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)中常見異形件的熱處理工藝要求，列舉了幾種常見特殊形狀部件的加熱器布置、注意要點及特殊要求。

關(guān)鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置

隨著火力發(fā)電機組建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)場出現(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，通過現(xiàn)場常見異形件的熱處理探索，制訂了切實可行的熱處理工藝。

1 熱處理知識及要求

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，保溫一定時間，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s下來，以改善工件的焊接性能和力學性能，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，保溫一定的時間，使焊件緩慢冷卻下來，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、冷卻三個過程，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。進行焊后熱處理時殘余應(yīng)力在加熱過程中，首先隨著材料屈服點降低而降低，當達到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點以下，在保溫過程中，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)場條件下進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)。計算機溫度控制系統(tǒng)的顯示溫度應(yīng)以自動記錄儀的溫度為準進行調(diào)整。計算機打印的焊接熱處理及錄取線與標準記錄紙對照，以背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%。

②計量器具要求

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

b.焊接熱處理所使用的計量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測溫筆、測溫槍等。

c.所有使用的計量器具必須建立計量臺賬，現(xiàn)場計量儀器都必須貼有計量標簽。

2 常見形式及要點

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)實際情況現(xiàn)場實際測量尺寸來選取加熱器。在形狀復(fù)雜，對壁厚較厚的一側(cè)輔助加熱，形狀不規(guī)則時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，還要放在估計升溫過程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進行監(jiān)控，防止溫度過高造成硬度過低或溫度過低造成溫度梯度過大的情況，必要時用最高點控溫。

3 常見異形件熱處理工藝

3.1 三通：如圖1。

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

b.測溫點不少于兩點，控溫點要在溫度最高點位置。

c.包扎保溫材料時上下厚度要一致。保溫時要均勻。

d.三通任何一端開口，都要進行封堵。

e.根據(jù)現(xiàn)場實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際圖

a.繩狀加熱器的布置：預(yù)熱口時兩側(cè)的匝數(shù)相同，且纏繞方向相反。在纏繞時應(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，法蘭側(cè)應(yīng)加大保溫寬度，如果是組合焊口應(yīng)當進行封堵。

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

3.2 方形彎頭

a、管徑和璧厚不同時，根據(jù)管徑的大小及管壁的厚薄來確定加熱器的功率，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，應(yīng)適當增加保溫厚度和寬度。

c、現(xiàn)場施工時，如果方形彎頭連接兩個焊口，進行熱處理時最好同時進行，效果會更好。

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際圖

4 結(jié)束語

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行考慮設(shè)計，保證熱處理基本要求的同時還要達到溫度控制標準。只有認真對待、優(yōu)化熱處理工藝方案，方能達到熱處理目的和要求。

參考文獻

[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國水利水電出版社.

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

[3]國家能源局.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)中常見異形件的熱處理工藝要求，列舉了幾種常見特殊形狀部件的加熱器布置、注意要點及特殊要求。

關(guān)鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置

隨著火力發(fā)電機組建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)場出現(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，通過現(xiàn)場常見異形件的熱處理探索，制訂了切實可行的熱處理工藝。

1 熱處理知識及要求

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，保溫一定時間，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s下來，以改善工件的焊接性能和力學性能，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，保溫一定的時間，使焊件緩慢冷卻下來，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、冷卻三個過程，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。進行焊后熱處理時殘余應(yīng)力在加熱過程中，首先隨著材料屈服點降低而降低，當達到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點以下，在保溫過程中，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)場條件下進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)。計算機溫度控制系統(tǒng)的顯示溫度應(yīng)以自動記錄儀的溫度為準進行調(diào)整。計算機打印的焊接熱處理及錄取線與標準記錄紙對照，以背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%。

②計量器具要求

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

b.焊接熱處理所使用的計量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測溫筆、測溫槍等。

c.所有使用的計量器具必須建立計量臺賬，現(xiàn)場計量儀器都必須貼有計量標簽。

2 常見形式及要點

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)實際情況現(xiàn)場實際測量尺寸來選取加熱器。在形狀復(fù)雜，對壁厚較厚的一側(cè)輔助加熱，形狀不規(guī)則時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，還要放在估計升溫過程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進行監(jiān)控，防止溫度過高造成硬度過低或溫度過低造成溫度梯度過大的情況，必要時用最高點控溫。

