主办单位:中  国  焊   接  协  会
             中国机械工程学会焊接学会

    总    期:第16期 2001 第11期
    发行份数:931份(2001/06/15)
    编    辑:晓  晔  瑷  珉
    电子邮件:weldnet@china-weldnet.com
 
 本期热点      专家视点         工业信息      
 
   本届展览会将于2001年10月15日-18日在天津国际展览中心举行。此次展会将继续以活动周其他活动为依托,秉承上届展会的辉煌成果,以更高的档次,更大的规模,更佳的服务迎接中外展商。为了使本届展览会取得更大的影响,中国焊接协会共邀请了300余家汽车、船舶、电力、机械、锅炉等行业的大中型企业及科研单位作为本次展览会的支持单位,届时所有支持单位都将派代表参加会议,并将到展会现场进行参观、定货等活动。同时,主办单位在全国焊接行业的各大媒体上进行了广泛的宣传,《焊接》、《焊接学报》、《电焊机》、《焊接技术》、《机械工人》、《焊接信息》等杂志以及中国焊接信息网(www.china-wednet.com)陆续刊登了本次活动的详细介绍以及进展情况,引起业内人士的关注,且主办单位派专人远赴美国、韩国等国家进行宣传和招展,加强与国际焊接界的联系,力争使本次展会向国际化的进程迈进一大步,促进整个焊接行业在国际上的交流与合作。
    同时为回报广大参展商多年来对两会行业工作的支持和信任,本届展会主办单位从展商的角度出发,本着一切为展商服务的原则,为展商提供了一系列的优惠措施,包括为每位展商免费提供展品进出馆的吊装及运输业务;为每位展商在中国焊接信息网(www.china-wednet.com)免费做一页主页,为期一年;赠送活动周光盘一张,独家制作,包含整个活动周六项大型活动的详尽资料,极具收藏价值;同时,在《第二届中国焊接活动周活动指南》上,除免费为展商刊登会刊资料外,还将根据订购展位的多少分别赠送四封及插页彩色和黑白广告,为参展企业做进一步的宣传。
    由于两会多年来在行业活动中所建立的良好信誉和中国焊接活动周独树一帜的组织形式,本届展览会吸引了全国各地众多企业报名参展和电话咨询,招展工作进展非常良好。到目前为止,哈尔滨焊接研究所、唐山松下、北京时代、广州阿比泰克、牡丹江OTC、锦州锦泰、亚太东方、上海焊接器材总公司、天津金桥、、天津焊接研究所、常州博大、天津大桥、无锡阳通、珠海科盈、哈成套、深圳瑞凌、天津科华、珠海雅各臣、首钢莫托曼、天津陆华、上海11所、德国托克斯、航天威顿等数十家展商报名参加总计324个展台大部已经定出。尚余部分展位,主办单位热情邀请焊接厂家踊跃参展。


本期热点

美国焊接学会(AWS)浅探 
(连载1 

一、简介

美国焊接学会(AWS)成立于1919年。“一战”结束后,美国的造船业及各种钢结构制造业发展很快,当时已经成形的焊接技术得到了广泛的应用,有了成立焊接学会的需求,美国焊接学会(AWS)应运而生。成立之初只有286名会员,秘书处也只有2名工作人员。今天,美国焊接学会(AWS)已拥有近50000名会员,秘书处工作人员120多名。每年资金周转额在2000万美元左右,仅秘书处人工费一项就高达600万美元。成立之初秘书处在纽约的工程师大厦办公,1971年将秘书处搬到了风景如画的迈阿密市,秘书处拥有自己独立产权近5000平方米的4层办公楼一座。现在美国焊接学会(AWS)就其会员人数、资金周转额、业务量及秘书处工作人数均可谓是焊接行业组织中最大的。在近82年的历程中积累了丰富的经验,尤其是在为会员服务方面。

