電站異形件的熱處理工藝

王健+++郭敬

摘 要：文章主要介紹了火力發(fā)電廠建設(shè)中常見(jiàn)異形件的熱處理工藝要求，列舉了幾種常見(jiàn)特殊形狀部件的加熱器布置、注意要點(diǎn)及特殊要求。

關(guān)鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置

隨著火力發(fā)電機(jī)組建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了不規(guī)則形狀管件的焊接及熱處理，焊接及熱處理的空間狹小，難度增加，特別對(duì)熱處理工藝提出了更高的要求，形狀不規(guī)則，熱處理難度越大，而熱處理對(duì)焊接接頭的質(zhì)量具有很大的影響，為確保焊接及熱處理質(zhì)量，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)異形件的熱處理探索，制訂了切實(shí)可行的熱處理工藝。

1 熱處理知識(shí)及要求

1.1 熱處理概念

①焊接熱處理 welding heat treatment

在焊接之前、焊接過(guò)程中、或焊接之后，將焊件全部或局部加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s下來(lái)，以改善工件的焊接性能和力學(xué)性能，是改善焊接接頭的金相組織的一種工藝方法。焊接熱處理包括預(yù)熱、后熱和焊后熱處理。

②焊后熱處理 PWHT post-welding heat treatment

焊接熱處理工藝是指焊接工作完成后，將焊件加熱到一定溫度，保溫一定的時(shí)間，使焊件緩慢冷卻下來(lái)，以改善焊接接頭的金相組織和性能或消除應(yīng)力的一種焊接熱處理工藝。焊后熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，相互銜接，不可間斷。

焊后熱處理的目的是降低接頭的應(yīng)力，改善焊縫金屬的組織和性能，預(yù)防延遲裂紋的產(chǎn)生。進(jìn)行焊后熱處理時(shí)殘余應(yīng)力在加熱過(guò)程中，首先隨著材料屈服點(diǎn)降低而降低，當(dāng)達(dá)到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點(diǎn)以下，在保溫過(guò)程中，發(fā)生蠕變現(xiàn)象殘余應(yīng)力得以充分降低。焊后熱處理還可使淬硬區(qū)軟化，改善組織、減少氫含量，提高某些鋼的缺口韌性，改善機(jī)械性能、蠕變性能等。

電力行業(yè)規(guī)范、規(guī)程規(guī)定在施工現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行的焊后熱處理主要是局部加熱的焊后高溫回火熱處理和消除應(yīng)力熱處理，主要目的是為了消除焊接殘余應(yīng)力，改善焊縫組織性能，防止冷裂紋的產(chǎn)生。

1.2 熱處理設(shè)備要求

①加熱設(shè)備

a.設(shè)備應(yīng)滿足工藝要求，參數(shù)調(diào)節(jié)靈活、方便，通用性好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并滿足安全要求。

b.設(shè)備的控溫精確度應(yīng)在±5℃以內(nèi)。計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)的顯示溫度應(yīng)以自動(dòng)記錄儀的溫度為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算機(jī)打印的焊接熱處理及錄取線與標(biāo)準(zhǔn)記錄紙對(duì)照，以背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%。

②計(jì)量器具要求

a.焊接熱處理所使用的計(jì)量器具必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，并在有效期內(nèi)使用。維修后的計(jì)量器具，必須重新校驗(yàn)。

b.焊接熱處理所使用的計(jì)量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測(cè)溫筆、測(cè)溫槍等。

c.所有使用的計(jì)量器具必須建立計(jì)量臺(tái)賬，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x器都必須貼有計(jì)量標(biāo)簽。

2 常見(jiàn)形式及要點(diǎn)

2.1 比較特殊的位置的焊口主要有三通、接管座、法蘭、接缸、接罐等的大徑管道。

2.2 特殊位置的焊口的熱處理根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量尺寸來(lái)選取加熱器。在形狀復(fù)雜，對(duì)壁厚較厚的一側(cè)輔助加熱，形狀不規(guī)則時(shí)可以采用繩狀加熱器。

2.3 熱電偶的布置要比一般焊口要多，除要在焊縫上要布置熱電偶外，還要放在估計(jì)升溫過(guò)程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進(jìn)行監(jiān)控，防止溫度過(guò)高造成硬度過(guò)低或溫度過(guò)低造成溫度梯度過(guò)大的情況，必要時(shí)用最高點(diǎn)控溫。

