Heat-resistant steel refers to the steel that works at high temperature and has excellent thermal strength and thermal stability. Thermal strength refers to the ability to resist creep and fracture at high temperature, and thermal stability refers to the ability to resist oxidation and corrosion of gaseous media at high temperature. People usually refer to the heat-resistant steel with thermal strength as heat-resistant steel and heat-resistant steel with thermal stability as heat-stable steel. Heat-resistant steels are mainly used in power and energy engineering, such as in the manufacture of oil refining equipment, boilers, nuclear vessels, steam turbines, synthetic chemical vessels, aerospace equipment and other high-temperature processing equipment. It should be noted that many stainless steels (309, 310H) also have heat resistance and are sometimes referred to as “heat resistant stainless steel”.

The welded joints of heat resistant steel shall have substantially the same high temperature oxidation resistance as the base metal. The alloy composition and content of weld metal should be basically consistent with the base metal, such as Cr, Mo, W and other major elements, while impurities such as P and S should be controlled at a low level as far as possible to reduce the tendency of hot crack. In order to improve the weldability, the C content of the welding material can be slightly lower than that of the base metal to ensure the high temperature performance. The strength of the weld metal shall be similar to that of the base metal to be welded. Heat-resistant steel welded joints shall not only have short-term strength at room temperature and high temperature basically equal to that of the base metal, but also, more importantly, have high temperature creep properties similar to that of the base metal. The performance requirements of new heat-resistant steel joints for ultra-supercritical boilers are shown in the following table.

Although most of heat resistant steel welding structure is working under high temperature, but the final inspection for pressure vessels and piping requirements, usually at room temperature to 1.5 times the working pressure experiment hydraulic or pneumatic pressure test, the operation of pressure equipment or maintenance have to undergo the cold start process, so the heat resistant steel welding joint is also should have certain resistance to brittle fracture. For martensite and austenite heat resistant steels, the content of δ Ferrite in the deposited metal should be strictly controlled to ensure the creep property of the welded joints during the long time running at high temperature.

P92/T92, P122/T122 martensitic steel welding

Both P92 and P122 are martensitic steels, which have cold cracking tendency and hot cracking tendency during welding. In order to prevent cold cracks in welding, it is necessary to preheat before welding. The preheat temperature is not less than 150℃ for TIG welding and not less than 200℃ for electrode arc welding and submerged arc welding. In order to prevent hot crack and coarse grain, the welding line energy should be strictly controlled during the welding process, the interlayer temperature should be less than 300℃, and the tungsten electrode argon arc welding with small welding heat input is preferred. Multilayer and multi-pass welding should be paid attention to when welding electrode arc welding. The welding pass thickness should not be greater than the electrode diameter. The welding pass width should not be more than 3 times the electrode diameter and it is recommended that the electrode diameter should not be more than 4mm.For the workpiece with large wall thickness, submerged arc welding can be used for welding, but fine wire submerged arc welding should be used, and the diameter of the welding wire should be less than 3mm. When welding T122 and T92 small diameter tubes, the back side should be filled with argon during the whole welding process. For large-diameter thick-walled pipes, argon gas protection is required on the back of the first three layers of welds at the root. After weld welding, use asbestos insulation and slow cooling and stay between 100 ~ 150℃ for at least 1 ~ 2 hours, until the metallography is completely transformed into martensite, then can carry out post-weld heat treatment. For the wall thickness of the workpiece is greater than 40mm, after welding with asbestos insulation slow cooling, 100 ~ 150℃ at least stay 1 ~ 2 hours, if not immediately heat treatment, should be heated to 200 ~ 300℃ insulation 2 hours and then slow cooling to room temperature.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN Austenitic steel welding

Austenitic steel has good weldability and no cold cracking tendency, so it does not need preheating. However, austenitic steel has hot cracking tendency during welding, so attention should be paid to the control of welding heat input and interlayer temperature. In the welding process, the welding method of welding line energy is smaller, such as manual TIG, automatic cold wire TIG welding or hot wire TIG welding. Generally, the interlayer temperature should be controlled not more than 150℃. For automatic cold wire TIG welding or hot wire TIG welding, the continuous welding process requires interlayer water cooling of the welded weld. In order to prevent intergranular corrosion, the chloride ion content in the cooling water should be controlled. In order to prevent the oxidation of alloying elements in the high temperature zone, the back surface should be filled with argon during the whole welding process. In order to ensure good fusion on both sides of groove, groove Angle of austenitic steel should be larger than that of general ferrite steel. For dissimilar steel welding with ferrite materials, ernicR-3 or EnICRFE-2 welding wire or electrode is recommended. When dissimilar steel is welded (with ferrite steel) and used at high temperatures, the expansion coefficient of both materials must be taken into account.

De verbindingsvorm van warmtewisselbuis en buisplaat omvat voornamelijk expansie, lassen, expansielassen, enz. De sterkte-uitzettingsverbinding verwijst naar de uitbreiding van de afdichtingsprestaties en treksterkte van de verbinding tussen de warmtewisselbuis en de buisplaat. Het vertrouwt op de plastische vervorming van het buisuiteinde om de trekkracht te weerstaan. De restspanning na de uitzetting van de buis zal geleidelijk verzwakken wanneer de temperatuur toeneemt, zodat de afdichtingsprestaties en de sterkte van de verbinding tussen de buis en de buisplaat zullen afnemen. Daarom is de sterkte uitbreiding geschikt voor de ontwerpdruk is minder dan of gelijk aan 4MPa, de ontwerptemperatuur is minder dan of gelijk aan 300 ℃. De sterkte-uitbreiding mag niet worden gebruikt in het geval van zware trillingen, grote temperatuurverschillen of duidelijke spanningscorrosie tijdens gebruik.