二、会员——美国焊接学会的基础   

(一)  
会员的种类

    美国焊接学会的会员分为以下六种:学生会员、会员、退休会员、终生会员、荣誉会员、支持会员。

1、              学生会员:任何加入承认的学院、大学、技术学校、职业学校、高等学校的个人在学生期间有资格成为学生会员。一般情况下,任何个人作为学生会员不能超过4年以上。学生会员没有表决权和任公职的资格。

2、              会员:任何具有学位或在焊接或相关行业有5年工作经验以上的个人有资格成为会员。

3、              退休会员:任何在退休前连续15年以上作为会员(不是学生会员),在焊接活动中没有报酬的退休人员有资格成为退休会员。

4、              终生会员:任何成为学会理事长或缴纳会费35年以上的个人可成为终生会员。(在退休会员期间交纳的会费不在35年统计之列)终生会员可免除继续缴纳会费,可继续收到出版物,并根据最近所在会员的级别,按照订阅的费用,得到额外的出版物。                  

5、              荣誉会员:经理事会确定,在焊接行业取得显著成果或取得突出成就的个人有资格被选为荣誉会员。每500个会员中可选出一个荣誉会员,任何财政年度不多于两个人可被选为荣誉会员。每个荣誉会员可免交会费,并享有会员的权益。

6、              支持会员:任何对焊接或相关行业科学技术感兴趣的个人、公司、合伙企业、机构、团体等都有资格成为学会的支持会员。团体会员需要指定个人作为代表。

在美国焊接学会的会员中有两点非常重要,一是学生会员,会员当中很多是在学生时代通过参加美国焊接学会的各种活动了解焊接技术并把焊接作为自己的终身职业的,所以发展学生会员是重中之重,关系到焊接事业的发展与未来。二是支持会员,对焊接或相关行业科学技术感兴趣的公司、合伙企业、机构、团体等单位参加美国焊接学会后,根据单位性质与交费数量得到一定数量的支持会员名额,然后由该单位自己确定员工中谁作美国焊接学会的支持会员并且可以自行更换,支持会员享受会员的一切待遇。换句话说就是单位给个人交会费。支持会员是美国焊接学会会员中的中坚力量。

 (二)   会员的发展及入会程序

发展会员是美国焊接学会秘书处的首要任务,会员是学会的生存基础,要向企业发展用户一样。会员的入会程序如下:

1、              申请加入:会员(除荣誉会员)填写入会申请表,提交到秘书长和秘书处,由秘书长和秘书决定可以申请的会员级别。经秘书长和秘书讨论通过,申请人缴纳会费后,就可以成为会员。若秘书长和秘书讨论后未通过的,申请人可在理事会指定的官员或委员前提出申诉。

2、              荣誉会员:支持会员、会员、荣誉会员或终生会员都可以向理事会提交书面申请,任何个人都可以被推荐为荣誉会员。被提名者须符合荣誉会员的条件。理事会将设立荣誉会员委员会来审核这些提名。每个被提名者需将推荐材料提交到荣誉会员委员会。被选出的荣誉会员需在理事会常务会议上得到执委们的一致表决通过。

3、              退出:任何会员向秘书长和秘书递交书面辞呈后,都可以退出会籍。辞呈从接受日起有效。会员退出后,不必缴纳会费。

4、              终止:若会员行为不当,违背学会的宗旨或拒交会费,任何会员的会籍都可以由理事会或指定的委员决定终止。除会员拒交会费外,会员因任何其它原因终止会籍的都可在理事会指定的官员或委员前提出申诉。

5、              恢复:会员的会籍除因未交会费而被终止的, 只有理事会或理事会指定的委员同意后才可以恢复。                           (未完待续)CWA/CWS 秘书处供稿 


专家视点

我国火电站焊接技术的现状及发展

国家电力公司          教授级高工
学       霖 教      授

0

电力是我国国民经济发展的基础产业之一。改革开放的20年是中国电力发展最快、成就最大的时期。到2000年底我国全年发电总量达13500亿千瓦时,全国电力装机容量达到3.16亿千瓦,全国发电装机容量和全年发电量均居世界第二位。

