Soudage de matériaux de chaudières ultra-supercritiques

L'acier résistant à la chaleur est un acier qui fonctionne à haute température et qui possède une excellente résistance thermique et une bonne stabilité thermique. La résistance thermique désigne la capacité à résister au fluage et à la rupture à haute température, et la stabilité thermique désigne la capacité à résister à l'oxydation et à la corrosion des milieux gazeux à haute température. L'acier résistant à la chaleur avec résistance thermique est généralement appelé acier résistant à la chaleur et l'acier résistant à la chaleur avec stabilité thermique est appelé acier stable à la chaleur. Les aciers résistants à la chaleur sont principalement utilisés dans l'ingénierie de l'énergie et de l'électricité, notamment dans la fabrication d'équipements de raffinage du pétrole, de chaudières, de cuves nucléaires, de turbines à vapeur, de cuves pour produits chimiques synthétiques, d'équipements aérospatiaux et d'autres équipements de traitement à haute température. Il convient de noter que de nombreux aciers inoxydables (309, 310H) présentent également une résistance à la chaleur et sont parfois appelés "aciers inoxydables résistants à la chaleur".

Les joints soudés de acier résistant à la chaleur doit avoir sensiblement la même résistance à l'oxydation à haute température que le métal de base. La composition de l'alliage et la teneur du métal soudé doivent être fondamentalement cohérentes avec le métal de base, comme le Cr, le Mo, le W et d'autres éléments majeurs, tandis que les impuretés comme le P et le S doivent être contrôlées à un niveau aussi bas que possible pour réduire la tendance à la fissuration à chaud. Afin d'améliorer la soudabilité, la teneur en C du matériau de soudage peut être légèrement inférieure à celle du métal de base pour garantir la performance à haute température. La résistance du métal soudé doit être similaire à celle du métal de base à souder. Les joints soudés en acier résistant à la chaleur doivent non seulement avoir une résistance à court terme à température ambiante et à haute température pratiquement égale à celle du métal de base, mais aussi, et surtout, des propriétés de fluage à haute température similaires à celles du métal de base. Les exigences de performance des nouveaux joints en acier thermorésistant pour les chaudières ultra-supercritiques sont indiquées dans le tableau suivant.

Bien que la plupart des acier résistant à la chaleur La structure de soudage fonctionne à haute température, mais l'inspection finale pour les appareils à pression et les exigences de tuyauterie, généralement à température ambiante à 1,5 fois la pression de travail, expérimente le test de pression hydraulique ou pneumatique, le fonctionnement de l'équipement sous pression ou la maintenance doivent subir le processus de démarrage à froid, de sorte que le joint de soudage en acier résistant à la chaleur doit également avoir une certaine résistance à la rupture fragile. Pour les aciers résistants à la chaleur à base de martensite et d'austénite, la teneur en ferrite δ dans le métal déposé doit être strictement contrôlée afin de garantir la propriété de fluage des joints soudés pendant la longue période de fonctionnement à haute température.

Soudage des aciers martensitiques P92/T92, P122/T122

Le P92 et le P122 sont des aciers martensitiques qui ont tendance à se fissurer à froid et à chaud pendant le soudage. Afin d'éviter les fissures à froid lors du soudage, il est nécessaire de préchauffer l'acier avant le soudage. La température de préchauffage n'est pas inférieure à 150℃ pour le soudage TIG et pas inférieure à 200℃ pour le soudage à l'arc à l'électrode et le soudage à l'arc submergé. Afin d'éviter les fissures à chaud et les gros grains, l'énergie de la ligne de soudage doit être strictement contrôlée pendant le processus de soudage, la température entre les couches doit être inférieure à 300℃, et le soudage à l'arc à l'électrode de tungstène et à l'argon avec un faible apport de chaleur de soudage est préférable. Le soudage multicouche et multi-passe doit être pris en compte lors du soudage à l'arc à l'électrode. L'épaisseur de la passe de soudage ne doit pas être supérieure au diamètre de l'électrode. La largeur de la passe de soudage ne doit pas être supérieure à 3 fois le diamètre de l'électrode et il est recommandé que le diamètre de l'électrode ne soit pas supérieur à 4 mm. Pour les pièces à paroi épaisse, le soudage à l'arc submergé peut être utilisé pour le soudage, mais le soudage à l'arc submergé à fil fin doit être utilisé, et le diamètre du fil de soudage doit être inférieur à 3 mm. Lors du soudage de tubes T122 et T92 de petit diamètre, la face arrière doit être remplie d'argon pendant toute la durée du processus de soudage. Pour les tubes de grand diamètre à paroi épaisse, une protection par argon est nécessaire à l'arrière des trois premières couches de soudure à la racine. Après le soudage, utiliser l'isolation d'amiante et le refroidissement lent et rester entre 100 ~ 150℃ pendant au moins 1 ~ 2 heures, jusqu'à ce que la métallographie est complètement transformé en martensite, puis peut effectuer le traitement thermique post-soudure. Pour l'épaisseur de la paroi de la pièce est supérieure à 40mm, après le soudage avec l'isolation d'amiante refroidissement lent, 100 ~ 150℃ au moins rester 1 ~ 2 heures, si pas immédiatement le traitement thermique, devrait être chauffé à 200 ~ 300℃ isolation 2 heures et puis refroidissement lent à la température ambiante.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN Soudage d'acier austénitique

L'acier austénitique a une bonne soudabilité et n'a pas tendance à se fissurer à froid, il n'a donc pas besoin d'être préchauffé. Cependant, l'acier austénitique a tendance à se fissurer à chaud pendant le soudage, et il convient donc de veiller au contrôle de l'apport de chaleur pour le soudage et de la température entre les couches. Dans le processus de soudage, la méthode de soudage de l'énergie de la ligne de soudage est plus petite, comme le soudage TIG manuel, le soudage TIG automatique à fil froid ou le soudage TIG à fil chaud. En général, la température entre les couches ne doit pas dépasser 150℃. Pour le soudage TIG automatique à fil froid ou le soudage TIG à fil chaud, le processus de soudage continu nécessite un refroidissement à l'eau de la soudure entre les couches. Afin de prévenir la corrosion intergranulaire, la teneur en ions chlorure de l'eau de refroidissement doit être contrôlée. Afin d'éviter l'oxydation des éléments d'alliage dans la zone à haute température, la surface arrière doit être remplie d'argon pendant toute la durée du processus de soudage. Afin d'assurer une bonne fusion des deux côtés de la rainure, l'angle de la rainure de l'acier austénitique doit être plus grand que celui de l'acier ferritique général. Pour le soudage d'acier dissemblable avec des matériaux ferrites, il est recommandé d'utiliser un fil ou une électrode de soudage ernicR-3 ou EnICRFE-2. Lorsque de l'acier dissemblable est soudé (avec de l'acier ferritique) et utilisé à des températures élevées, le coefficient de dilatation des deux matériaux doit être pris en compte.