CN111702301A - 一种超700℃锅炉用uns n07208高温合金管的焊接工艺 - Google Patents

一种超700℃锅炉用uns n07208高温合金管的焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，包括以下步骤：A）焊前坡口加工，清理焊接区域，并预热；B）按要求装配及焊接；C）焊后进行无损探伤检验；D）探伤检验合格后，进行焊后热处理；步骤B)中采用的焊接材料为SFA‑5.14 ERNiCrCoMo‑2及其改进型或SFA‑5.14 ERNiCrCo‑1及其改进型，焊接熔池保护气体采用（60～80）%氩气+（40～20）%氦气的混合气体；本发明能消除焊缝内部夹渣、微裂纹、未熔合等缺陷，保证接头的焊接质量及性能，提高一次探伤合格率，为将来700℃及更高等级锅炉的开发以及高温合金UNS N07208的工程化应用创造了条件。

Description

一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种用于UNS N07208高温合金管的焊接工艺。
背景技术
UNS N07208是由美国哈氏合金国际公司开发的一种时效强化型高温合金，其典型化学成份为公知。由于其具有优良的高温力学性能和耐蚀性能以及良好的冷热加工性能，被认为是制造700℃以及更高等级超超临界锅炉高温受热面和集箱等关键部件的最有潜力的材料。
高温合金UNS N07208被认为是研制700℃以及更高等级超超临界锅炉高温关键部件的最有潜力的材料，国内外都已进行了较多的试验研究，但因其成分的特殊性，对于其焊接工艺研究，尤其是大口径、厚壁管的焊接研究相对较少，没有成熟的焊接工艺可借鉴，采用现有焊接工艺方法，焊后接头探伤合格率低，焊缝内部存在夹渣、微裂纹、未熔合等缺陷，质量及接头性能无法得到保证。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，它能消除焊缝内部夹渣、微裂纹、未熔合等缺陷，保证接头的焊接质量及性能，提高一次探伤合格率，为将来700℃及更高等级锅炉的开发以及高温合金UNSN07208的工程化应用创造了条件。
为了达到上述目的，本发明的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，包括以下步骤：A）焊前坡口加工，清理焊接区域，并预热；B）按要求装配及焊接；C）焊后进行无损探伤检验；D）探伤检验合格后，进行焊后热处理；其特征在于：步骤B)中采用的焊接材料为SFA-5.14ERNiCrCoMo-2及其改进型或SFA-5.14ERNiCrCo-1及其改进型，焊接熔池保护气体采用（60～80）%氩气+（40～20）%氦气的混合气体；
本发明通过采用SFA-5.14ERNiCrCoMo-2及其改进型或SFA-5.14ERNiCrCo-1及其改进型， 其成分与高温合金管一致或接近，焊接时二者的结合性好、强度高，加上氩气与氦气的混合作为保护气体，熔池流动性好、熔深更深、可控制焊接缺陷，能消除焊缝内部夹渣、微裂纹、未熔合等缺陷，保证接头的焊接质量及性能，提高一次探伤合格率，为将来700℃及更高等级锅炉的开发以及高温合金UNS N07208的工程化应用创造了条件；
作为本发明的进一步改进，所述步骤B）中的焊接可采用手工钨极氩弧焊（GTAW）焊接，焊接热输入为0.9～1.8KJ/mm，层/道温度应不超过100℃ ；手工钨极氩弧焊焊速较慢，易导致各部分温差较大、引起微裂纹，通过稍高的焊接热输入和控制层/道温度应不超过100℃，可减小热应力，防止微裂纹；
作为本发明的进一步改进，所述步骤B）中的焊接可采用热丝钨极氩弧焊，当高温合金管外径不大于76mm时，焊接热输入为0.7～1.5KJ/mm，进行连续不间断施焊，不控制层/道间温度；当高温合金管外径大于76mm时，层/道间温度应不超过100℃，焊接热输入为1.2～2.5KJ/mm；热丝钨极氩弧焊为自动焊，焊速较快，当高温合金管外径不大于76mm时，各部分温差不大，采用较低的焊接热输入进行连续不间断施焊，无需控制层/道间温度，也可防止微裂纹；当高温合金管外径大于76mm时，各部分温差较大，需较高的焊接热输入及控制层/道间温度应不超过100℃，以防止微裂纹；
作为本发明的进一步改进，所述焊接时，高温合金管内均通入纯氩保护气；可防止管内被氧化；
作为本发明的进一步改进，所述焊后进行无损探伤检验为100%PT +100%RT +100%相控阵探伤检查；可完成工件表面、内部点状及线状等缺陷的检测，保证接头的焊接质量；
