2024年4月11日发(作者：乐正绿海)
关于 SA-213T91蛇形管焊接及组装
钟如全;焦明文
【摘 要】介绍了 SA-213T91钢的特点及化学成分，分析了其焊接性能，并提出了用
其制作蛇形管的注意事项。在蛇形管的制作过程中，严格按照焊接的注意事项进行焊接，
使焊接质量稳定并完全符合规程要求，未发生泄漏或爆管现象，取得了良好的经济效
益。%By introducing the characteristics and chemical composition of SA-213T91
steel,welding characteristics of SA-213T91 were gotten,according to the
characteristics of SA-213T91 steel,theserpentine tube making note was pres-
serpentine producing process,according to the attention of
welding,welding quality was stable,fully in accord-ance with the requirements of
regulation,not leak or tube explosion phenomena were found,which obtained
good economic benefits.
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2013(000)011
【总页数】2页(P15-16)
【关键词】SA-213T91 钢;蛇形管焊接;对接焊
【作 者】钟如全;焦明文
【作者单位】四川信息职业技术学院，四川 广元 628017;中国电建都江电力设备厂，
四川 都江堰 611830
【正文语种】中 文
【中图分类】TG441
SA-213T91(以下简称T91)钢相当于我国标准GB5310中的10Cr9Mo1VNb，属于
改良型9Cr-1Mo马氏体热强钢。由于T91钢具有较低的热膨胀系数和良好的导热性，且
其抗拉强度和屈服强度较高，特别是在高温下具有较高的蠕变强度、持久强度及许用应力；
因此，采用T91钢进行焊接可以减小管子的壁厚，降低成本[1]。
1 T91钢的特点及化学成分
T91钢是在T9钢的基础上，通过降低C含量，添加合金元素V和Nb，控制N和
Al的含量，使其不仅具有高的抗氧化和抗高温蒸气腐蚀性能，而且还具有良好的冲击韧
性、持久塑性及热强性能[2]。T91钢的化学成分见表1，其主要用于制造亚临界、超临界
锅炉壁温≤625 ℃的高温过热器、壁温≤650 ℃的高温再热器钢管，以及壁温≤600 ℃的
高温集箱和蒸气管道；但是，T91钢在加工制造中易出现冷作硬化和淬硬倾向，如果控制
不好，会对产品质量造成严重影响。本文对T91钢小管径蛇形管制作过程中出现的问题
进行了梳理，以供参考。
表1 T91钢的化学成分(质量分数) (%)CMnPSCrMoVNbNAlNi0.08～0.120.30～
0.60≤0.02≤0.018.00～9.500.85～1. 050.18～0.250.06～0.100.03～0.07≤0.04≤0.40
2 蛇形管的制作
对于蛇形管的制作，从T91钢管进入生产流程开始，在坡口加工、弯管、对接焊、
管子校正、附件焊接和焊(弯)后热处理的整个过程中，应保证每一道工序的制作质量，防
止不必要的变形，以减少校正，避免热校时产生裂纹和表面淬硬等缺陷。
2.1 坡口加工
坡口加工应尽量采用机械加工(即用自动定位夹紧的坡口机)，保证端面的倾斜度，使
氩弧焊焊接更加平直，并保证管子的直线度[3]，如图1所示。
图1 坡口形式
2.2 弯管
由于T91钢易出现冷作硬化，弯管时，对于弯径比R/D≤1.5的热弯管或中频感应加
热弯管，其加热温度应避开850～950 ℃。因在此温度范围内，弯头易产生裂纹；所以，
其加热温度应控制在950～1 050 ℃，且应在弯头成形后采用保温石棉布进行包裹，以进
行缓慢冷却，否则，在后续的热处理中不易降低其硬度。
2.3 对接焊
1) 氩弧焊对接焊时，应尽量采用自动热丝TIG焊(焊丝TGS-9cb，φ1.0 mm)，其合
格率较手工氩弧焊高得多。
2) 焊接时，为防止根部产生未焊透等缺陷，应在管内充保护性气体(纯Ar)，气体流
量应根据管子的大小调节，使其起到足够的保护作用：同时，应防止因流量过大而产生内
凹等缺陷。
3) 应进行焊前预热，其预热温度为150～200 ℃，最好不要>200 ℃(中国电建都江