随着电力工业的迅速发展,大容量的高温高压机组、不断涌现,逐步淘汰了中温中压机组。到2000年底全国拥有1000 MW及以上装机容量的火电厂66座,全国现有火电大机组容量为200~210 MW的192台、250~300MW的180台、320~362.5 MW的56台、500~660 MW的30台,800 MW的2台,大机组已成为中国火力发电的主力机组。为了进一步提高机组效率、降低煤耗、保护环境、减少CO2的排放还有必要提高蒸汽参数。提高锅炉蒸汽温度和压力参数是提高火力发电厂效率最有效的方法之一,特别是温度对效率的影响更为显著。

增大蒸汽压力要求使用高温强度更高的钢材,否则必然使构件的壁厚成倍地增大。增加蒸汽温度则必然要求钢材能在更高的温度下保持高的强度。可见电力技术的发展在很大程度上依赖于材料技术的发展水平。顺应这一要求,自20世纪的80年代以来,美、德、法、日等国开发出一系列适用于蒸汽参数达600℃/610℃、25 MPa的铁素体热强钢和蒸汽温度达625℃的奥氏体耐热不锈钢(T91/P91,T92/P92,T122/P122,Super304H,T23/P23)。这些钢是在现代的冶炼、轧制、热处理和计算机控制技术基础上产生的,它们将是我国今后新建大容量亚临界机组和超临界机组时首选的材料。因此研究和掌握这些材料的焊接工艺,研究并充分认识这些材料焊接接头在高温下的行为,是当前我国电站焊接工作者面临的任务。

 1        我国火电站用钢的现状及展望

     电站用钢的开发需要很长的周期,建国以来我国电站高温高压管用钢材大多沿用国外成熟钢种, 国内外实践证明12Cr1MoV、2.25Cr-Mo、TP304、TP347等钢工艺性能良好、运行可靠。但为了提高蒸汽温度和压力,20世纪60年代以后各国(也包括我国)纷纷致力于开发使用温度高于580℃低于650℃的钢种,其成果虽然已有不少应用,但都有些缺憾。1983年美国ORNL在花了8年时间对9Cr1Mo钢进行了改进后,推出的T91/P91钢具有优良的常温和610℃以下高温力学性能的同时,还具有良好的加工工艺性能。

    可以说T91/P91钢的开发成功是电站用钢领域内近30年努力的突破。我国于1987年开始引进使用这种钢,10多年来已有一些单位基本掌握了T91/P91钢的焊接工艺,同时也开展了T91与钢102、12Cr1MoV、TP304钢异种钢焊接的研究工作。用T91更换钢102制成的过热器和高温再热器运行的可靠度明显提高。用P91制成的蒸汽管其管壁厚度可成倍地减小,表1比较了在同样蒸汽参数下分别使用2.25CrMo钢和P91钢时钢管的壁厚。壁厚的减小降低了构件的重量,减小了结构应力和热应力,也减小了制造成本和施工难度。

1      2.25Cr-Mo、P91钢经济性比较

 

   

ASME550℃下的许用应力/MPa

钢管尺寸/mm

重量

/ kg.m-1

重量比率(%)

价格比率

(%)

成本比率

(%)

2.25Cr-Mo

48

270×83.7

730

100

100

100

P91

94

270×37.1

281

38

190

72

     随着T91/P91钢在世界范围内日益推广应用,沿着美国ORNL开发T91/P91钢的思路在原来钢102、2.25Cr-Mo、X20、TP304等钢的基础上又相继开发出了T122/P122(HCM12A),T92/P92(NF616) 和T91/P91一系列钢种。使用P122、P92和P23钢的经济效益见表2。这些钢相对于2.25Cr-Mo和X20的明显优势是显然的。它们已在日本的一些电厂使用,我国也会在不久的将来陆续引进使用。

2     大口径钢管的经济性比较

 

钢种

ASME550℃下的许用应力/ MPa

钢管尺寸

/ mm

重量/kg.m-1

重量比率(%)

价格比率(%)

成本比率(%)

