Soldagem de material de caldeira ultrassupercrítico

Aço resistente ao calor refere-se ao aço que trabalha em alta temperatura e tem excelente resistência térmica e estabilidade térmica. A resistência térmica se refere à capacidade de resistir à fluência e à fratura em alta temperatura, e a estabilidade térmica se refere à capacidade de resistir à oxidação e corrosão de meios gasosos em alta temperatura. As pessoas geralmente se referem ao aço resistente ao calor com resistência térmica como aço resistente ao calor e ao aço resistente ao calor com estabilidade térmica como aço estável ao calor. Os aços resistentes ao calor são usados ​​principalmente em energia e engenharia de energia, como na fabricação de equipamentos de refino de petróleo, caldeiras, vasos nucleares, turbinas a vapor, vasos de produtos químicos sintéticos, equipamentos aeroespaciais e outros equipamentos de processamento de alta temperatura. Deve-se notar que muitos aços inoxidáveis ​​(309, 310H) também têm resistência ao calor e às vezes são referidos como "aço inoxidável resistente ao calor".

As juntas soldadas de aço resistente ao calor deve ter substancialmente a mesma resistência à oxidação a alta temperatura que o metal de base. A composição da liga e o teor do metal de solda devem ser basicamente consistentes com o metal de base, como Cr, Mo, W e outros elementos principais, enquanto as impurezas como P e S devem ser controladas em um nível baixo, tanto quanto possível para reduzir o tendência de crack quente. Para melhorar a soldabilidade, o teor de C do material de soldagem pode ser ligeiramente inferior ao do metal de base para garantir o desempenho em alta temperatura. A resistência do metal de solda deve ser semelhante à do metal de base a ser soldado. As juntas soldadas de aço resistente ao calor não devem apenas ter resistência de curto prazo à temperatura ambiente e alta temperatura basicamente igual à do metal de base, mas também, mais importante, ter propriedades de fluência em alta temperatura semelhantes às do metal de base. Os requisitos de desempenho de novas juntas de aço resistentes ao calor para caldeiras ultra-supercríticas são mostrados na tabela a seguir.

NotasTS σb MPaY.Sσs MPaAlongamento δ %AkvJTensão admissível na temperatura operacional, MPaDureza, HB
P12263053017%3164 (620 ℃)225 270 ~
P9263053017%3170 (620 ℃)-
HR3C655-30-69 (650 ℃)-
Super304H590-35-91 (620 ℃) ​​78 (650 ℃)225 270 ~

Embora a maioria de aço resistente ao calor a estrutura de soldagem está trabalhando sob alta temperatura, mas a inspeção final para vasos de pressão e requisitos de tubulação, geralmente em temperatura ambiente a 1.5 vezes a pressão de trabalho do experimento de teste de pressão hidráulica ou pneumática, a operação do equipamento de pressão ou manutenção deve passar pelo processo de partida a frio , de modo que a junta de soldagem de aço resistente ao calor também deve ter certa resistência à fratura frágil. Para aços resistentes ao calor de martensita e austenita, o conteúdo de δ Ferrita no metal depositado deve ser estritamente controlado para garantir a propriedade de fluência das juntas soldadas durante o longo tempo de operação em alta temperatura.

Soldagem de aço martensítico P92 / T92, P122 / T122

Tanto o P92 quanto o P122 são aços martensíticos, que apresentam tendência a trincas a frio e a quente durante a soldagem. Para evitar trincas frias na soldagem, é necessário pré-aquecer antes da soldagem. A temperatura de pré-aquecimento não é inferior a 150 ℃ para soldagem TIG e não inferior a 200 ℃ para soldagem a arco com eletrodo e soldagem a arco submerso. A fim de evitar trincas a quente e grãos grossos, a energia da linha de soldagem deve ser estritamente controlada durante o processo de soldagem, a temperatura da camada intermediária deve ser inferior a 300 ℃ e a soldagem a arco de argônio com eletrodo de tungstênio com pequena entrada de calor de soldagem é preferida. Deve-se prestar atenção à soldagem multicamada e multipassagem ao soldar a soldagem a arco com eletrodo. A espessura do passe de soldagem não deve ser maior que o diâmetro do eletrodo. A largura do passe de soldagem não deve ser superior a 3 vezes o diâmetro do eletrodo e é recomendado que o diâmetro do eletrodo não seja superior a 4 mm. Para a peça de trabalho com grande espessura de parede, a soldagem por arco submerso pode ser usada para soldagem, mas fio fino submerso Deve-se usar solda a arco e o diâmetro do fio de solda deve ser inferior a 3 mm. Ao soldar tubos de pequeno diâmetro T122 e T92, o lado posterior deve ser preenchido com argônio durante todo o processo de soldagem. Para tubos de paredes espessas de grande diâmetro, a proteção do gás argônio é necessária na parte de trás das três primeiras camadas de soldas na raiz. Após a soldagem, use isolamento de amianto e resfriamento lento e permaneça entre 100 ~ 150 ℃ por pelo menos 1 ~ 2 horas, até que a metalografia seja completamente transformada em martensita, então pode realizar o tratamento térmico pós-soldagem. Para a espessura da parede da peça de trabalho ser superior a 40 mm, após a soldagem com isolamento de amianto resfriamento lento, 100 ~ 150 ℃ pelo menos ficar 1 ~ 2 horas, se não for imediatamente o tratamento térmico, deve ser aquecido para isolamento de 200 ~ 300 ℃ 2 horas e em seguida, resfriamento lento até a temperatura ambiente.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN Soldagem de aço austenítico

O aço austenítico tem boa soldabilidade e nenhuma tendência à trinca a frio, portanto, não precisa de pré-aquecimento. No entanto, o aço austenítico tem tendência a trincas a quente durante a soldagem, portanto, deve-se atentar para o controle da entrada de calor de soldagem e da temperatura entre as camadas. No processo de soldagem, o método de soldagem da energia da linha de soldagem é menor, como TIG manual, soldagem TIG automática com fio frio ou soldagem TIG com fio quente. Geralmente, a temperatura da camada intermediária não deve ser controlada por mais de 150 ℃. Para soldagem TIG automática com fio frio ou soldagem TIG com fio quente, o processo de soldagem contínua requer resfriamento de água entre camadas da solda soldada. Para evitar a corrosão intergranular, o teor de íons cloreto na água de resfriamento deve ser controlado. Para evitar a oxidação dos elementos de liga na zona de alta temperatura, a superfície posterior deve ser preenchida com argônio durante todo o processo de soldagem. A fim de garantir uma boa fusão em ambos os lados da ranhura, o ângulo da ranhura do aço austenítico deve ser maior do que o do aço ferrita em geral. Para soldagem de aço diferente com materiais de ferrite, recomenda-se fio de solda ou eletrodo ernicR-3 ou EnICRFE-2. Quando aço dissimilar é soldado (com aço ferrite) e usado em altas temperaturas, o coeficiente de expansão de ambos os materiais deve ser levado em consideração.

 

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