1、SUPER3 0 4 H、 HR3C在 禹州電廠二期的應用 （河 南 許 昌 龍 崗 ）SUPER304、H HR3C在禹州電廠二期的應用郭世豪 牛占賓 任慶昌（許昌龍崗發電有限責任公司河南 禹州 461690 ）摘要：本文根據相關文獻對HR3C、 SUPER 304H兩種鋼種代用鎳基焊材的選用及焊接過程中出現的問題及解決方法進行了詳細的論述，通過采取措施保證了焊接質量，為其它超超臨界工程中鎳基焊材的應用提供了借鑒。關鍵詞：超超臨界機組HR3C SUPER304H 焊接1 工程概況許昌龍崗發電有限責任公司兩臺660WM 火電機組，機組參數為605 /603/16.03MPa，其中鍋爐為上海鍋爐

2、廠1900t/h超超臨界壓力直流鍋爐，該鍋爐使用了大量的新型進口鋼種，如SUPER 304H、 TP310HCbN（以下簡稱HR3C）、SA335-P92等，這些鋼種在國內的應用還不是十分成熟，特別是SUPER 304H、 HR3C兩種鋼材，SUPER 304H是日本住友金屬株式會社和三菱重工開發出來的一種新型的的18 8 型奧氏體不銹鋼，具有較高的高溫許用應力和較強的耐腐蝕性。TP310HCbN（ HR3C）是由日本SUMITOMO研制開發的是一種比常規不銹鋼材料具有更高高溫強度和耐蝕性能的新型不銹鋼。本工程中使用HR3C、 SUPER 304H鋼種的受熱面有后屏過熱器、末級過熱器、末級再熱

3、器，其焊口數量見下表：序號名稱SUPER 304H焊口數量HR3C焊口數量1后屏過熱器11322末級過熱器7267263末級再熱器8202 焊材選用與這兩種鋼種成分匹配的焊絲只有日本生產的YT-304H、 YT-HR3C，因目前這兩種焊絲市場上采購周期很長且價格昂貴，為了確保工期及焊接質量，我們通過各種渠道收集、了解可替代焊絲，招集各相關單位的專家進行探討，最終確定在ERNiCrCoMo-1 和ERNiCr-3兩種鎳基焊絲之間進行選擇。我們了解到哈爾濱鍋爐廠從華能營口電廠開始將ERNiCr-3焊絲用于焊接SUPER 304，應用情況較好，其焊接接頭已運行兩年多；HERNiCrCoMo-1 焊絲

4、目前還沒有大批量的工程應用，各電科院、火電建設單位均處于試驗研究階段。同時根據ASME鍋爐及壓力容器規范案例2115-1,HR3C焊縫填充金屬應僅限于采用SFA-5.11標準的 EniCrFe-2類或ERNiCr-3類鎳基填充金屬。因此我們最初選定使用ERNiCr-3焊絲，在經焊接工藝評定合格后，并經焊工練習合格后，于08年 7月底開始用于末級再熱器HR3C的焊接。08年 8月初，電力行業電站焊接標準化技術委員會組織各單位召開HR3C代用焊材研討會，會議建議采用ERNiCrCoMo-1 做為HR3C的代用焊材。根據會議提供的英國曼徹特焊接材料公司的研究材料中，對HR3C、 SUPER 304H

5、分ERNiCrCoMo-1 和 ERNiCr-3焊絲焊接的焊接接頭進行了蠕變強度試驗，試驗表明使ERNiCr-3焊絲的焊接接頭蠕變強度均低于母材強度平均值的80%，使用ERNiCrCoMo-1(1)82類鎳基合金焊縫金屬蠕變性能低于HR3C、 SUPER 304H母材圖 1 ： 82類鎳基合金焊縫金屬蠕變性能低與HR3C母材比較圖 2： 82類鎳基合金焊縫金屬蠕變性能低與Super 304H母材比較(2)617類鎳基合金焊縫金屬蠕變性能優于HR3C、 SUPER 304H母材圖 3： 617類鎳基合金焊縫金屬蠕變性能低與HR3C母材比較圖 4： 617類鎳基合金焊縫金屬蠕變性能低與Super

6、304H母材比較因此，為了保證焊接質量，我們要求安裝單位重新對HR3C、 SUPER 304H采用ERNiCrCoMo-1 進行焊接工藝評定，在工藝評定合格后，將原來采用ERNiCr-3焊接的 80道ERNiCrCoMo-1 焊接。3 焊接應用及工藝改進在實際焊接過程中，又發現了一系列的問題，焊工嚴格按焊接工藝焊接的SUPER304H、 HR3C焊口，經射線檢驗發現均存在根部內凹缺陷，且超過70%的焊口內凹ERNiCrCoMo-1 的粘性大、流動性差，從為消除內凹，我們組織相關技術人員進行了探討，并進行了多次焊接試驗。經過試因此我們對現場焊接提出了嚴格的要求，對于末級再熱器焊口，因出口集箱開口

7、，要求進入集箱內對焊口至集箱段進行整體充氬，可以確保充氬效果。同時對現場施焊提出如下要求：(1)要求打底層厚度保持在2mm以下，以保證熔池的流動性；填充及蓋面層要采用窄焊道，焊層厚度小于2.4mm，以獲得良好的沖擊韌性。(2)焊接時焊把做小幅擺動，焊絲盡量不要作鋸齒擺動。(3)焊接過程中要保持電流一致，嚴格控制層間溫度不高于100。(4)焊口每一層焊道均要將表面氧化物清理干凈，用不銹鋼刷打磨出金屬光澤，避免出現氧化物夾渣。(5)管子在對口前在管道內部用水溶紙作好氣室，水溶紙的位置距焊口應大于70mm，確保充氬效果。(6)背面保護充氬流量為8-10L/min，充氬2-3分鐘后確認氣室內空氣排凈后

8、方可開始點焊。(7)打底封口剩余10mm左右時，將充氬流量減為2-3L/min；(8)所有焊工必須在地面進行嚴格的練習，練習中對焊層厚度、焊道寬度、層間溫度、層間清理情況等進行檢查，確保均符合要求并檢驗合格后方能正式施焊。4 結束語通過對HR3C、 SUPER 304H鋼材的工藝試驗，我們基本上掌握了ERNiCrCoMo-1 焊接特性，發現了焊接的特點與難點，并找出了相應的處理方法，保證了焊接質量和工程進度。HR3C、 SUPER 304H兩種鋼材在我公司使用ERNiCrCoMo-1 代用焊絲獲得了成功，也為以后工程應用提供了良好的借鑒。#3鍋爐已于2009年 6月 24日順利通過168試運轉入商業運行，焊口情況良好，未發生泄漏現象。參考文獻1 英國曼徹特焊接材料公司：采用617 鎳基材料焊接HR3C 奧氏體耐熱鋼2 英國曼徹特焊接材料公司：采用617 鎳基材料焊接Super 304H ( 超級 304) 鋼作者簡介：郭世豪(1975-)，男，河南，武漢水利電力大學金屬材料及熱處理專業本科，高級工程