电力设备厂在实际焊接中，当预热温度>200 ℃时，易产生流挂及施焊困难等现象)。
4) 许多资料均提出层间温度应≤350 ℃，但在实际焊接中，当层间温度>250 ℃时，
易产生流挂及施焊困难现象；因此，其层间温度应控制在200～250 ℃。
5) 焊后应进行缓慢冷却。本厂在实际生产中发现，若冷却速度过快，在焊后退火处
理后其硬度仍然偏高；而采取缓慢冷却措施后，焊缝硬度有较大改善。
6) 为防止产生延迟裂纹，T91钢的坡口应放置至少24 h后再进行RT探伤(本厂在制
作内蒙古第一电力建设工程有限责任公司的高温过热器时，曾在焊后2 h进行探伤合格，
但在管屏装夹中发现有1个坡口出现表面裂纹，从而导致对所有坡口重新进行探伤检查)。
2.4 管子校正
由于T91钢对温度区比较敏感，所以校正人员应具备较高的温度颜色识别能力。建
议在实际操作产品前，利用温度计对操作校正人员进行不同温度段管子颜色识别的培训和
考核。
对T91钢管的校正应尽量采用冷校正方法。如不得不采用热校正方法时，应严格控
制其回火温度为650～750 ℃，并辅之以冷校正方法，校正后应对校正部位进行硬度检测，
并做PT检查，硬度值应≤250 HBW；否则，应进行回火热处理。
需要特别强调的是，本厂在校正过程中发现，若在热校正后不对校正部位采取缓冷或
在焊缝及热影响区进行加热校正，其焊后热处理硬度绝大部分无法达到≤250 HBW的要
求；因此，热校正后应进行缓冷。
2.5 焊后热处理
T91钢的热处理温度应控制在735～760 ℃，其升降温速度应≤150 ℃/h；同时，不
应和其他常规的低合金钢产品一样降温到300 ℃就出炉空冷，而应在炉内缓冷到<100 ℃
后出炉；否则，热处理后蛇形管的硬度指标无法满足要求。
3 结语
在蛇形管的制作过程中，按照上述焊接的注意事项进行操作，焊缝金相组织为回火索
氏体加马氏体，完全符合规定要求，焊接质量稳定，未发生泄漏或爆管现象，可取得良好
的经济效益。
参考文献
[1] 唐燕玲，张继斌．SA-213T91的焊接工艺[J]．焊接，2002(4)：32-34.
[2] 卞铭孙，亣安芳. SA213-T91钢管焊接工艺试验[J]. 锅炉技术，1993(11)：14-25，
30.
[3] 杨加富．SA-213T91钢小径管现场焊接工艺[J]．云南电力技术，2009(2)：41-
43.
2024年4月11日发(作者：乐正绿海)
关于 SA-213T91蛇形管焊接及组装
钟如全;焦明文
【摘 要】介绍了 SA-213T91钢的特点及化学成分，分析了其焊接性能，并提出了用
其制作蛇形管的注意事项。在蛇形管的制作过程中，严格按照焊接的注意事项进行焊接，
使焊接质量稳定并完全符合规程要求，未发生泄漏或爆管现象，取得了良好的经济效
益。%By introducing the characteristics and chemical composition of SA-213T91
steel,welding characteristics of SA-213T91 were gotten,according to the
characteristics of SA-213T91 steel,theserpentine tube making note was pres-
serpentine producing process,according to the attention of
welding,welding quality was stable,fully in accord-ance with the requirements of
regulation,not leak or tube explosion phenomena were found,which obtained
good economic benefits.
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2013(000)011
【总页数】2页(P15-16)
【关键词】SA-213T91 钢;蛇形管焊接;对接焊
【作 者】钟如全;焦明文
【作者单位】四川信息职业技术学院，四川 广元 628017;中国电建都江电力设备厂，
四川 都江堰 611830
【正文语种】中 文
【中图分类】TG441
SA-213T91(以下简称T91)钢相当于我国标准GB5310中的10Cr9Mo1VNb，属于
改良型9Cr-1Mo马氏体热强钢。由于T91钢具有较低的热膨胀系数和良好的导热性，且
其抗拉强度和屈服强度较高，特别是在高温下具有较高的蠕变强度、持久强度及许用应力；
因此，采用T91钢进行焊接可以减小管子的壁厚，降低成本[1]。
