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[摘 要]本文通过SA213T91/SA335P91新型耐热钢在近几年在电站机组中的运用，在金属检验和监督时所出现的问题进行探讨，检验过程的注意事项着重提出个人观点和看法。
[关键词]T91/P91 金属 监督 检验
中图分类号：U296 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0276-01
SA213 T91/SA335P91简介：SA213 T91/SA335P91分别代表小径管和大径管，美国ASME称为T91/P91（以下统称T91/P91）。T91现主要用于大型机组中的壁温小于等于600°的过热器和再热器管，P91可用于壁温小于等于600°的联箱和蒸汽管道，目前国内设计大都使用在主蒸汽管道上。化学成分见表1：
通过表可以看出：T91/P91的Cr含量很高，而C、P、S的含量明显较低；另外钢中出现了Nb、Ni、N、Ai等一般钢中没有的元素；此外Mo、V的含量较一般钢明显降低了。T91/P91钢的σ0.2韧度有明显提高。常温力学性能见表2：
从上可知T91/P91具有低的含碳量低的P、S含量；具有微量的Nb、Ni、Al、N和较低的V含量。在常温力学性能方面具有较高的σ0.2和明显优越的冲击韧度，经过微合金化处理在力学性能方面具有明显高的常温和高温强度，并同时具有高的韧度和塑性。鉴于此类材料钢合金元素含量大于10%淬硬倾向大，焊接时熔敷金属从高温冷却时易产生淬硬性马氏体，在氢及拘束应力的作用下易产生冷裂纹倾向，焊接性能差。故此类材料检验时应注意以下几个方面：
1.避免焊接裂纹
1.1 若焊件是对接焊缝应力较小的构件且壁厚不大时，预热温度可低于200°；若壁厚小于80mm，焊后可冷到室温使其全部转变为马氏体；对于厚壁的锻件和铸件，焊接时预热和层间温度必须大于等于200°，而且焊后为了使其全部转变为马氏体，只能控制在不小于80°，避免冷却到室温而产生裂纹。
1.2 焊接时GTAW打底，送丝要均匀，铁水过渡最好采用自由过渡，收头特别注意把焊接电流衰减下来，填满弧坑后移向坡口边沿收弧，防止产生弧坑裂纹；SMAW填充和盖面焊接，每一根焊条收弧都应衰减电流，待熔池填满后再收弧，防止产生弧坑裂纹；焊层间清理不可用榔头錾子过重敲击焊缝，防止产生裂纹。
2.金属检验时需谨慎对待的问题
2.1 光谱分析时注意不仅仅分析CrMoV元素，还要分析Nb和Ni元素。这在以往分析时常常忽略这些元素；近年来，由于机组大部分的主蒸汽管道和高温过热器、高温再热器管排大都采用P91/T91，国内一些不法生产厂家仿国外生产的管材不含Nb和Ni等元素，在机组运行时发生爆管损伤人员的重大事故。光谱分析完毕，用锉刀或砂布打磨掉燃弧点，避免产生表面弧坑裂纹。
2.2 监督对口，坚决杜绝强力对口。由于强力对口造成应力集中很容易在焊接过程中就出现裂纹；不得在管道上焊接临时支撑物；P91大径厚壁管点固焊时，宜采用将“定位块”点固在坡口内，其材质应选用Q235或16Mn钢。点固焊及正式焊接过程中，不得在管子表面引弧或试验电流。定位块去除后应进行表面探伤检查。
2.3 焊后检验要在焊缝热处理后进行。T91薄壁管，由于焊后热能损失大，焊工在操作时不注意焊接线能量极易产生根部接头和表面弧坑裂纹；观察底片时注意仔细查看接头部位，有些裂纹影象比较模糊，不宜发现，遇到摸棱两可现象可到现场对照底片实际查看，修磨焊口时检验人员应在场观察有利于提高底片评定水平；P91厚壁管，重点检查根部打底层；GTAW打底及SMAW焊接填充第一层焊缝时管内侧充氩气保护背面金属，防止其过度氧化。充氩不好会出现氧化过烧现象，使其根部不良，极易误判成未熔合；遇此现象评判时慎之又慎。