2.25Cr-Mo

48

270×83.7

730

100

100

100

P23

89

270×39.4

301

41

167

68

P92

104

270×33.1

247

34

500

170

X20

85

270×41.5

319

44

307

135

P122

108

270×31.8

237

32

333

107


2
火电站用新型热强钢的基本特点及其焊接性

T91/P91、T92/P92、P23/T23、T122/P122都是属调质状态下使用的回火马氏体钢,又都是在相同的思路下研制开发的,它们具有相似的基本特点。如果分别对应地比较T91/P91和T9、EM12;T23和钢102、2.25Cr-Mo以及P122和X20。可以得出T91/P91、T92/P92、P23/T23、T122/P122这些新钢种与其原来牌号的老钢种在成分上的差别仅在于:①C、S、P含量的减少;②Nb、V、N等元素作为微合金化而微量添加,但它们的强化机理和老钢种有原则的不同。而T91/P91等新钢种除了固溶和沉淀强化外,还通过微合金化、控轧、形变热处理及控冷获得高密度位错和高度细化的晶粒,为钢的进一步强化和显著的韧化作出了贡献。新钢种由于降低了碳和杂质元素的含量,对焊接裂纹的敏感性都明显降低,对P122钢的斜Y形拘束裂纹试验表明,200℃预热即可保证裂纹率为零。而相同Cr含量的X20钢的裂纹倾向要大的多。更由于采用这类钢后,可成倍减小构件壁厚,焊接获得完整无裂纹的接头的难度比钢102、T9、X20等也大为降低。尽管如此,接头性能的明显劣化却是焊接这类钢的主要困难。由这类钢的基本特点可以设想:①焊缝由于熔敷金属没有控轧和形变热处理的机会,晶粒不可能由此获得细化,又由于熔敷金属中的Nb、V在凝固冷却过程中难以呈微细的C、N化合物析出,焊缝的韧性会远不如母材。②供货状态优良的母材性能受到焊接的高温循环,母材HAZ性能必会明显劣化。③这种劣化的程度随焊接热输入的增大而加剧。对T91/P91钢焊接的实践已经证明了这些设想。

2.1 焊缝金属韧性的劣化

三菱重工在1985年焊接P91大口径厚壁管时所得的接头韧性,暴露了焊缝韧性低劣的现象,与此同时HAZ以及熔合区韧性低劣的现象远不如焊缝那样明显。我国的电站焊接工作者近年来对T91/P91钢的实践,证实了焊缝的韧性对热输入和层间温度极其敏感。采用大热输入、高的层间温度(60kJ/cm、250~350℃)时焊缝韧性仅为3.9~19.5 J/cm2,降低线能量和层间温度(25 kJ/cm和220~250℃)时焊缝韧性达到了73.2~113.6 J/cm2。焊缝的韧性还与焊后热处理制度密切相关。此外熔敷金属的氧含量也影响它的韧性,实践证明TIG焊缝的韧性优于埋弧焊和手工电弧焊,而埋弧焊又优于手工电弧焊。

     我国焊接工作者采用小热输入TIG热丝全位置焊接P91厚壁管,取得了良好的焊缝韧性。尽管如此,焊缝的韧性仍比HAZ、熔合区低很多。P91钢是这样的,其他新型马氏体类热强钢也会表现出相似的规律。可见克服这种马氏体细晶强韧化钢材焊缝韧性的劣化倾向是焊接工作者需要突破的具有共性的技术问题。

2.2  HAZ蠕变断裂强度的劣化

研究表明P91钢HAZ存在一个蠕变断裂强度劣化的区域,劣化从焊接热影响区的850℃,即AC1开始,925℃时劣化至最低值,然后逐步恢复,待热影响区温度超过1 100℃以后才恢复到接近母材。可以推论,这一劣化区的宽度越大,对接头高温强度的影响也就越明显,因此控制850~1 100℃热影响区的宽度是控制这一劣化影响的重要手段。显然这也需要通过控制焊接热输入和层间温度来实现。