1 T91钢的特点及化学成分
T91钢是在T9钢的基础上，通过降低C含量，添加合金元素V和Nb，控制N和
Al的含量，使其不仅具有高的抗氧化和抗高温蒸气腐蚀性能，而且还具有良好的冲击韧
性、持久塑性及热强性能[2]。T91钢的化学成分见表1，其主要用于制造亚临界、超临界
锅炉壁温≤625 ℃的高温过热器、壁温≤650 ℃的高温再热器钢管，以及壁温≤600 ℃的
高温集箱和蒸气管道；但是，T91钢在加工制造中易出现冷作硬化和淬硬倾向，如果控制
不好，会对产品质量造成严重影响。本文对T91钢小管径蛇形管制作过程中出现的问题
进行了梳理，以供参考。
表1 T91钢的化学成分(质量分数) (%)CMnPSCrMoVNbNAlNi0.08～0.120.30～
0.60≤0.02≤0.018.00～9.500.85～1. 050.18～0.250.06～0.100.03～0.07≤0.04≤0.40
2 蛇形管的制作
对于蛇形管的制作，从T91钢管进入生产流程开始，在坡口加工、弯管、对接焊、
管子校正、附件焊接和焊(弯)后热处理的整个过程中，应保证每一道工序的制作质量，防
止不必要的变形，以减少校正，避免热校时产生裂纹和表面淬硬等缺陷。
2.1 坡口加工
坡口加工应尽量采用机械加工(即用自动定位夹紧的坡口机)，保证端面的倾斜度，使
氩弧焊焊接更加平直，并保证管子的直线度[3]，如图1所示。
图1 坡口形式
2.2 弯管
由于T91钢易出现冷作硬化，弯管时，对于弯径比R/D≤1.5的热弯管或中频感应加
热弯管，其加热温度应避开850～950 ℃。因在此温度范围内，弯头易产生裂纹；所以，
其加热温度应控制在950～1 050 ℃，且应在弯头成形后采用保温石棉布进行包裹，以进
行缓慢冷却，否则，在后续的热处理中不易降低其硬度。
2.3 对接焊
1) 氩弧焊对接焊时，应尽量采用自动热丝TIG焊(焊丝TGS-9cb，φ1.0 mm)，其合
格率较手工氩弧焊高得多。
2) 焊接时，为防止根部产生未焊透等缺陷，应在管内充保护性气体(纯Ar)，气体流
量应根据管子的大小调节，使其起到足够的保护作用：同时，应防止因流量过大而产生内
凹等缺陷。
3) 应进行焊前预热，其预热温度为150～200 ℃，最好不要>200 ℃(中国电建都江
电力设备厂在实际焊接中，当预热温度>200 ℃时，易产生流挂及施焊困难等现象)。
4) 许多资料均提出层间温度应≤350 ℃，但在实际焊接中，当层间温度>250 ℃时，
易产生流挂及施焊困难现象；因此，其层间温度应控制在200～250 ℃。
5) 焊后应进行缓慢冷却。本厂在实际生产中发现，若冷却速度过快，在焊后退火处
理后其硬度仍然偏高；而采取缓慢冷却措施后，焊缝硬度有较大改善。
6) 为防止产生延迟裂纹，T91钢的坡口应放置至少24 h后再进行RT探伤(本厂在制
作内蒙古第一电力建设工程有限责任公司的高温过热器时，曾在焊后2 h进行探伤合格，
但在管屏装夹中发现有1个坡口出现表面裂纹，从而导致对所有坡口重新进行探伤检查)。
2.4 管子校正
由于T91钢对温度区比较敏感，所以校正人员应具备较高的温度颜色识别能力。建
议在实际操作产品前，利用温度计对操作校正人员进行不同温度段管子颜色识别的培训和
考核。
对T91钢管的校正应尽量采用冷校正方法。如不得不采用热校正方法时，应严格控
制其回火温度为650～750 ℃，并辅之以冷校正方法，校正后应对校正部位进行硬度检测，
并做PT检查，硬度值应≤250 HBW；否则，应进行回火热处理。
需要特别强调的是，本厂在校正过程中发现，若在热校正后不对校正部位采取缓冷或
在焊缝及热影响区进行加热校正，其焊后热处理硬度绝大部分无法达到≤250 HBW的要
求；因此，热校正后应进行缓冷。
2.5 焊后热处理
T91钢的热处理温度应控制在735～760 ℃，其升降温速度应≤150 ℃/h；同时，不
应和其他常规的低合金钢产品一样降温到300 ℃就出炉空冷，而应在炉内缓冷到<100 ℃
后出炉；否则，热处理后蛇形管的硬度指标无法满足要求。
3 结语
在蛇形管的制作过程中，按照上述焊接的注意事项进行操作，焊缝金相组织为回火索
氏体加马氏体，完全符合规定要求，焊接质量稳定，未发生泄漏或爆管现象，可取得良好
的经济效益。
参考文献
[1] 唐燕玲，张继斌．SA-213T91的焊接工艺[J]．焊接，2002(4)：32-34.
[2] 卞铭孙，亣安芳. SA213-T91钢管焊接工艺试验[J]. 锅炉技术，1993(11)：14-25，
30.
[3] 杨加富．SA-213T91钢小径管现场焊接工艺[J]．云南电力技术，2009(2)：41-
43.