1、1 P92 钢的化学成分和性能特点根据国外资料介绍，P92 钢的化学成分和组织性能具有以下特点：1.1 SA335-P92 钢是在 P91 钢的基础上添加 W 元素，适当减少 MO 元素的含量，开发出来的一种新型钢种。其化学成分见表 1。表 1：SA335-P92 钢化学成分（）C MnPSSiCrWMoVNbNBAlNi0.070.130.300.600.0200.0100.508.509.501.502.000.300.600.150.250.040.090.0300.0700.0010.0060.0400.401.2 P92 钢的主要性能（1）具有良好的物理性能P92 钢的线膨胀系数与
2、P91 钢相同，比奥氏体钢低，甚至还低于 P22 钢的线膨胀系数，故P92 钢在机组启动和停止时，抗疲劳损伤的能力不仅会优于奥氏体钢，也会比 P22 钢强，导热率与 P91 钢相同，比奥氏体钢高。（2）具有比 P91 钢更高的高温蠕变断裂强度P92 钢的常温强度和高温强度高于 P91 钢。根据各国测试结果，按照 ASME 标准估算出来的 550、600 和 625等不同温度下 10 万小时 P92 钢的蠕变断裂强度分别为199MPa、131MPa 和 101MPa；而 P91 钢在相应温度下的蠕变断裂强度分别为141MPa、98MPa 和 68MPa。可以明显地看到 P92 钢的高温蠕变强度比
3、 P91 钢高出很多。（3）具有优异的常温冲击韧性P92 钢不仅具有比传统钢明显优越的高温性能，而且还有优异的常温韧度。它和 P91 钢的情况大致相同。（4）具有优良的抗氧化性能P92 钢的抗烟灰氧化和抗水蒸气氧化的性能与 P91 钢大致相同。经测试，P92 钢与 P91 钢在 600、700 下 3000 小时的水蒸气氧化皮厚度大致相同。2 P92 钢的焊接性分析2.1 焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低从斜 Y 拘束试验测试图中，可以看出 P92 钢只需预热到 100，P91 钢需要预热到 180裂纹率为零，而 P22 钢需预热到 300才能达到。2.2 具有较明显的时效倾向。P92 钢
4、经 3000 小时时效后，其韧性下降了许多。P92 钢的冲击功从时效前的 220J 左右降到了 70J 左右，在 3000 小时时效以后，冲击功继续下降的倾向不明显，冲击功将稳定在时效3000 小时的水平。时效倾向发生在 550650的范围内，这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向，与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。2.3 焊缝韧性低于母材的原因焊缝金属韧性不及母材的原因，在于焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构，它没有机会经过 TMCP 过程（Thermal-Mechanical Control Process）即热控轧加工过程，晶粒得不到细化，Nb
5、等微合金化元素还固熔在基体内，没有机会充分析出的缘故。2.4 尽管 P92 钢开发出来已经有 20 多年了，但在国外大规模应用的业绩并不是太多，在国内刚开始应用。焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节，由于 P92 钢合金元素含量高，焊接上有较大的技术难度，容易出现接头冲击功低和长期运行中的 IV 型开裂早期失效，如果焊接质量得不到保证，P92 的优势将不复存在，并对机组运行安全性带来威胁。3 P92 钢大口径厚壁管道焊接的主要问题由于 P92 钢具有明显的时效倾向，与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。为了避免焊缝金属时效后韧性过低，提高焊缝金属时效前的原始韧度，为时效留出一定的余量，是P9
6、2 钢大口径厚壁管道焊接的主要问题。围绕提高焊缝韧性这个关键问题，我们从焊材的选择、焊接中的预热、层间温度、焊接热输入量（表现为每层焊道的焊缝增高厚度） 、热处理温度和时间等方面展开了研究，从大量的试验数据中寻找影响焊缝韧性的因素，编制提高焊缝韧性的最佳工艺，从而为保证 SA335-P92 钢工厂化配管焊接质量打下扎实的基础。4 P92 钢焊接材料的选择与试验4.1 伯乐-蒂森公司出品的 P92 钢焊接材料试验情况4.1.1 伯乐蒂森 MTS616/MARASON543 焊丝/焊剂组合埋弧焊熔敷金属堆焊试验情况预热温度：200 预热方法：火焰加热层间温度：200280 测温方式：采用点温仪在中
7、部测温焊后消氢处理：300X2h 加热方法：电阻加热片 焊接顺序：首先采用 MTS616 焊条 （4 ）手工电焊堆焊三层隔离层，厚度：56mm。SAW-堆焊层：焊丝规格 3mm，堆焊厚度约 32mm，共焊 10 层 16 道。堆焊焊接参数如下：I=450460A U=3031V V=400410mm/min焊丝/焊剂组合埋弧焊熔敷金属拉伸试验结果见下表 ：SAW 熔敷金属常温、高温拉伸性能试验结果（ PWHT：750 *5h）试验温度 s(Mpa)b(Mpa)d5(%)f(%)备注室温 53062017 保证值室温 59577524.568.5室温 65076521.565.5600 4254
8、4012.581600 3954152184四种回火条件下的 P92 自动焊熔敷金属冲击功焊接方法 规格（mm） PWHT*hAkv(J)平均值 (J)试验温度（ ）SAW3750X52531202740760X46451.52039765X43847.52057775X458712084SAW 熔敷堆焊金属化学成份分析结果表明：各化学元素含量均在标准规定的范围内。4.1.2 伯乐蒂森 MTS616 3.2 和 4 焊条熔敷金属堆焊试验情况预热温度：200 预热方法：火焰加热层间温度：200300 测温方式：采用点温仪在中部测温焊后消氢处理：300X2h 加热方法：电阻加热片焊条规格 3.2
9、mm，堆焊厚度：32mm，共焊 15 层 76 道。堆焊焊接参数如下：I=120A U=2325V V=130150mm/min焊条规格 4.0 mm，堆焊厚度：32mm，共焊 12 层 54 道。堆焊焊接参数如下：I=150A U=2325V V=130150mm/min手工后焊熔敷金属力学性能试验结果见下表：P92 手工焊熔敷金属拉伸试验结果 （PWHT ：760*4h）焊条规格 试验温度 s(Mpa)b(Mpa)d5(%)f(%)3.2 焊条 常温 5857252261.5600 30034025.581.54.0 焊条 常温 61575020.560P92 不同回火条件下手工焊熔敷金属冲击功规格（mm） PWHT*hAkv(J)平均值 (J)试验温度（ ）3.2 焊条 760X474702066765X448462044775X4637920954.0 焊条 760X45555.52056765X44747.52048775X45758.52060SMAW 熔敷堆焊金属化学成份分析结果表明：各化学元素含量均在标准规定的范围内。