Bij het expanderen van de buis moet de hardheid van de buis lager zijn dan die van het buisblad. De opening tussen de buis en de buis en de gladheid van de buis beïnvloeden de kwaliteit van de expanderende buis. Een ruw oppervlak van het pijpgat kan een grote wrijvingskracht produceren en is niet gemakkelijk los te trekken, maar kan wel gemakkelijk lekkage veroorzaken. Het oppervlak van het buisgat mag geen longitudinale groef hebben. Het gladde oppervlak van het buisgat lekt niet gemakkelijk, maar trekt wel gemakkelijk weg. Over het algemeen moet de oppervlakteruwheid kleiner zijn dan of gelijk aan 12,5 μm. Er zijn twee soorten pijpgaten: gaten en ringvormige groeven, de eerste zoals weergegeven in figuur (a) hieronder, en de laatste zoals weergegeven in figuur (b) en (c) hieronder.

Na het groeven wordt de stalen buizen worden bij het uitzetten in de groeven geperst, wat de weerstand tegen lostrekken en de afdichtende werking kan verbeteren. Het aantal ringvormige sleuven in het buisgat hangt af van de dikte van de buisplaat. In het algemeen wordt er één gleuf geopend als de dikte minder dan 25 mm is en worden er twee gleuven geopend als de dikte meer dan 25 mm is. Wanneer de buisplaat dik is of om spleetcorrosie te voorkomen, kan de structuur in de volgende figuur (d) worden gebruikt, de samengestelde buisplaat en warmtewisselingsbuis kunnen ook worden uitgebreid, wanneer de bekleding groter is dan of gelijk aan 8 mm, moet in de groef op het buisgat, de structuur wordt getoond in de volgende figuur (e).

Sterkte lassen verwijst naar de afdichting prestaties en treksterkte van de warmtewisselbuis en buizenblad verbinding te garanderen, is de meest gebruikte buizenblad verbindingstypen. Sterkte lassen productie is eenvoudig, de treksterkte is sterk, zoals lassen deel mislukking, kan secundaire reparatie lassen, handiger warmtewisselbuis. Het gebruik van sterkte lassen is niet beperkt door druk en temperatuur, maar het is niet geschikt voor de gelegenheid van grote trillingen of kloof corrosie. De algemene vorm van sterkte lassen wordt weergegeven in figuur (a) hieronder. Om vloeistofophoping rond het pijpeinde te voorkomen, wordt vaak de structuur in figuur (b) gebruikt. De constructie zoals weergegeven in figuur (c) hieronder wordt meestal gebruikt in situaties waarin de buisplaat van roestvast staal is.

De afdichtingsprestaties van de verbinding tussen buis en buisplaat moeten hoog zijn, of er is spelingcorrosie, bestand tegen zware trillingen en andere gelegenheden, een enkele expansie of lassen kan niet voldoen aan de eisen, de combinatie van de twee kan voldoende sterkte en goede afdichtingsprestaties bieden. De combinatie van expansie en lassen kan worden onderverdeeld in twee soorten volgens de expansie- en lasvolgorde: expansie en lassen na expansie. De algemene expansiemethode heeft onvermijdelijk olievlekken in de voegspleet, die na het expanderen wordt gelast. Deze olievlekken en de lucht in de spleet zullen de laskwaliteit verminderen.

Lassen vóór expansie zal schade aan de las veroorzaken. Op dit moment is er geen uniforme bepaling voor de keuze van de twee orders. In de werkelijke engineering, zoals uitbreiding na het lassen, voor het lassen moet schone olie; Als het eerste lassen na de uitbreiding, moet een limiet aan de expansie positie van de buis einde, in het algemeen te controleren vanaf het oppervlak van de buis plaat 15mm boven het toepassingsgebied van de uitbreiding. De eerste uitbreiding en vervolgens lassen neemt over het algemeen de vorm van sterkte uitbreiding en afdichting lassen. De sterkte uitbreiding zorgt voor de afdichting van de buis en buisplaat, waardoor er voldoende treksterkte, en de afdichting lassen verder zorgt voor de afdichting van de buis en buisplaat. De structuur wordt getoond in figuur (a). Sterkte lassen zorgt voor de afdichtende werking van de buis en de buisplaat, het verstrekken van voldoende treksterkte, en steken uitbreiding elimineren de kloof tussen de buis en de buis gat om de afdichtende werking te garanderen. De structuur wordt getoond in figuur (b).

In essentie is explosieve expansie ook een soort sterkte-expansie, de laatste neemt meestal roluitbreiding aan, de eerste gebruikt het explosief in een zeer korte tijd om een hoge druk gasschokgolf te produceren om de pijp stevig aan het buisgat te bevestigen. Hoge explosieve expansie en verbindingsefficiëntie, geen smeerolie nodig, gemakkelijk te lassen na expansie, grote treksterkte, kleine axiale rek en vervorming.

Explosieve expansie is geschikt voor dunne wand buizen, kleine diameter buizen en grote dikte buisblad expansie, warmte-uitwisseling buis einde lekkage, mechanische expansie is moeilijk om de gelegenheid te repareren.