2.3  异种钢焊接接头的早期失效倾向

实践证明铁素体热强钢与奥氏体钢组成的异种钢接头,存在着随机的低于平均寿命的早期失效现象。长期的研究工作已经认识了这种现象的机理和控制措施。但是对于以T91/P91为代表的新型马氏体类热强钢与奥氏体钢的异种钢接头是否还能服从这些规律,还需电站焊接工作者关注和研究。

总之,研究和掌握上一世纪末出现的代表现代先进冶金技术的一系列新型热强钢的焊接和它们的高温运行行为是电站焊接工作者面临的紧迫的任务。           

3  电站设备的延寿焊接

美国Philadelphia电力公司Eddestone厂1号机是1960年2月开始商业运行的首台蒸汽温度为650℃,压力为350 大气压的超超临界机组,1983年经过检查评定更换其蠕变损伤严重的部分主蒸汽管后又恢复正常运行。这种根据以往的运行历史、对当前时刻可能发生失效的部件进行检测、分析、评定其剩余寿命,然后根据评定的结果更换寿命耗尽的部件,修复其损伤的部位,使机组处于正常运行状态的措施称之为延寿措施。采用这样的措施以后,机组寿命已往往不是由机组的技术状态决定,而是由其经济指标决定。多年以来我国的电站焊接工作者曾成功地修复过气包、集箱、转子、汽缸等部件,为延寿焊接积累了经验。

大容量机组的延寿措施其经济意义是显著的,但启动延寿措施也需要相当的投入,极有必要从同类机组的运行经验和科研成果中提取信息指导何时应对何部件实施延寿措施,并根据评估结果指导是否应对相应的部件进行修复焊接。例如:统计证明对于填充金属为奥氏体的铁素体/奥氏体异种钢接头,累计运行时间接近8万小时就会出现较高频度的失效,而填充金属为镍基合金的铁素体/奥氏体异种钢接头累计运行时间达15万小时才会出现较高的失效倾向。据此可以分别在7万和14万小时运行后对这些部件启用延寿措施,可能恰到好处。又如:某125机组低压转子安全运行13年以后,考虑到制作时残留的缺陷于1982年退役。经各方专家解剖计算,证明转子仍能安全运行、原缺欠未扩展,既使运用考虑了各种随机因素的可靠性方法计算,转子在继续26次启停循环后其可靠度才开始从100%下降。可见确定某机组某部件适时地启用延寿措施的时刻是很重要的。此外,在焊接接头损伤的评估中如何考虑焊接接头力学性能的宏观不均匀性;在运用焊接技术的同时如何合理地研究利用表面工程中的有关技术,作到不同部件、不同损伤在不同场合使用不同的工艺技术等,都是电站焊接工作者面对需要研究解决的问题。随着大容量老旧机组和调峰机组数量的增多,延寿工作的规模也将随之迅速增大。

4  结 论

   (1)  为适应提高火电站效率的需要,通过20世纪后半叶30多年的努力,在纯化钢质的同时,运用微合金化和形变热处理技术的细晶强韧化基础上,开发一系列高性能的马氏体热强钢和超级奥氏体热强钢,使提高蒸汽温度和压力参数、减少构件壁厚、降低热应力和结构应力成为可能。
   (2)  上述一系列新钢种在具有优良力学性能的同时,还具有比原有相近成分的钢更优良的加工性能和焊接性。其突出的焊接困难是焊缝性能和HAZ性能的劣化,克服这种劣化现象、掌握这一类钢种的焊接技术、掌握这一类焊接接头高温下运行的行为规律是电站焊接工作者当前面临的任务。