3 常見(jiàn)異形件熱處理工藝

3.1 三通：如圖1。

a.布置加熱器時(shí)要根據(jù)管徑大小及厚度選擇，盡量保證高溫點(diǎn)在焊縫位置。

b.測(cè)溫點(diǎn)不少于兩點(diǎn)，控溫點(diǎn)要在溫度最高點(diǎn)位置。

c.包扎保溫材料時(shí)上下厚度要一致。保溫時(shí)要均勻。

d.三通任何一端開(kāi)口，都要進(jìn)行封堵。

e.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況比如管道的規(guī)格、壁厚、外界環(huán)境等因素可以適當(dāng)減少加熱器的功率和片數(shù)。

3.1 大小頭、接缸、接罐位置：如圖3。

圖1 圖2 三通加熱器的布置實(shí)際圖

a.繩狀加熱器的布置：預(yù)熱口時(shí)兩側(cè)的匝數(shù)相同，且纏繞方向相反。在纏繞時(shí)應(yīng)先固定一側(cè)，用力纏緊，避免繩狀加熱器發(fā)生下滑。

b.處理管件時(shí)，法蘭側(cè)應(yīng)加大保溫寬度，如果是組合焊口應(yīng)當(dāng)進(jìn)行封堵。

c.設(shè)定熱處理曲線時(shí)，升降溫速度應(yīng)按較厚的一側(cè)來(lái)設(shè)定。

3.2 方形彎頭

a、管徑和璧厚不同時(shí)，根據(jù)管徑的大小及管壁的厚薄來(lái)確定加熱器的功率，兩側(cè)功率相同情況下，管徑小而薄的功率要小，反之則大。

b、方形三通在包扎保溫材料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加保溫厚度和寬度。

c、現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，如果方形彎頭連接兩個(gè)焊口，進(jìn)行熱處理時(shí)最好同時(shí)進(jìn)行，效果會(huì)更好。

圖3 接缸、接罐的布置圖 圖4 方形彎頭加熱器的布置圖

圖5 多面形彎頭加熱器的布置實(shí)際圖

4 結(jié)束語(yǔ)

電站建設(shè)異形件的熱處理難度比較大，絕大部分異形件需要安裝輔助加熱器，加熱器布置需要提前進(jìn)行考慮設(shè)計(jì)，保證熱處理基本要求的同時(shí)還要達(dá)到溫度控制標(biāo)準(zhǔn)。只有認(rèn)真對(duì)待、優(yōu)化熱處理工藝方案，方能達(dá)到熱處理目的和要求。

參考文獻(xiàn)

[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國(guó)水利水電出版社.

[2]國(guó)家能源局.DL/T869-2012.火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)電力出版社.

[3]國(guó)家能源局.DL/T819.火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)電力出版社.endprint

摘 要：文章主要介紹了火力發(fā)電廠建設(shè)中常見(jiàn)異形件的熱處理工藝要求，列舉了幾種常見(jiàn)特殊形狀部件的加熱器布置、注意要點(diǎn)及特殊要求。

關(guān)鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置

隨著火力發(fā)電機(jī)組建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了不規(guī)則形狀管件的焊接及熱處理，焊接及熱處理的空間狹小，難度增加，特別對(duì)熱處理工藝提出了更高的要求，形狀不規(guī)則，熱處理難度越大，而熱處理對(duì)焊接接頭的質(zhì)量具有很大的影響，為確保焊接及熱處理質(zhì)量，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)異形件的熱處理探索，制訂了切實(shí)可行的熱處理工藝。

1 熱處理知識(shí)及要求

1.1 熱處理概念

①焊接熱處理 welding heat treatment

在焊接之前、焊接過(guò)程中、或焊接之后，將焊件全部或局部加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s下來(lái)，以改善工件的焊接性能和力學(xué)性能，是改善焊接接頭的金相組織的一種工藝方法。焊接熱處理包括預(yù)熱、后熱和焊后熱處理。

②焊后熱處理 PWHT post-welding heat treatment

焊接熱處理工藝是指焊接工作完成后，將焊件加熱到一定溫度，保溫一定的時(shí)間，使焊件緩慢冷卻下來(lái)，以改善焊接接頭的金相組織和性能或消除應(yīng)力的一種焊接熱處理工藝。焊后熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，相互銜接，不可間斷。