2.4 超声波检验T91焊口时重点检验在根部，特别注意由于此类材料声速（CT91=3310m/s）的变化对探头K值及对缺陷定位的影响，所有检验必须在焊后48小时后进行。P91焊口检验时除重点检验根部外（超声波检验焊口根部对危害性缺陷如裂纹、未熔合、未焊透很敏感，这些缺陷易检出），需注意层间线性缺陷，特别时坡口边缘极易产生，所有检验必须在热处理48小时后进行，检验人员且具有高度责任感。
2.5 焊口返修时要区别对待，T91薄壁管一般缺陷局部返修不应超过两次，危害性缺陷易采用割口重新焊接的处理方法。P91厚壁管根部缺陷建议割口处理（因为大于70mm厚壁管在焊接到20mm时射线进行拍片检验，有问题也好处理）层间缺陷处理需谨慎，先在大于缺陷两侧部位用钻钻出两眼后再进行返修处理，避免缺陷扩大（尤其是危害性缺陷，在返修过程中很容易使缺陷扩大，往往造成缺陷越修越大）。
2.6 焊口返修完毕处理后的二次检验，要对整个焊口进行检验，不可只检验返修部位；其一避免漏检，其二返修后缺陷是否扩大。其三有无再生缺陷。
2.7 焊接热处理后焊缝硬度检查，根据规程规范具有合格的热处理曲线可不做硬度检查，由于P91钢较特殊，对其应进行抽查；一般焊缝布氏硬度在200—270HB之间，不超过300HB；（虽然规程有母材硬度加100HB，高合金不超过350HB）实际操作过程小于300HB是较理想的硬度。
3.上述只是焊接检验T91/P91钢管道的部分实践，焊接和检验这种钢的技术还有许多未解决的问题，检验过程中还有许多是是而非的现象不易评判。如熔化极气体保护焊的应用、如何提高生产效率、哪些焊接工艺因素会影响构件的使用寿命、底片成像能否再提高、缺陷在底片上显示是何性质缺陷一目了然等等，这些都有待于在实践中积累和总结。
参考文献
[1] 杨富章应霖任永宁.新型耐热钢焊接[M].中国电力出版社，2006.
[2] 李益民，范长信，杨百勋，等.DL/T438-2009火力發电厂金属技术监督规程解读[J].电力建设，2012，33（3）：97-101.
[关键词]T91/P91 金属 监督 检验
中图分类号：U296 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0276-01
SA213 T91/SA335P91简介：SA213 T91/SA335P91分别代表小径管和大径管，美国ASME称为T91/P91（以下统称T91/P91）。T91现主要用于大型机组中的壁温小于等于600°的过热器和再热器管，P91可用于壁温小于等于600°的联箱和蒸汽管道，目前国内设计大都使用在主蒸汽管道上。化学成分见表1：
通过表可以看出：T91/P91的Cr含量很高，而C、P、S的含量明显较低；另外钢中出现了Nb、Ni、N、Ai等一般钢中没有的元素；此外Mo、V的含量较一般钢明显降低了。T91/P91钢的σ0.2韧度有明显提高。常温力学性能见表2：
从上可知T91/P91具有低的含碳量低的P、S含量；具有微量的Nb、Ni、Al、N和较低的V含量。在常温力学性能方面具有较高的σ0.2和明显优越的冲击韧度，经过微合金化处理在力学性能方面具有明显高的常温和高温强度，并同时具有高的韧度和塑性。鉴于此类材料钢合金元素含量大于10%淬硬倾向大，焊接时熔敷金属从高温冷却时易产生淬硬性马氏体，在氢及拘束应力的作用下易产生冷裂纹倾向，焊接性能差。故此类材料检验时应注意以下几个方面：
1.避免焊接裂纹
1.1 若焊件是对接焊缝应力较小的构件且壁厚不大时，预热温度可低于200°；若壁厚小于80mm，焊后可冷到室温使其全部转变为马氏体；对于厚壁的锻件和铸件，焊接时预热和层间温度必须大于等于200°，而且焊后为了使其全部转变为马氏体，只能控制在不小于80°，避免冷却到室温而产生裂纹。
