Page 73 - 理化检验-物理分册2023年第一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202301017

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高温锅炉管 T22TP347H 异种钢焊接接头

早期失效原因

李昱伟 , 张骁勇 , 周 勇 , 王彩侠 2

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( 1. 西安石油大学, 西安 710065 ; 2. 西安热工研究院有限公司, 西安 710032 )
摘 要: 采用化学成分分析、 力学性能测试、 金相检验和硬度测试等方法, 分析了 T22 / TP347H
异种钢焊接接头早期失效的原因。结果表明: 在 T22钢侧熔合区发现了氧化缺口; T22钢与焊缝
的边界附近存在元素浓度梯度, 产生了马氏体脆化层。建议选用合金元素含量更高的焊材或者镍
基焊材, 避免早期失效的发生。
关键词: 异种钢焊接接头; 早期失效; 氧化缺口; 马氏体脆化层

中图分类号: TB31 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 01-0061-04

Causesofearl y failureofT22TP347Hdissimilarsteelwelded j ointsof
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hi g htem p eratureboilertubes

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LIYuwei , ZHANGXiao y on g ZHOUYon g WANGCaixia 2
,
,

( 1.Xi ’ anShi y ouUniversit y , Xi ’ an710065 , China ; 2.ThermalPowerResearchInstituteCo. , Ltd. , Xi ’ an710032 , China )

Abstract : Thecausesofearl y failureofT22 / TP347Hdissimilarsteelwelded j ointswereanal y zedb ymeans

ofchemicalcom p ositionanal y sis , mechanicalp ro p ert ytest , metallo g ra p hicexaminationandhardnesstest.The

resultsshowthatoxidationnotchwasfoundinthesidefusionzoneofT22steel.Therewasanelementconcentration

g radientneartheboundar y betweenT22steelandweld , whichp roducedamartensiteembrittlementla y er.Itwas

recommendedtoselectweldin gmaterialswithhi g herallo yelementcontentornickelbasedweldin g materialsto

avoidearl y failure.

Ke y words : dissimilarsteelwelded j oint ; earl y failure ; oxidationnotch ; martensiteembrittlementla y er

近年来, 随着火力发电机组的发电功率以及运 为540℃ ; 再热器的出口压力为4.16MPa , 出口温度

行温度的提高, 亚临界和超( 超) 临界电站锅炉过热 为542.7℃ , 锅炉累计运行约60000h 。异种钢焊接
器、 再热器等对耐热钢材料等级的要求也越来越高。 接头 两 侧 的 材 料 分 别 为 TP347H 钢 和 T22 钢,
目前许多大型电厂的过热器、 再热器等越来越多地 TP347H 钢侧母材规格为50.8mm×5.49mm ( 外径

采用 TP347奥氏体不锈钢替代低合金钢, 以进一步 ×壁厚), T22钢侧母材规格为 50.8mm×7.62mm

提高机组的运行温度及管子工作温度 [ 1 ] 。 TP347H ( 外径×壁厚), 焊条材料为E309L钢。异种钢焊接接
钢的组织结构、 高温性能、 化学成分与低合金钢有差 头两侧材料的化学成分、 力学性能、 热膨胀系数、 导热
异, TP347H 钢与低合金钢的焊接接头性能比较复 系数等方面存在差异, 在锅炉运行过程中易发生早期
杂, 易发生早期失效 [ 2 ] 。 失效。笔者对异种钢焊接接头的末级过热器进行一

某电厂锅炉发电功率为660MW , 过热器的进口 系列理化检验, 分析该焊接接头早期失效的原因, 并

流量为2100.1t / h , 出口压力为18.2MPa , 出口温度 提出了改进建议, 以避免焊接接头发生早期失效。

1 理化检验
收稿日期: 2022-03-22
作者简介: 李昱伟( 2001- ), 男, 本科, 主要从事焊接的研究工 1.1 化学成分分析
在焊接接头两侧母材及焊缝处取粉末样, 按照
作, 1175120997@ qq .com
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