   (3)  随着大容量老旧机组和调峰机组数量的增多,全面开展电站设备的延寿工作和焊接修复,研究解决延寿工作中的相关问题也是电站焊接工作者面临的工作。


                             
工业信息

l         搅拌摩擦焊的发展进入了一个新纪元

来自英国、丹麦、法国、德国、波兰与瑞典等六国的十二个企业及科研机构日前在英国下院共同签署了题为《EUROSTIR》的合作协议,旨在进一步推动由英国焊接研究所(TWI)发明的搅拌摩擦焊技术的应用。该协议合同金额高达700万欧元,资金中的相当一部分是由上述各国政府资助的,计划五年完成。搅拌摩擦焊技术是在1991年由英国焊接研究所(TWI)发明的,从1991年到今天,TWI做了大量的科研工作,并在一些领域内得到了应用。ESAB公司在购得该项发明的使用权后,已制造出了完全商品化的搅拌摩擦焊机。这个项目将由TWI牵头并制订时间表,TWI计划通过刚刚装备的新型搅拌摩擦焊机(可焊工件5 m X 8 m),把搅拌摩擦焊的焊接能力在目前焊接各种有色材料的基础上向钢铁材料扩展。可焊厚度:两维曲线从1.5 mm18mm之间,直线25 mm。这个计划的实施将对航空制造业、航天制造业、汽车制造业及造船等行业产生巨大的推动作用。对此技术感性趣的读者可与TWISFW中心联系:E-mail: Stephan.kallee@twi.co.uk or heidi.dyson@twi.co.uk          

l         一种低成本防微尘呼吸保护面具

 防微尘面具可用于金属加工、建筑、采矿以及其他方面,被称为“piccola”的面具采用静电除尘和化学过滤相结合,包括预先过滤,多分子层的设计。这种面具重量轻、规格全、内部衬料是软的、垂直折叠,可根据面部(鼻子)轮廓调整达到密封效果。这种面具方便于眼睛的防护,另外,该面具使用十分方便。

l        
可使焊工凉爽的面罩

  Speedglas·面罩的特点是采用空气动力设计的排气装置,排除CO2气体、低热量及湿气。焊工可通过4个通气孔直接呼吸到面罩外面的空气,这4个通气孔通向两个细的位于面罩两侧下凹的通路。这种设计由于焊工在呼吸区域内可以呼吸到新鲜空气,因此减少了CO2的吸入,新鲜空气是从焊工颈部周围被吸入的,那往往是远离烟雾的。这种面罩对焊工的最大的好处是可以延长面罩放下的时间周期。


读者调查结果发布

 《焊接快讯》举办了三期读者调查,收到了许多读者的调查回复,在此,对积极参与活动的读者表示感谢。通过对回函的统计基本情况如下:
    1.《焊接快讯》的读者群年龄段主要在25~45岁; 文化程度主要是硕士生、大学、博士、大专。 从事的职业多数为教师、研究人员、工程师。研究领域主要是焊接材料、焊接工艺及焊接设备。
    2.读者所喜爱栏目是"专家视点"、"科研成果在国家重点工程上的应用"、"焊接科技文献介绍"、"行业信息"。
    3.有的读者建议在选材、报道篇幅及报道时间方面需要进一步改进。希望多增加一些专业委员会活动情况的报道,介绍一些国外著名的焊接研究机构,尤其是他们的一些研究成果简报。希望增加"技术交流"栏目。
    4.建议开辟与会员、焊接工作者和企事业单位交流的栏目,保持读者、读者、编者相互交流。
    5.以下人员可获得一套《第八次全国焊接会议论文集》。若需要请您将的详细地址来信告知。
                    
夏节文 xiajiewen1@sina.com                   王军波 wangjb98@mails.tsinghua.edu.cn
祁  凯 qikailx@263.net                       刘吉斌 liujibin.wh@sohu.com
曹  彪 mebcao@scut.edu.cn                    Wang Zhenmin zmwang2000@sina.com
赵  程 chenzhao@public.qd.sd.cn              zhkeke zhkeke@mail.lyit.edu.cn              
陈志翔 z.x.chen@263.net                      y  x y  yxyong@yahoo.com.cn
杨永明 hbsfdzhj@hotmail.com                  y  a n   yan422@163.net                     
  ncmw@public1.ptt.js.cn                HeDingyong dyhe@solaris.bjpu.edu.cn         
w  s m  wsm6978@sina.com                     lirong_Fang lirong_Fang@Shanghaigm.com
Lin Changqing lchangqing@yantai-raffles.net  Jipeng Xu  xujipeng@263.net
mewte  mewte@mail.hdpu.edu.cn                mei     lzmm0123@sina.com