1.2 焊接时GTAW打底，送丝要均匀，铁水过渡最好采用自由过渡，收头特别注意把焊接电流衰减下来，填满弧坑后移向坡口边沿收弧，防止产生弧坑裂纹；SMAW填充和盖面焊接，每一根焊条收弧都应衰减电流，待熔池填满后再收弧，防止产生弧坑裂纹；焊层间清理不可用榔头錾子过重敲击焊缝，防止产生裂纹。
2.金属检验时需谨慎对待的问题
2.1 光谱分析时注意不仅仅分析CrMoV元素，还要分析Nb和Ni元素。这在以往分析时常常忽略这些元素；近年来，由于机组大部分的主蒸汽管道和高温过热器、高温再热器管排大都采用P91/T91，国内一些不法生产厂家仿国外生产的管材不含Nb和Ni等元素，在机组运行时发生爆管损伤人员的重大事故。光谱分析完毕，用锉刀或砂布打磨掉燃弧点，避免产生表面弧坑裂纹。
2.2 监督对口，坚决杜绝强力对口。由于强力对口造成应力集中很容易在焊接过程中就出现裂纹；不得在管道上焊接临时支撑物；P91大径厚壁管点固焊时，宜采用将“定位块”点固在坡口内，其材质应选用Q235或16Mn钢。点固焊及正式焊接过程中，不得在管子表面引弧或试验电流。定位块去除后应进行表面探伤检查。
2.3 焊后检验要在焊缝热处理后进行。T91薄壁管，由于焊后热能损失大，焊工在操作时不注意焊接线能量极易产生根部接头和表面弧坑裂纹；观察底片时注意仔细查看接头部位，有些裂纹影象比较模糊，不宜发现，遇到摸棱两可现象可到现场对照底片实际查看，修磨焊口时检验人员应在场观察有利于提高底片评定水平；P91厚壁管，重点检查根部打底层；GTAW打底及SMAW焊接填充第一层焊缝时管内侧充氩气保护背面金属，防止其过度氧化。充氩不好会出现氧化过烧现象，使其根部不良，极易误判成未熔合；遇此现象评判时慎之又慎。
2.4 超声波检验T91焊口时重点检验在根部，特别注意由于此类材料声速（CT91=3310m/s）的变化对探头K值及对缺陷定位的影响，所有检验必须在焊后48小时后进行。P91焊口检验时除重点检验根部外（超声波检验焊口根部对危害性缺陷如裂纹、未熔合、未焊透很敏感，这些缺陷易检出），需注意层间线性缺陷，特别时坡口边缘极易产生，所有检验必须在热处理48小时后进行，检验人员且具有高度责任感。
2.5 焊口返修时要区别对待，T91薄壁管一般缺陷局部返修不应超过两次，危害性缺陷易采用割口重新焊接的处理方法。P91厚壁管根部缺陷建议割口处理（因为大于70mm厚壁管在焊接到20mm时射线进行拍片检验，有问题也好处理）层间缺陷处理需谨慎，先在大于缺陷两侧部位用钻钻出两眼后再进行返修处理，避免缺陷扩大（尤其是危害性缺陷，在返修过程中很容易使缺陷扩大，往往造成缺陷越修越大）。
2.6 焊口返修完毕处理后的二次检验，要对整个焊口进行检验，不可只检验返修部位；其一避免漏检，其二返修后缺陷是否扩大。其三有无再生缺陷。
2.7 焊接热处理后焊缝硬度检查，根据规程规范具有合格的热处理曲线可不做硬度检查，由于P91钢较特殊，对其应进行抽查；一般焊缝布氏硬度在200—270HB之间，不超过300HB；（虽然规程有母材硬度加100HB，高合金不超过350HB）实际操作过程小于300HB是较理想的硬度。
3.上述只是焊接检验T91/P91钢管道的部分实践，焊接和检验这种钢的技术还有许多未解决的问题，检验过程中还有许多是是而非的现象不易评判。如熔化极气体保护焊的应用、如何提高生产效率、哪些焊接工艺因素会影响构件的使用寿命、底片成像能否再提高、缺陷在底片上显示是何性质缺陷一目了然等等，这些都有待于在实践中积累和总结。
参考文献
[1] 杨富章应霖任永宁.新型耐热钢焊接[M].中国电力出版社，2006.
[2] 李益民，范长信，杨百勋，等.DL/T438-2009火力發电厂金属技术监督规程解读[J].电力建设，2012，33（3）：97-101.