焊后熱處理的目的是降低接頭的應(yīng)力，改善焊縫金屬的組織和性能，預(yù)防延遲裂紋的產(chǎn)生。進(jìn)行焊后熱處理時(shí)殘余應(yīng)力在加熱過(guò)程中，首先隨著材料屈服點(diǎn)降低而降低，當(dāng)達(dá)到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點(diǎn)以下，在保溫過(guò)程中，發(fā)生蠕變現(xiàn)象殘余應(yīng)力得以充分降低。焊后熱處理還可使淬硬區(qū)軟化，改善組織、減少氫含量，提高某些鋼的缺口韌性，改善機(jī)械性能、蠕變性能等。

電力行業(yè)規(guī)范、規(guī)程規(guī)定在施工現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行的焊后熱處理主要是局部加熱的焊后高溫回火熱處理和消除應(yīng)力熱處理，主要目的是為了消除焊接殘余應(yīng)力，改善焊縫組織性能，防止冷裂紋的產(chǎn)生。

1.2 熱處理設(shè)備要求

①加熱設(shè)備

a.設(shè)備應(yīng)滿足工藝要求，參數(shù)調(diào)節(jié)靈活、方便，通用性好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并滿足安全要求。

b.設(shè)備的控溫精確度應(yīng)在±5℃以內(nèi)。計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)的顯示溫度應(yīng)以自動(dòng)記錄儀的溫度為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算機(jī)打印的焊接熱處理及錄取線與標(biāo)準(zhǔn)記錄紙對(duì)照，以背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%。

②計(jì)量器具要求

a.焊接熱處理所使用的計(jì)量器具必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，并在有效期內(nèi)使用。維修后的計(jì)量器具，必須重新校驗(yàn)。

b.焊接熱處理所使用的計(jì)量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測(cè)溫筆、測(cè)溫槍等。

c.所有使用的計(jì)量器具必須建立計(jì)量臺(tái)賬，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x器都必須貼有計(jì)量標(biāo)簽。

2 常見(jiàn)形式及要點(diǎn)

2.1 比較特殊的位置的焊口主要有三通、接管座、法蘭、接缸、接罐等的大徑管道。

2.2 特殊位置的焊口的熱處理根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量尺寸來(lái)選取加熱器。在形狀復(fù)雜，對(duì)壁厚較厚的一側(cè)輔助加熱，形狀不規(guī)則時(shí)可以采用繩狀加熱器。

2.3 熱電偶的布置要比一般焊口要多，除要在焊縫上要布置熱電偶外，還要放在估計(jì)升溫過(guò)程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進(jìn)行監(jiān)控，防止溫度過(guò)高造成硬度過(guò)低或溫度過(guò)低造成溫度梯度過(guò)大的情況，必要時(shí)用最高點(diǎn)控溫。

3 常見(jiàn)異形件熱處理工藝

3.1 三通：如圖1。

a.布置加熱器時(shí)要根據(jù)管徑大小及厚度選擇，盡量保證高溫點(diǎn)在焊縫位置。

b.測(cè)溫點(diǎn)不少于兩點(diǎn)，控溫點(diǎn)要在溫度最高點(diǎn)位置。

c.包扎保溫材料時(shí)上下厚度要一致。保溫時(shí)要均勻。

d.三通任何一端開(kāi)口，都要進(jìn)行封堵。

e.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況比如管道的規(guī)格、壁厚、外界環(huán)境等因素可以適當(dāng)減少加熱器的功率和片數(shù)。

3.1 大小頭、接缸、接罐位置：如圖3。

圖1 圖2 三通加熱器的布置實(shí)際圖

a.繩狀加熱器的布置：預(yù)熱口時(shí)兩側(cè)的匝數(shù)相同，且纏繞方向相反。在纏繞時(shí)應(yīng)先固定一側(cè)，用力纏緊，避免繩狀加熱器發(fā)生下滑。

b.處理管件時(shí)，法蘭側(cè)應(yīng)加大保溫寬度，如果是組合焊口應(yīng)當(dāng)進(jìn)行封堵。

c.設(shè)定熱處理曲線時(shí)，升降溫速度應(yīng)按較厚的一側(cè)來(lái)設(shè)定。

3.2 方形彎頭

a、管徑和璧厚不同時(shí)，根據(jù)管徑的大小及管壁的厚薄來(lái)確定加熱器的功率，兩側(cè)功率相同情況下，管徑小而薄的功率要小，反之則大。

b、方形三通在包扎保溫材料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加保溫厚度和寬度。

c、現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，如果方形彎頭連接兩個(gè)焊口，進(jìn)行熱處理時(shí)最好同時(shí)進(jìn)行，效果會(huì)更好。