作为本发明的进一步改进，所述焊后热处理采用“875～925℃/≥4h/空冷”加“765～815℃/≥8h/空冷”的二步时效热处理，或者采用“775～825℃/≥8h/空冷”的一步时效热处理；可消除应力、提高强度；
作为本发明的进一步改进，所述步骤D）后，还进行无损探伤复查：100%PT +100%RT +100%相控阵探伤检查；进一步保证接头的焊接质量；
作为本发明的进一步改进，材料外径大于89mm或壁厚超过20时，焊后热处理前先进行“1110～1160℃/≥0.5h/空冷”固溶热处理，再进行“875～925℃/≥4h/空冷”加“765～815℃/≥8h/空冷”的二步时效热处理，或者 “775～825℃/≥8h/空冷”的一步时效热处理；可彻底消除应力，提高强度；进一步保证接头的焊接质量及性能；
作为本发明的进一步改进，焊前预热时，对焊接区域及两侧周围不小于3倍壁厚且不小于100mm范围内预热到10℃以上；保证适宜的焊接条件；
作为本发明的进一步改进，清理焊接区域时，对坡口面及周围不小于20mm范围内采用不锈钢或镍基材质专用打磨工具打磨清理至呈现金属光泽；可避免污染；
综上所述，本发明能消除焊缝内部夹渣、微裂纹、未熔合等缺陷，保证接头的焊接质量及性能，提高一次探伤合格率，为将来700℃及更高等级锅炉的开发以及高温合金UNSN07208的工程化应用创造了条件。
附图说明
图1本发明实施例的两合金管焊接坡口示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
以某项目为例，如图1所示，一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，包括以下步骤：A）两UNS N07208高温合金管1、2焊前进行坡口加工，管子外径45mm，对坡口面3及周围不小于20mm范围内采用不锈钢或镍基材质专用打磨工具打磨清理至呈现金属光泽，如环境温度低于10℃，对焊接区域及两侧周围不小于3倍壁厚且不小于100mm范围内预热到10℃以上；B）按要求装配，在两高温合金管1、2内均通入纯氩保护气，采用手工钨极氩弧焊（GTAW），焊丝材料为SFA-5.14 ERNiCrCoMo-2或其改进型，焊接熔池保护气体采用（60～80）%氩气+（40～20）%氦气的混合气体，焊接热输入为0.9～1.8KJ/mm，连续不间断施焊，不控制层/道间温度；C）焊后进行无损探伤检验：100%PT +100%RT +100%相控阵探伤检查；D）探伤检验合格后，进行焊后热处理：“875～925℃/≥4h/空冷”加“765～815℃/≥8h/空冷”的二步时效热处理，或者采用“775～825℃/≥8h/空冷”的一步时效热处理；E) 进行无损探伤复查：100%PT +100%RT +100%相控阵探伤检查；
本发明通过采用焊丝材料为SFA-5.14ERNiCrCoMo-2或其改进型， 其成分与UNSN07208高温合金管一致或接近，焊接时二者的结合性好、强度高，加上氩气与氦气的混合作为保护气体，熔池流动性好、熔深更深、可控制焊接缺陷，并通过稍高的焊接热输入和控制层/道温度应不超过100℃，可减小热应力，避免手工钨极氩弧焊焊速较慢引起的各部分温差较大、形成微裂纹，能消除焊缝内部夹渣、微裂纹、未熔合等缺陷，保证接头的焊接质量及性能，提高一次探伤合格率；两次无损探伤可完成工件表面、内部点状及线状等缺陷的检测，保证接头的焊接质量；在两高温合金管1、2内均通入纯氩保护气可防止管内被氧化；焊后热处理可消除应力、提高强度；
本发明不限于上述实施方式，如焊丝材料也可采用SFA-5.14ERNiCrCo-1或其改进型，其主要成分也与UNS N07208高温合金管接近；焊接也可采用热丝钨极氩弧焊，热丝钨极氩弧焊为自动焊，焊速较快，当高温合金管外径不大于76mm时，各部分温差不大，较低的焊接热输入0.7～1.5KJ/mm，进行连续不间断施焊，不必控制层/道间温度，也可防止微裂纹；当高温合金管外径大于76mm时，各部分温差较大，需较高的焊接热输入1.2～2.5KJ/mm，及控制层/道间温度应不超过100℃，以防止微裂纹；当管子外径大于89mm或壁厚超过20时，焊后热处理前还先进行“1110～1160℃/≥0.5h/空冷”固溶热处理，再进行“875～925℃/≥4h/空冷”加“765～815℃/≥8h/空冷”的二步时效热处理，或者 “775～825℃/≥8h/空冷”的一步时效热处理；可彻底消除应力，提高强度；进一步保证接头的焊接质量及性能；可进一步保证接头的焊接质量及性能。

Claims (10)

