熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中的問(wèn)題研究

關(guān)春輝

摘 要：熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)是制造廠生產(chǎn)活動(dòng)中質(zhì)量保證體系中的最基本環(huán)節(jié)之一，熱處理工藝質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響到出廠產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。所以對(duì)于一個(gè)制造廠商來(lái)說(shuō)，必須要重視熱處理質(zhì)量控制的相關(guān)環(huán)節(jié)。一般熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)主要包括對(duì)熱處理過(guò)程控制、熱處理工藝的控制和熱處理進(jìn)行分包時(shí)對(duì)分包方質(zhì)量的控制。筆者在這里結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行剖析，希望以后在生產(chǎn)中可以更好地規(guī)避這些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：熱處理；質(zhì)量控制環(huán)節(jié)；問(wèn)題研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TG158 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)作為壓力容器制造質(zhì)量控制中所不可或缺的一環(huán)，是TSGZ0004—2007《特種設(shè)備制造、安裝、改造、維修質(zhì)量保證體系基本要求》中規(guī)定的18個(gè)基本要素之一。但是在壓力容器制造廠的實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中，各個(gè)制造廠在關(guān)于壓力容器的熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中仍然存在諸多的問(wèn)題，總的來(lái)說(shuō)出現(xiàn)的這些問(wèn)題大致可以歸結(jié)為4個(gè)方面。在這里，我們就針對(duì)這四方面來(lái)具體地談一談在熱處理質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題。

1 熱處理的具體操作手段沒(méi)有達(dá)到相關(guān)法規(guī)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于壓力容器的制造來(lái)說(shuō)，在其生產(chǎn)的具體的過(guò)程中，需要用到的熱處理種類(lèi)一共有3個(gè)，分別是成形受壓元件的焊后熱處理、恢復(fù)性能熱處理和改善材料力學(xué)性能熱處理。而在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中，制造廠商對(duì)產(chǎn)品的焊后熱處理一般都能夠按照事先的規(guī)定進(jìn)行規(guī)范化的操作，但是對(duì)成形受壓元件的恢復(fù)性能熱處理和改善材料力學(xué)性能熱處理卻不夠重視，其操作過(guò)程也往往不能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

例如：現(xiàn)有一臺(tái)按照GB150.3—2011的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的壓力容器，其筒節(jié)的材質(zhì)是Q345R，其規(guī)格是φ450×24mm。另外其筒節(jié)的冷成形變形率（%）=50×δ[1-（Rf/Ro）]/Rf，算式中：Rf=237mm，δ=24mm，Ro為∞，將數(shù)值帶入可以計(jì)算出該壓力容器的筒節(jié)冷成形變形率（%）為5.06%。這一數(shù)值超出了GB150表4中的數(shù)值范圍，所以對(duì)于該壓力容器的筒節(jié)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該在成型受壓處理之后，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的恢復(fù)性能熱處理過(guò)程來(lái)恢復(fù)材料的力學(xué)性能。但是在實(shí)際的操作中，筆者發(fā)現(xiàn)許多的制造廠在筒節(jié)冷卷成形之后，并沒(méi)有再進(jìn)行必要的相關(guān)的恢復(fù)性能熱處理過(guò)程。而是選擇在焊接步驟之后再進(jìn)行筒節(jié)的恢復(fù)性能熱處理。制造商的這種選擇在焊接處理之后再進(jìn)行恢復(fù)性能熱處理是不合理的。