圖3 接缸、接罐的布置圖 圖4 方形彎頭加熱器的布置圖

圖5 多面形彎頭加熱器的布置實(shí)際圖

4 結(jié)束語(yǔ)

電站建設(shè)異形件的熱處理難度比較大，絕大部分異形件需要安裝輔助加熱器，加熱器布置需要提前進(jìn)行考慮設(shè)計(jì)，保證熱處理基本要求的同時(shí)還要達(dá)到溫度控制標(biāo)準(zhǔn)。只有認(rèn)真對(duì)待、優(yōu)化熱處理工藝方案，方能達(dá)到熱處理目的和要求。

參考文獻(xiàn)

[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國(guó)水利水電出版社.

[2]國(guó)家能源局.DL/T869-2012.火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)電力出版社.

[3]國(guó)家能源局.DL/T819.火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)電力出版社.endprint

摘 要：文章主要介紹了火力發(fā)電廠建設(shè)中常見(jiàn)異形件的熱處理工藝要求，列舉了幾種常見(jiàn)特殊形狀部件的加熱器布置、注意要點(diǎn)及特殊要求。

關(guān)鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置

隨著火力發(fā)電機(jī)組建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了不規(guī)則形狀管件的焊接及熱處理，焊接及熱處理的空間狹小，難度增加，特別對(duì)熱處理工藝提出了更高的要求，形狀不規(guī)則，熱處理難度越大，而熱處理對(duì)焊接接頭的質(zhì)量具有很大的影響，為確保焊接及熱處理質(zhì)量，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)異形件的熱處理探索，制訂了切實(shí)可行的熱處理工藝。

1 熱處理知識(shí)及要求

1.1 熱處理概念

①焊接熱處理 welding heat treatment

在焊接之前、焊接過(guò)程中、或焊接之后，將焊件全部或局部加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s下來(lái)，以改善工件的焊接性能和力學(xué)性能，是改善焊接接頭的金相組織的一種工藝方法。焊接熱處理包括預(yù)熱、后熱和焊后熱處理。

②焊后熱處理 PWHT post-welding heat treatment

焊接熱處理工藝是指焊接工作完成后，將焊件加熱到一定溫度，保溫一定的時(shí)間，使焊件緩慢冷卻下來(lái)，以改善焊接接頭的金相組織和性能或消除應(yīng)力的一種焊接熱處理工藝。焊后熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，相互銜接，不可間斷。

焊后熱處理的目的是降低接頭的應(yīng)力，改善焊縫金屬的組織和性能，預(yù)防延遲裂紋的產(chǎn)生。進(jìn)行焊后熱處理時(shí)殘余應(yīng)力在加熱過(guò)程中，首先隨著材料屈服點(diǎn)降低而降低，當(dāng)達(dá)到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點(diǎn)以下，在保溫過(guò)程中，發(fā)生蠕變現(xiàn)象殘余應(yīng)力得以充分降低。焊后熱處理還可使淬硬區(qū)軟化，改善組織、減少氫含量，提高某些鋼的缺口韌性，改善機(jī)械性能、蠕變性能等。

電力行業(yè)規(guī)范、規(guī)程規(guī)定在施工現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行的焊后熱處理主要是局部加熱的焊后高溫回火熱處理和消除應(yīng)力熱處理，主要目的是為了消除焊接殘余應(yīng)力，改善焊縫組織性能，防止冷裂紋的產(chǎn)生。

1.2 熱處理設(shè)備要求

①加熱設(shè)備

a.設(shè)備應(yīng)滿足工藝要求，參數(shù)調(diào)節(jié)靈活、方便，通用性好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并滿足安全要求。

b.設(shè)備的控溫精確度應(yīng)在±5℃以內(nèi)。計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)的顯示溫度應(yīng)以自動(dòng)記錄儀的溫度為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。計(jì)算機(jī)打印的焊接熱處理及錄取線與標(biāo)準(zhǔn)記錄紙對(duì)照，以背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%。

