低温环境下T91／P91钢管现场焊接质量控制措施

低温环境下 T91／ P91钢管现场焊接质量控制措施

马振北 杨杰

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东济南 250000

摘要：低温环境下容易出现钢管焊接质量问题，这是因为较低的室外温度对钢材的焊接性会产生一定的影响，引发焊接质量缺陷。故此本文主要探讨低温环境一下有关T91／P91钢管现场焊接质量控制的相关措施，目的在于提高关于钢管材料现场焊接质量水准，同时为今后的焊接施工提供相关参考。

关键词：T91／P91；低温环境；焊接策略；控制措施

研究表明，当室外温度在5℃以下时，对于T91／P91钢管的焊接质量会产生一定的影响，因此必须采取相应的应对措施来保证焊接质量。目前国内涉及到该领域的研究较少，故此必须积极思考在低温环境下关于T91／P91钢管的焊接施工质量控制。本文基于T91／P91钢管的焊接特征，从多个维度针对焊接质量问题的诱发因素进行探讨，并制定相应的解决措施，保证在低温环境下T91／P91钢管的焊接性能。

1 T91／P91钢的特点及焊接性分析

T91／P91钢最早出现在上个世纪80年代左右，作为一种高温耐热钢，其应用范围十分广泛，例如超临界发电机组锅炉过热器系统以及再热器系统等。研究结果显示，在相同工况参数保持一致的情况下，使用T91／P91钢替代传统的T22／P22钢，能够实现管壁厚度的减少以及整体用钢量的减少。更为重要的是，它的出现很好的填补了珠光体耐热钢在600—650℃区间内无法进行应用的空白。除此之外，和T9／P9钢进行比较可以发现，T91／P91钢管在进行焊接过程中有关裂纹的敏感性更低，整体的焊接性能更加优越。但这并不意味着在实践应用的过程中，任何情况下都可以得到较高水平的接头性能，T91／P91钢管面临着冷裂纹敏感度高，淬硬倾向大以及热裂纹倾向等相关问题。

尤其是在环境温度较低的情况下，即使严格遵循焊接工艺的相关标准也会出现一定的缺陷问题，故此探讨低温环境下T91／P91钢焊接质量的控制具有积极意义。

2 焊接缺陷类型及影响因素分析

针对焊接接头的质量进行判断的有效标准之一是焊接缺陷的大小以及形式。根据焊接缺陷形成方式的不同进行分类，主要表现为两种形式，首先是焊缝表面或者是内部出现的不连续缺陷，例如裂纹、气孔、未熔合等，此类缺陷难以通过肉眼的观察进行检测，诱发原因通常是焊工的操作技能不达标，焊接材料性能缺陷以及焊接工艺实施误差等；另一类则是有关焊接接头热处理后形成的金相组织不符合相关规定。此类缺陷也无法通过常规的探伤检测方法进行获取。此类缺陷的诱发原因可能是焊前预热、焊接过程中温度以及热输入或者是焊后热处理参数控制不当等，可以通过优化焊接工艺参数的方式进行预防。可以发现，外部环境温度较低的情况下，对于焊接技能、焊接材料、机械设备以及工艺参数等方面产生的影响都十分直观，导致在焊接过程中容易出现未熔合、气孔等缺陷，故此展开低温环境下有关T91／P91钢焊接质量的控制策略的分析就显得十分必要。实际焊接过程中的探伤合格率整体偏低，引发大量的焊接接头质量问题，出于保证T91／P91钢焊接质量的考虑，依据该钢在低温环境下表现出的特性，从多个维度分析引发焊接质量缺陷的相关原因并进行讨论，制定相应的解决措施用于提高钢管的焊接质量水平，确保焊接质量符合设计标准以及施工要求。

3 低温环境下焊接质量控制措施

3.1 焊口及周围环境温度控制

按照DL/T 869-2012规定B-Ⅲ类钢材施焊的最低环境温度不低于5℃，因此，在实施T91／P91钢焊接过程中，就需要针对管口以及周围的温度进行控制，例如在低温环境下可以针对现场施工作业区域进行保温棚的搭建，有效控制周边环境温度，提高保温性和抗风能力。也可以在作业面放置取暖设施的方式来进行应对，例如在保温棚内需要增加防冻性能好的温度计用于记录焊接过程的温度变化情况。对于局部温度的测量一般以红外测温仪进行抽检。精准把握焊接过程中的环境温度变化，及时进行调整，确保其处于标准范围之内。要求当环境温度降之规定温度之下时，立即停止焊接，直至温度恢复之后继续进行焊接操作。

3.2 提高焊工操作技能

低温环境下的焊接作业对焊工技能要求非常严格。焊工除了经过针对性技能培训，能够熟练掌握T9I／P9l钢管的焊接技术、取得上岗资格证和相应焊接资质外，还需要要严格按照焊接工艺标准进行操作，改变使用大电流、宽焊道、厚焊道焊接厚壁珠光体耐热钢的习惯，把焊工的工艺意识由提高焊接效率转移到保证焊接接头的内在质量上。同时，焊工要具有良好的责任感，不因现场工作环境差、气候恶劣等因素而改变工作态度，焊接过程中需集中精力、不为外界因素所打扰，焊后应仔细检查，每一道工序经检验符合要求后方可进行下道工序，否则禁止下道工序施工。焊后若发现存在缺陷需立即清除，以保证焊接质量。

3.3 焊接材料洁净化

焊接材料包括焊条、焊丝、保护气体等。焊条、焊丝应按焊接工艺评定书中所使用的牌号对应购买，购买的焊材除了具有焊材质量保障书证明文件外，还应在焊前做工艺性操作试验、复查焊材成分及力学性能指标是否满足要求。由于环境温度低，焊接过程中焊条应放入保温筒中保温，焊丝放入特制的包装盒中，避免水气等侵入焊条、焊丝中，影响焊接质量。焊接保护气体使用前应进行纯度检验．气体不纯应及时更换。焊接前还应进行试焊以调节合适的保护气体流量、焊枪倾角，使气体能保护充足。

3.4 焊接设备性能达标

考虑到低温环境下进行焊接操作，要求焊接设备必须有较优良的性能，例如在进行焊接过程中保证电流的稳定输出。同时还对于焊机焊接特性提出了较高的要求，包括稳定可靠等，通常在低温环境下进行焊接措施和设备以逆变式焊机为主。

4 结语

综上所述，考虑到环境温度对于T91／P91钢焊接性能产生的影响，从而引发各类焊接缺陷的出现。因此，有必要探讨低温环境中该钢焊接质量的影响因素，从而设计相应的应对措施，用于实现环境温度的有效控制，并基于焊工操作水平，焊接设备稳定以及焊接工艺参数稳定控制等多维度保证焊接过程中的质量。

参考文献：

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