3 常見異形件熱處理工藝

3.1 三通：如圖1。

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

b.測溫點不少于兩點，控溫點要在溫度最高點位置。

c.包扎保溫材料時上下厚度要一致。保溫時要均勻。

d.三通任何一端開口，都要進行封堵。

e.根據(jù)現(xiàn)場實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際圖

a.繩狀加熱器的布置：預(yù)熱口時兩側(cè)的匝數(shù)相同，且纏繞方向相反。在纏繞時應(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，法蘭側(cè)應(yīng)加大保溫寬度，如果是組合焊口應(yīng)當進行封堵。

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

3.2 方形彎頭

a、管徑和璧厚不同時，根據(jù)管徑的大小及管壁的厚薄來確定加熱器的功率，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，應(yīng)適當增加保溫厚度和寬度。

c、現(xiàn)場施工時，如果方形彎頭連接兩個焊口，進行熱處理時最好同時進行，效果會更好。

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際圖

4 結(jié)束語

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行考慮設(shè)計，保證熱處理基本要求的同時還要達到溫度控制標準。只有認真對待、優(yōu)化熱處理工藝方案，方能達到熱處理目的和要求。

參考文獻

[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國水利水電出版社.

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

[3]國家能源局.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)中常見異形件的熱處理工藝要求，列舉了幾種常見特殊形狀部件的加熱器布置、注意要點及特殊要求。

關(guān)鍵詞：熱處理工藝；異形件；加熱器布置

隨著火力發(fā)電機組建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)場出現(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，通過現(xiàn)場常見異形件的熱處理探索，制訂了切實可行的熱處理工藝。

1 熱處理知識及要求

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，保溫一定時間，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s下來，以改善工件的焊接性能和力學性能，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，保溫一定的時間，使焊件緩慢冷卻下來，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、冷卻三個過程，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。進行焊后熱處理時殘余應(yīng)力在加熱過程中，首先隨著材料屈服點降低而降低，當達到熱處理溫度后就削弱到該溫度的材料屈服點以下，在保溫過程中，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)場條件下進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)。計算機溫度控制系統(tǒng)的顯示溫度應(yīng)以自動記錄儀的溫度為準進行調(diào)整。計算機打印的焊接熱處理及錄取線與標準記錄紙對照，以背景表格的讀數(shù)誤差不大于0.5%。

②計量器具要求

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

b.焊接熱處理所使用的計量器具主要包括熱電偶、記錄儀、測溫筆、測溫槍等。

c.所有使用的計量器具必須建立計量臺賬，現(xiàn)場計量儀器都必須貼有計量標簽。

2 常見形式及要點

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)實際情況現(xiàn)場實際測量尺寸來選取加熱器。在形狀復(fù)雜，對壁厚較厚的一側(cè)輔助加熱，形狀不規(guī)則時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，還要放在估計升溫過程中溫度最高或最低位置布置熱電偶并進行監(jiān)控，防止溫度過高造成硬度過低或溫度過低造成溫度梯度過大的情況，必要時用最高點控溫。

3 常見異形件熱處理工藝

3.1 三通：如圖1。

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

b.測溫點不少于兩點，控溫點要在溫度最高點位置。

c.包扎保溫材料時上下厚度要一致。保溫時要均勻。

d.三通任何一端開口，都要進行封堵。

e.根據(jù)現(xiàn)場實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際圖

a.繩狀加熱器的布置：預(yù)熱口時兩側(cè)的匝數(shù)相同，且纏繞方向相反。在纏繞時應(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，法蘭側(cè)應(yīng)加大保溫寬度，如果是組合焊口應(yīng)當進行封堵。

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

3.2 方形彎頭

a、管徑和璧厚不同時，根據(jù)管徑的大小及管壁的厚薄來確定加熱器的功率，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，應(yīng)適當增加保溫厚度和寬度。

c、現(xiàn)場施工時，如果方形彎頭連接兩個焊口，進行熱處理時最好同時進行，效果會更好。

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際圖

4 結(jié)束語

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行考慮設(shè)計，保證熱處理基本要求的同時還要達到溫度控制標準。只有認真對待、優(yōu)化熱處理工藝方案，方能達到熱處理目的和要求。

參考文獻

[1]王可勇.金屬熱處理[M].中國水利水電出版社.

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

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