②計(jì)量器具要求

a.焊接熱處理所使用的計(jì)量器具必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，并在有效期內(nèi)使用。維修后的計(jì)量器具，必須重新校驗(yàn)。

b.焊接熱處理所使用的計(jì)量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測(cè)溫筆、測(cè)溫槍等。

c.所有使用的計(jì)量器具必須建立計(jì)量臺(tái)賬，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x器都必須貼有計(jì)量標(biāo)簽。

2 常見(jiàn)形式及要點(diǎn)

2.1 比較特殊的位置的焊口主要有三通、接管座、法蘭、接缸、接罐等的大徑管道。

2.2 特殊位置的焊口的熱處理根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量尺寸來(lái)選取加熱器。在形狀復(fù)雜，對(duì)壁厚較厚的一側(cè)輔助加熱，形狀不規(guī)則時(shí)可以采用繩狀加熱器。

2.3 熱電偶的布置要比一般焊口要多，除要在焊縫上要布置熱電偶外，還要放在估計(jì)升溫過(guò)程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進(jìn)行監(jiān)控，防止溫度過(guò)高造成硬度過(guò)低或溫度過(guò)低造成溫度梯度過(guò)大的情況，必要時(shí)用最高點(diǎn)控溫。

3 常見(jiàn)異形件熱處理工藝

3.1 三通：如圖1。

a.布置加熱器時(shí)要根據(jù)管徑大小及厚度選擇，盡量保證高溫點(diǎn)在焊縫位置。

b.測(cè)溫點(diǎn)不少于兩點(diǎn)，控溫點(diǎn)要在溫度最高點(diǎn)位置。

c.包扎保溫材料時(shí)上下厚度要一致。保溫時(shí)要均勻。

d.三通任何一端開(kāi)口，都要進(jìn)行封堵。

e.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況比如管道的規(guī)格、壁厚、外界環(huán)境等因素可以適當(dāng)減少加熱器的功率和片數(shù)。

3.1 大小頭、接缸、接罐位置：如圖3。

圖1 圖2 三通加熱器的布置實(shí)際圖

a.繩狀加熱器的布置：預(yù)熱口時(shí)兩側(cè)的匝數(shù)相同，且纏繞方向相反。在纏繞時(shí)應(yīng)先固定一側(cè)，用力纏緊，避免繩狀加熱器發(fā)生下滑。

b.處理管件時(shí)，法蘭側(cè)應(yīng)加大保溫寬度，如果是組合焊口應(yīng)當(dāng)進(jìn)行封堵。

c.設(shè)定熱處理曲線時(shí)，升降溫速度應(yīng)按較厚的一側(cè)來(lái)設(shè)定。

3.2 方形彎頭

a、管徑和璧厚不同時(shí)，根據(jù)管徑的大小及管壁的厚薄來(lái)確定加熱器的功率，兩側(cè)功率相同情況下，管徑小而薄的功率要小，反之則大。

b、方形三通在包扎保溫材料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加保溫厚度和寬度。

c、現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，如果方形彎頭連接兩個(gè)焊口，進(jìn)行熱處理時(shí)最好同時(shí)進(jìn)行，效果會(huì)更好。

圖3 接缸、接罐的布置圖 圖4 方形彎頭加熱器的布置圖

圖5 多面形彎頭加熱器的布置實(shí)際圖

4 結(jié)束語(yǔ)

電站建設(shè)異形件的熱處理難度比較大，絕大部分異形件需要安裝輔助加熱器，加熱器布置需要提前進(jìn)行考慮設(shè)計(jì)，保證熱處理基本要求的同時(shí)還要達(dá)到溫度控制標(biāo)準(zhǔn)。只有認(rèn)真對(duì)待、優(yōu)化熱處理工藝方案，方能達(dá)到熱處理目的和要求。

參考文獻(xiàn)

[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國(guó)水利水電出版社.

[2]國(guó)家能源局.DL/T869-2012.火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)電力出版社.

[3]國(guó)家能源局.DL/T819.火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)電力出版社.endprint