1.一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，包括以下步骤：A）焊前坡口加工，清理焊接区域，并预热；B）按要求装配及焊接；C）焊后进行无损探伤检验；D）探伤检验合格后，进行焊后热处理；其特征在于：步骤B)中采用的焊接材料为SFA-5.14 ERNiCrCoMo-2及其改进型或SFA-5.14 ERNiCrCo-1及其改进型，焊接熔池保护气体采用（60～80）%氩气+（40～20）%氦气的混合气体。
2.根据权利要求1所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤B）中的焊接采用手工钨极氩弧焊，焊接热输入为0.9～1.8KJ/mm，层/道温度应不超过100℃。
3.根据权利要求1所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤B）中的焊接采用热丝钨极氩弧焊，当高温合金管外径不大于76mm时，焊接热输入为0.7～1.5KJ/mm，进行连续不间断施焊，不控制层/道间温度；当高温合金管外径大于76mm时，层/道间温度应不超过100℃，焊接热输入为1.2～2.5KJ/mm。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：焊接时，高温合金管内均通入纯氩保护气。
5.根据权利要求4所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤C）中焊后进行无损探伤检验为100%PT +100%RT +100%相控阵探伤检查。
6.根据权利要求5所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤D）中焊后热处理采用“875～925℃/≥4h/空冷”加“765～815℃/≥8h/空冷”的二步时效热处理，或者采用“775～825℃/≥8h/空冷”的一步时效热处理。
7.根据权利要求6所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤D）后，还进行无损探伤复查：100%PT +100%RT +100%相控阵探伤检查。
8.根据权利要求7所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤D）中，材料外径大于89mm或壁厚超过20时，焊后热处理前先进行“1110～1160℃/≥0.5h/空冷”固溶热处理，再按权利要求6进行热处理。
9.根据权利要求8所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤A）中，焊前预热时，对焊接区域及两侧周围不小于3倍壁厚且不小于100mm范围内预热到10℃以上。
10.根据权利要求9所述的一种超700℃锅炉用UNS N07208高温合金管的焊接工艺，其特征在于：所述步骤A）中，清理焊接区域时，对坡口面及周围不小于20mm范围内采用不锈钢或镍基材质专用打磨工具打磨清理至呈现金属光泽。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112475554A (zh) * 2020-11-13 2021-03-12 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种700℃等级锅炉用异种时效强化合金管的焊接工艺
CN112705824A (zh) * 2020-11-30 2021-04-27 中国化学工程第十四建设有限公司 一种针状焦装置厚壁合金管道的焊接方法
CN115319242A (zh) * 2022-07-19 2022-11-11 广西防城港核电有限公司 阀门唇焊缺陷修复方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103894711A (zh) * 2014-03-14 2014-07-02 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种高热处理温度差的异种材料焊接方法
CN104084675A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 上海锅炉厂有限公司 一种高温镍基合金焊接工艺
CN104625345A (zh) * 2014-12-30 2015-05-20 上海锅炉厂有限公司 C-hra-3高温镍基合金焊接工艺
CN104646801A (zh) * 2014-12-30 2015-05-27 上海锅炉厂有限公司 Gh984g高温镍铁基合金焊接工艺
CN105750708A (zh) * 2016-04-29 2016-07-13 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种厚壁镍基合金集箱环焊缝焊接方法
CN108161184A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种先进超超临界锅炉用异种材料管材的焊接方法
CN108161188A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 Haynes282高温镍基合金管子焊接工艺
CN109239186A (zh) * 2018-09-05 2019-01-18 中国电建集团山东电力建设第工程有限公司 一种基于相控阵超声探伤仪的中大径薄壁管无损检测方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103894711A (zh) * 2014-03-14 2014-07-02 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种高热处理温度差的异种材料焊接方法
CN104084675A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 上海锅炉厂有限公司 一种高温镍基合金焊接工艺
CN104625345A (zh) * 2014-12-30 2015-05-20 上海锅炉厂有限公司 C-hra-3高温镍基合金焊接工艺
CN104646801A (zh) * 2014-12-30 2015-05-27 上海锅炉厂有限公司 Gh984g高温镍铁基合金焊接工艺
CN105750708A (zh) * 2016-04-29 2016-07-13 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种厚壁镍基合金集箱环焊缝焊接方法
CN108161184A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种先进超超临界锅炉用异种材料管材的焊接方法
CN108161188A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 Haynes282高温镍基合金管子焊接工艺
CN109239186A (zh) * 2018-09-05 2019-01-18 中国电建集团山东电力建设第工程有限公司 一种基于相控阵超声探伤仪的中大径薄壁管无损检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
工业锅炉常用标准规范汇编: "《工业锅炉常用标准规范汇编》", 30 November 2004 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112475554A (zh) * 2020-11-13 2021-03-12 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种700℃等级锅炉用异种时效强化合金管的焊接工艺
CN112705824A (zh) * 2020-11-30 2021-04-27 中国化学工程第十四建设有限公司 一种针状焦装置厚壁合金管道的焊接方法
CN115319242A (zh) * 2022-07-19 2022-11-11 广西防城港核电有限公司 阀门唇焊缺陷修复方法
CN115319242B (zh) * 2022-07-19 2023-12-29 广西防城港核电有限公司 阀门唇焊缺陷修复方法

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