代 真， 姜运建， 章建叶， 李 伟， 谢航云， 王卫峰

（1．国电科学技术研究院，南京210031；2．河北省电力研究院，石家庄050021；3．国电肇庆热电有限公司，肇庆526238）

发展高参数、大容量超（超）临界机组已经成为各国缓解节能减排压力、提高发电效率的必由之路．在我国已投运或在建的超（超）临界机组中，主蒸汽管道和再热蒸汽管道等高温高压构件普遍采用了新型铁素体耐热钢材料，如P91钢和P92钢．IV型蠕变开裂是高温高压构件焊接接头长期服役中出现的典型问题，它不仅显著缩短了焊接接头处的寿命，而且突发性的开裂还会导致灾难性事故．已有研究表明，IV型蠕变开裂发生于临界热影响区（ICHAZ，加热峰值温度在TC1～TC3，TC1为加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度，TC3为加热时游离铁素体全部转变为奥氏体的终止温度）或细晶热影响区（FGHAZ，峰值温度在TC3附近）［1－3］，且应力水平对IV型蠕变开裂有很大影响［4－5］．笔者利用Abaqus有限元软件对P92钢的焊接过程进行了数值模拟，获得了焊接温度场和焊接残余应力的分布规律，采用试验测试的方法对其进行了验证，并对IV型蠕变损伤产生的原因进行了分析．

1 物理模型

研究对象是电厂P92钢主蒸汽管道，其直径为355mm、壁厚为40mm．电厂P92钢主蒸汽管道的实际工况是：管内介质温度为600℃，压力为24 MPa．图1为管道焊接接头和焊道分布．第1、第2层为氩弧焊焊接，预热温度为100～200℃，层间温度为150～250℃．第3层以上为焊条电弧焊焊接，层间温度约为200℃．P92钢的化学成分和焊材的名义成分见表1．P92钢的力学性能见表……