热处理工艺

火力发电厂焊接热处理技术规程讲解主讲人：张佩良规范性引用文件GB/T1234高电阻电热合金GB/T2614镍铬一镍硅热电偶丝GB/T3375焊接术语GB/T4654非金属基体红外辐射加热器通用技术条件CB/T4989热电偶用补偿导线GB/T9452热处理炉有效加热区测定方法GB/T16839.1热电偶第1部分:分度表GB/T16839.2热电偶第2部分:允差CB/T17394金属里氏硬度试验方法DL/T752火力发电厂异种钢焊接技术规程DL/T868焊接工艺评定规程DL/T869火力发电厂焊接技术规程∷DL/T884火电厂金相检验与评定技术导则JB/T9238工业热电偶技术条件多数单位的热处理技术人员没有经过专门的技术培训,没有相应的资格证书。可能他们都是焊接专业的本科生，但对工程、对专业标准的理解是远远不够的。特别是热处理技术人员，大多是焊接技术人员兼管，有的是热处理班长代管技术。都显现出对热处理知识的不足。我国在很长时间，电厂用的都是简单的低合金钢，对热处理温度不十分敏感，热处理的效果难以显现，这给人们造成一种错觉：焊接热处理的技术含量不高，帮工也可以干。长此以往，热处理的管理远落后于焊接管理。现在，加入了少量多合金元素的新钢种不断涌现，对温度是十分敏感的，要求具有更高的热处理技术。热处理技术人员的特殊要求焊接热处理加热方法及适用范围»加热设备与加热方法»加热炉:»a)应配备温度测量和控制装置,能够进行温度自动记录.»b)炉内有效加热区的保温精度应达到±10℃。»c)有效加热区测量、仪表检定周期为6个月。»d)加热炉可使用电加热或火焰加热。»柔性陶瓷电阻加热器和远红外辐射加热器:»a)柔性陶瓷电阻加热器的技术条件应符合附录A的规定.»b)远红外辐射加热器应符合GB/T4654的规定。»c)当同炉控制多根(片)加热器时,其各加热器的电阻值的偏差不应超过5%。»d〉应配备温庹测量和控制装置,能够进行温度自动记录,并进行全过程自动控制。电磁感应加热器•a)设备的输出功率和频率能自动响应,并满足工艺要求,•b)设各应具备温度测量和控制装置,能够进行温度自动记录，并进行全过程自动控制.•C)感应线圈的匝间距离应根据焊件的壁厚、拟订的加热宽度确定。火焰加热装置•a)可以选择与氧一乙炔气体或其他可燃性液体=气体相适应的设备进行火焰加热。•b〉应采用瓶(罐)或管道提供液体=气体，并采取措施，防止回火。•c)应根据焊件的大小拟订的加热范围选择适宜的火焰燃烧装置。•d〉应配各温度测量仪器，检测焊件的温度。加热方法的适用范围•加热炉适宜对焊件进行预热、后热和焊后热处理。焊件尺寸或加热方法不同，应满足以下规定:•a〉当焊件尺寸过大、需分段进行焊后热处理时，其重叠尺寸或加热长度不小于300mm。•b〉当采用火焰加热时，应保证火焰不直接冲刷被加热焊件。•柔性陶瓷电阻加热、远红外辐射加热、电磁感应加热适用于对焊件进行预热、后热和焊后热处理。对具有明显尖角效应影响的焊件，或厚度超过10mm的焊件，不宜采用中频电磁感应加热。火焰加热方法•火焰加热方法可用于难以采用其他加热方式的场合，对焊件进行预热、后热。如需采用火焰加热方法进行焊后热处理，应符合下列要求：•应编制详尽的作业方案施工，保证加热相对均匀，并具有有效的温度控制措施。•对高合金钢焊件不宜采用火焰加热方法进行焊后热处理。•当使用多个喷嘴或焊炬进行加热时，宜对称布置，均匀加热。•火焰焰心至工件的距离应在10mm以上；喷嘴的移动速度要稳定，不得在一个位置长期停留。•火焰加热时,应注意控制火焰的燃烧状况，防止金属氧化或增碳。•火焰加热应以焊缝为中心，加热宽度为焊缝两侧各外延不少于50mm。•火焰加热的恒温时间按1min/mm计算。•加热完毕,应立即使用干燥的保温材料进行保温。焊接热处理工艺•现场焊接热处理工艺文件的确定•焊接热处理工艺的关键参数(如加热方法、加热时机、加热速率、恒温温度等)应在按照DL/T868的规定进行的焊接工艺评定中一并评定.•现场应结合实际焊件的规格、施工条件编制焊接热处理作业指导书或工艺卡，并在首件实施焊接热处理中确认其能够实现焊接热处理工艺的关键参数.