāng)容易出現(xiàn)δ－鐵素體、未回火馬氏體、過(guò)度回火的回火索氏體等異常組織，這些組織的存在將導(dǎo)致P91、P92鋼部件的使用壽命大幅度下降）。檢驗(yàn)范圍和數(shù)量名義管徑大于150mm或壁厚>20mm的P91、P92鋼制承壓管道按焊接接頭數(shù)量的10％抽檢；對(duì)硬度超標(biāo)的接頭100％檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法金相制備和觀察按《DL/T884-2004火電廠金相檢驗(yàn)與評(píng)定技術(shù)導(dǎo)則》和《DL/T652－1998金相復(fù)型技術(shù)工藝導(dǎo)則》進(jìn)行；如發(fā)現(xiàn)有δ-鐵素體，其含量（面積比）按網(wǎng)格法放大倍數(shù)250倍在焊縫、熱影響區(qū)、母材各檢查10個(gè)視場(chǎng)，平均值為鐵素體的含量。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)焊縫微觀組織必須以馬氏體板條清晰的回火馬氏體為主，否則為不合格；焊縫金屬中的δ-鐵素體含量不得超過(guò)3%，最嚴(yán)重視場(chǎng)中不得超過(guò)10%；熔合區(qū)δ-鐵素體含量不得超過(guò)10％，最嚴(yán)重的視場(chǎng)不得超過(guò)20％。*對(duì)回火馬氏體中出現(xiàn)的少量未回火馬氏體組織，應(yīng)根據(jù)焊接和焊后熱處理溫度記錄曲線進(jìn)行判斷，如果工藝正常，未回火馬氏體是焊態(tài)組織中微量殘余奧氏體經(jīng)熱處理后轉(zhuǎn)變而來(lái)，應(yīng)視為合格；如果經(jīng)過(guò)分析認(rèn)定焊后未完全冷卻到奧氏體轉(zhuǎn)變終了溫度Mf以下，或焊后熱處理時(shí)溫度超過(guò)了下臨界轉(zhuǎn)變溫度AC1，組織為不合格。*為參考條款。4.P91、P92鋼管、管件母材中的δ-鐵素體含量不超過(guò)1%，最嚴(yán)重視場(chǎng)不得超過(guò)3%。5.建議P91和P92管材和管件（F91、F92）訂貨時(shí)將鋁元素（Al）含量控制在0.015%以下，Ti和Zr均不大于0.01％。不合格品的處理方法工廠化焊接接頭經(jīng)上述硬度和金相檢驗(yàn)不合格后，首先分析原因，然后