[发明专利]一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道P91焊接工艺

说明书

本发明公开了一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道P91焊接工艺，主要包括焊前准备、焊接部件预热、部件焊接、焊后马氏体转变、焊后热处理组成，本发明的主蒸汽管道P91焊接工艺能够提高焊缝外观和无损检测质量，并改善焊接接头的冲击韧性和硬度性能，最终提高主蒸汽管道安全性和使用寿命。

技术领域

本发明属于管道焊接技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道P91焊接工艺。

背景技术

P91钢属于高温用无缝铁素体合金钢管，该钢具有高温抗持久强度、高温稳定性和高温抗蠕变能力等优异的综合性能。但是，相对于普通的低碳钢和低合金耐热钢，P91钢的焊接性能较差，且具有较大的淬硬倾向，易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ区域软化等问题。此外，基于核电领域对安全性和使用寿命的严格要求以及P91钢首次应用于核岛主蒸汽管道系统，控制好P91钢焊接及热处理质量是核电安全运行和服役的基础要求。故此，通过制定出合理地焊接工艺对核电焊接质量控制具有重要指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道P91焊接工艺，它能够解决在高温气冷堆核电站施工中出现的上述问题。

本发明的技术方案如下：一种高温气冷堆核电站主蒸汽管道P91焊接工艺，包括如下步骤：

步骤1：焊前准备；

步骤2：焊接部件预热；

步骤3：焊接；

步骤4：焊后马氏体转变；

步骤5：焊后热处理。

所述的步骤1中，

焊接方法：采用手工钨极气体保护焊和焊条电弧焊联合焊接方法，即打底层采用手工钨极气体保护焊进行焊接，填充、盖面层采用焊条电弧焊进行焊接；

焊接材料：钨极气体保护焊采用焊接材料为ER90S-B9，焊丝规格为φ2.0；焊条电弧焊采用焊接材料为E9015-B9，焊条规格为φ3.2。

坡口形式：采用双V形坡口，下V形坡口角度为60-70°，上V形坡口角度为20-30°，钝边为0-2mm，坡口间隙为0-4mm。

保护气体：采用氩气进行保护，正面保护气体流量10-20L/min，背面保护气体流量≥5L/min。

所述的步骤2中，

手工钨极气体保护焊：采用电阻加热，预热温度150-200℃；

焊条电弧焊：采用电阻加热，预热温度200-250℃。

所述的步骤3中，

手工钨极气体保护焊：层间温度不低于150℃，焊接电压为8-15V，焊接电流为70-125A，焊接速度为4-12cm/min，打底层焊接厚度焊接3-5mm。

焊条电弧焊：层间温度不低于200℃，焊接电压为20-30V，焊接电流为90-120A，焊接速度为5-15cm/min。

所述的步骤4中，焊接结束后，进行恒温温度为80-120℃，恒温时间为1-2h的马氏体转变热处理。

所述的步骤5中，

加热方法：采用中频电磁感应加热方法。

焊后热处理参数：恒温温度为750-770℃，恒温时间为4-6min/mm，升温速度、降温速度≤150℃/h，降温至300℃以下时，可不控制升温速度、降温速度。

本发明的有益效果在于：本发明的主蒸汽管道P91焊接工艺能够提高焊缝外观和无损检测质量，并改善焊接接头的冲击韧性和硬度性能，最终提高主蒸汽管道安全性和使用寿命。

具体实施方式