•经首件确认的现场焊接热处理作业指导书或工艺卡应在后续的工作中得到执行。预热方法及加热范围要求•a〉当管子外径大于219mn或壁厚不小于20m时,宜采用柔性陶瓷电阻加热、远红外辐射加热、电磁感应加热进行预热。•b)当监测焊件坡口外热电偶达到预热温度时,应保持一定时间,使坡口待焊接部位的温度达到要求。•c)当加热器在待焊接焊缝两侧分别布置或全覆盖布置时,加热宽度自待焊接焊缝边沿开始计算:若采用柔性陶瓷电阻加热或远红外辐射加热,每侧加热宽度不少于焊件厚度的4倍;若采用电磁感应加热或火焰加热,每侧加热宽度不少于焊件厚度的3倍,且不得小于100mm。•d)当待焊接区为类似点状时,加热范围是以焊接中心为圆心,以焊缝最大深度尺寸的9倍为半径的近圆形区域,后热的相关规定•后热•有冷裂纹倾向的焊件,当焊接工作停止后,若不能及时进行焊后热处理,应进行后热。•后热工艺•加热温度为300℃~400℃,保温时间为2h~4h.•对马氏体型热强钢焊接按头的后热,应在焊后焊件处于8O℃~120℃、保温1~2h后进行。•后热时的加热宽度应不小手预热时的加热宽度。焊后热处理•焊后热处理恒温温度的选择原则:•a)不能超过焊接材料熔敷金属及两侧母材中最低的下转变温度(Ac1),一般应低于该Ac1以下30℃。•b)对调质结构钢焊接接头,应低于调质处理时的回火温度。•c)对异种钢焊接接头,按照DL/T752的相关规定执行,焊后热处理恒温时间的确定方法•a)焊后热处理恒温时间应根据材料类别、加热方法和焊件厚度综合确定。•b)一般按照焊件厚度确定恒温时间,对中低合金钢,恒温时间按2min/mm~3min/mm计算,最少30min;对高合金钢,恒温时间按4min/mm~5min/mm计算,最少60min。采用电磁感应加热时,取值偏于以上计算的上限。•c)管座或返修焊件,其恒温时间按焊件的名义厚度δ’替代焊件厚度δ来确定,但应不少于30min。•焊件的名义厚度δ’可根据具体的焊缝结构计算.常用钢的焊后热处理恒温温度与恒温时间•a)焊接热处理升温速度、降温速度为6250/σ(单位为℃/h,其中δ为焊件厚度,单位为mm),且不大于300℃/h:当壁厚大手100mm时,升温速度、降温速度按60℃/h进行控制;300℃以下不控制升温速度和降温速度,•b)当管子外径不大于1O8mm或厚度不大于10mm时,若采用电磁感应加热或火焰加热时,可不控制加热速度。•c〉对管座或返修焊件,应按主管的壁厚计算焊接热处理的升温速度、降温速度。焊后热处理工艺应考虑的因素及相应措施•a)对于有再热裂纹倾向的钢种,焊后热处理恒温温度应避开敏感温度区间,升温、降温时,应尽快通过敏感温度区间。•b〉对于有第二类国火脆性的钢种,焊后热处理应采用怏速冷却的方式,•c)冷拉焊接接头所用的加载工具,必须待焊接热处理完毕后,方可拆除。•d)对厚度大于10mm的焊件进行焊接热处理时,应采取特别措施保证焊件有足够的均温范围。热电偶测温要求•热电偶的选择:•a)应根据焊接热处理的温度、仪表的型号、测控温精度选择热电偶,热电偶的直径与长度应根据焊件的大小、加热宽度、固定方法选用。•b〉宜选用Κ分度的防水型铠装热电偶或Κ分度热电偶丝,其质量应分别符合GB/T16839.1、GB/T16839.2、GB/T2614、JB/T9238的要求。•热电偶的安装:•a)热电偶的安装位置与数量,应以保证测温利控温准确可靠、有代表性为原则。•b〉预热时,控温热电偶应布置在加热区以内,监测热电偶应尽可能靠近待焊坡口,必要时应使用其他测温方法检测待焊坡口处的温度。预热时加热宽度与测温点布置后热、焊后热处理热电偶布置热电偶的固定a)宜采用储能焊机焊接固定热电偶的方法,或其他能够保证热电偶的热端与焊件接触良好的方法。b)采用焊接方式固定热电偶时,焊接热处理结束后应将热电偶焊点打磨干净。安装热电偶的注意事项•a)当同炉处理多个焊件时,热电偶应布置在有代表性的焊接接头上,同时在其他焊件上应至少布置1个监测热电偶。