为了提高发电效率、节约能源和减少温室气体排放，目前国内正在大规模建设超超临界发电机组，其中部分机组已经投入运行发电，并且建设规模将居世界第一．由于超I临界电站服役温度和运行压力的提高，使得高温管道的蠕变损伤分析和寿命预测成为研究热点在焊接构件的制造过程和运行过程中，均有可能会产生残余应力，由于焊后热处理和服役中的蠕变，焊缝中的残余应力可以减少到可忽略不计的水平．

但是，Thomas等人的研究结果表明，在估计蠕变过程中的有效施加应力时，必须考虑残余应力的影响，并且残余应力对蠕变损伤发展具有重要影响．另外，Lee等人提出残余应力可能影响裂纹起裂的初始瞬时阶段和孕育期的大小．到目前为止，国内外还没有提出高温下焊接构件中残余应力的容限．大多数情况下，残余应力的分布是未知的，而R5，R6和BS7910推荐使用的残余应力分布往往偏于保守，过高地估计残余应力，导致过于保守的缺陷评定结果 ]．因此，如何精确 估计高温下焊接构件的残余应力场，对研究残余应力对蠕变裂纹起裂和扩展寿命的影响及高温下构件的缺陷评定和预测是非常重要的．

近年来，国内在采用有限元方法计算焊接残余应力分布方面做了一些有价值的研究 ，但目前还未见对超超临界新一代耐热钢P92钢厚壁管道的焊接残余应力的分析研究报道文中主要研究焊后热处理对P92钢焊接接头消残余应力的效果，首先采用红外热成像仪实测P92钢管道在焊接中的温度场分布；然后在此指导下采用有限元方法对管道焊接过程的焊接温度场进行了模拟计算；最后，根据热处理前后的温度场计算了焊接残余应力分布，对热处理的消应力效果进行了研究．

1 试验方法

1．1 试验过程

采用美国FLIR公司Thermal cAMTEM—P65红外热像仪(具有0．08 K的热灵敏度)测量P92钢管道焊接过程的温度分布．首先对P92钢的发射率进行了标定，取值为0．9．图1为P92钢管道整个焊接过程中预热温度、焊接层间温度和热处理参数P92钢管规格为 90 mm×45 mil1．为了用于后续的试验工作，特别设计了单边V形坡口，焊道设计为18层．P92管立于工架之上，采用平焊方式焊接，采用红外热成像仪对准焊道坡口中心区域位置进行实时拍摄。

3 焊后热处理的消应力效果

     管焊接接头处外表面的周向残余应力重新分布，应力梯度减小，焊缝区域应力显著下降，拉应力峰值下降了146．3 MPa，是原来的42％ ，而且焊缝区域整体应力值较热处理前更加均匀，压应力峰值也明显减小．从图5b可以看出，热处理后轴向残余应力峰值和幅值均减小，其中压应力峰值减小更为明显，峰值均出现在焊缝区域，焊缝区域既有压应力又有拉应力，情况较为复杂从图5c可以看出，热处理后径向压应力峰值减小显著，拉应力峰值减小不明显，但热处理前的应力峰值本身就很小在热处理前管道内壁焊缝区的周向和轴向拉应力峰值高达200 MPa，热处理后拉应力峰值下降显著；热处理后周向拉应力峰值和轴向应力峰值均显著降低，径向应力峰值也有所降低．因此，热处理的消应力效果比较明显，但依然有部分残余拉应力存在，可能对焊接接头的寿命产生影响．

综上所述，在对高温下焊接接头的蠕变行为评估中，需进一步研究残余应力在蠕变过程中的再分布及对蠕变破坏的影响机制，从而实现对焊接接头高温蠕变寿命的精确评估．

4 结 论

(1)在P92钢管焊接过程中，利用红外热成像仪实测了焊接接头的温度场分布，获得了P92钢的焊接热循环曲线．

(2)结合实测的焊接热循环曲线，利用有限方法、采用生死单元技术和高斯移动热源模拟了焊 接过程中金属的熔敷，实现了P92钢厚壁管道多层多道焊整个过程的数值模拟．

(3)利用间接法对760℃热处理前后的P92钢焊接接头残余应力场进行了求解，结果表明焊后热处理对接头的消应力效果较为明显，但焊缝中依然存在较大的拉伸残余应力，因此高温下管道的缺陷评定和寿命预测中应考虑残余应力的影响．