•b〉采用储能焊机焊接热电偶时,两根热电偶丝焊点间距应不大于6mm两个热电极之间及其与焊件间应绝缘.•c)采用电磁感应加热时,热电偶的引出方向应与感应线圈相垂直。•d)应使用补偿导线引出.•e)热电偶、补偿导线、测控温仪表的型号、极性、精度应相匹配。补偿导线的使用•a)宣使用与K分度热电偶相匹配的KCA、KCB型补偿导线，其质量应符合CB/T4989的要求,•b)补偿导线与热电偶连接时，同极性相接并连接牢固。•c)使用补偿导线后，若冷端温度仍不稳定，应采取冷端温度补偿措施。焊后热处理•加热苑围•当采用电磁感应加热时，加热宽度从焊缝中心算起，每侧部小于管子壁厚的3倍。•当采用柔性陶瓷电阻加热、远红外辐射加热时，按下述方式确定加热宽度：•a)当D/δ≤7.5时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子的壁厚的4倍。•b)当7.5D/δ≤10时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子的壁厚的5倍。•C)当lOD/δ≤15时，加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子的壁厚的6倍。•d)当D/δ15时,加热宽度从焊缝中心起每侧不小于管子的壁厚的7倍。管座焊件的加热•管座焊件的加热,主管侧宜采用整圈加热或环形加热的方法，主管与接管侧的加热宽度均不小于两者中较大厚度的2倍。•对变径管、管座、三通等异形结构焊件,宜在金属材料体积较大侧布置较多分区控制的加热装置。•并根据焊件的实际情况和温度分布状况,分别调整其加热功率。加热装置的安装•柔性陶瓷电阻加热器、远红外辐射加热器的安装应符合下列规定：•a)安装加热器时,应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净,使加热器与焊件表面贴紧,必要时,应制作专用的夹具。•b)直径大于273mm的水平管道或大型部件进行焊后热处理时,宜采用分区加热。•c)同炉处理多个同类焊件时,各加热器的布置方式应相同,且保温层宽度和厚度也应尽可能相同。注:用绳形加热器对管道进行预热时,焊缝坡口两侧布置的加热器的缠绕圈数、缠绕密度应尽可能相同,缠绕方向应相反。感应线圈的安装•感应线圈的安装应符合下列规定:•a〉工频感应加热时,感应线圈与工件的间隙为10mm~50mm;中频及以上频率感应加热时,为10mm~80mm。•b)感应线圈安装时,应避免匝间短路,•c)应避免在焊件上留下剩磁。温差控制与保温•焊后热处理恒温过程中,任意两测温热电偶显示的数据的差值应符合规定的温度范圃,且不超过50℃。•焊接热处理的保温宽度从焊缝中心算起,每侧应比加热宽度增加至少2倍壁厚,且不少于150mm。•焊后热处理的保温厚度以40~60mm为宜,感应加热时,可适当减小保温厚度。可以通过改变保温层厚度来调狴管道加热部分的温差。热处理后质量检查•质量检查项目•热处理工在升温前应进行下列内容的检查,确认其符合作业指导书或工艺卡的要求;•a〉加热及测温设备、器具及接线；•b〉加热装置的布置、温度控制分区；•c〉加热范围符合标准或规范要求,保温层的宽度、厚度合适；•d〉温度测点的安装方法、位置和数量；•c〉设定的加热温度、恒温时间、升温速度、降温速度等；•f〉现场安全要求。热处理工工作记录•热处理工在焊接热处理工作中应进行现场工作记录，工作完成后应自检,并经热处理技术人员确认,符合下列要求;•a〉工艺参数在控制范围以内,并有自动记录曲线。•b)热电偶无损坏,无位移。•c)焊接热处理记录曲线与工艺卡吻合。焊接热处理技术人员的工作要求焊接热处理技术人员或焊接工程师应在热处理工自检合格的基础上,对同类焊件进行不少于20%(对Cr含量为9%~12%的钢同种钢焊件应不少于50%)的抽查。检查相关记录、察看经焊后热处理的焊件外观,进行质量评价,评价项目包含焊后热处理质量评价表中的所有检查项目。焊后热处理质量要求•焊后热处理质量应由过程控制予以保证。•热处理工检查有不符合项时,应立即改进并使合格:检查