對(duì)于金屬材料來(lái)說(shuō)，一旦經(jīng)過(guò)冷加工變形處理之后，其自身的性能都會(huì)發(fā)生比較大的變化，對(duì)于碳素鋼來(lái)說(shuō)更是如此。在進(jìn)行冷加工變形處理的過(guò)程中，伴隨著塑性變形量的不斷增大，其自身的等軸晶組織會(huì)順著金屬整體的變形而發(fā)生伸長(zhǎng)變化。隨著金屬整體上變形量較大的時(shí)候，其等軸晶組織則會(huì)逐漸變成纖維狀。如此一來(lái)金屬硬度和內(nèi)應(yīng)力相應(yīng)的就會(huì)變大，但是金屬的可塑性也會(huì)隨之降低，這就是所謂的金屬加工過(guò)程中的“加工硬化”現(xiàn)象。而恢復(fù)性能的熱處理工藝則可以很好地恢復(fù)金屬材料的力學(xué)性能，很好地規(guī)避因“加工硬化” 而帶來(lái)的不良后果。但是若是在不進(jìn)行恢復(fù)性能的熱處理的情況下，而選擇提前進(jìn)行焊接處理，這樣一來(lái)極容易因焊接過(guò)程中出現(xiàn)金屬因受熱不均勻而出現(xiàn)塑性應(yīng)變現(xiàn)象。這樣一來(lái)可能會(huì)使得等軸晶體之間產(chǎn)生一些不可逆的拉伸變化而對(duì)母材的性能造成傷害。所以建議恢復(fù)性能熱處理還是要在焊接處理之前進(jìn)行比較妥當(dāng)。

2 對(duì)熱處理工藝的編制存在的缺陷

關(guān)于熱處理過(guò)程的最短保溫時(shí)間的設(shè)定是所有存在于熱處理工藝中的問(wèn)題中最為突出的一個(gè)。在NB/T47015《壓力容器焊接規(guī)程》中推薦了一些熱處理工藝中的最短保溫時(shí)間的設(shè)定。具體的熱處理的時(shí)間的長(zhǎng)短是由焊后熱處理厚度來(lái)決定的。 而焊后熱處理的厚度有時(shí)取決于焊縫的厚度，也有時(shí)取決于母材的厚度。而在具體的熱處理時(shí)間的相關(guān)選擇中有規(guī)定，當(dāng)存在兩塊相鄰的受壓元件時(shí)，其母材厚度的數(shù)值參照其中相對(duì)較薄的一塊的母材的厚度值。而在接管與法蘭相互焊接的時(shí)候，其焊接厚度值取接管頸在接頭處的焊縫厚度。但是在進(jìn)行具體的焊接工作的時(shí)候，相關(guān)的工作人員往往都不太注意這些方面的細(xì)節(jié)，從而設(shè)置的熱處理時(shí)間并不符合科學(xué)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

3 熱處理過(guò)程中的控制問(wèn)題

（1）對(duì)熱處理爐的有效加熱區(qū)的測(cè)定工作中存在的問(wèn)題

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，許多的生產(chǎn)商在進(jìn)行熱處理的時(shí)候，根本就沒(méi)有對(duì)熱處理爐的有效加熱區(qū)進(jìn)行有效的測(cè)定，即使有些廠家測(cè)定了，但是其測(cè)定的方法也并不合理。

一般情況下，生產(chǎn)商對(duì)熱處理爐的有效加熱區(qū)測(cè)定時(shí)所采用的方法參照的是GB/T9452—2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法》。但是GB/T9452—2003的方法針對(duì)的是周期式箱式熱處理爐，這種熱處理爐的最大長(zhǎng)度為5m，最大寬度為1.5m。但是所使用的熱處理爐的長(zhǎng)度和寬度都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了這個(gè)范圍，在這種情況下，相關(guān)的生產(chǎn)單位還在按照過(guò)去的那套舊的標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行，自然達(dá)不到很好的效果。因而相關(guān)的生產(chǎn)方應(yīng)該根據(jù)新時(shí)代的具體的生產(chǎn)實(shí)際需要（如：API Spec 8C 標(biāo)準(zhǔn)中附錄B 熱處理設(shè)備的鑒定指南，就有對(duì)熱處爐的鑒定的具體要求），制定出科學(xué)的熱處理爐的有效加熱區(qū)的測(cè)定方法。

（2）在熱電偶的校驗(yàn)和敷設(shè)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題

在實(shí)際的熱處理爐測(cè)溫工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)定對(duì)熱電偶進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)量檢定。同時(shí)熱處理過(guò)程中，熱敷設(shè)電偶的時(shí)候，由于并沒(méi)有嚴(yán)格地按照NB/T47015《壓力容器焊接規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，而致使熱電偶的脫落，進(jìn)一步影響到了熱處理爐測(cè)溫工作的最終測(cè)量結(jié)果。

（3）在進(jìn)行工件裝爐的時(shí)候，工作態(tài)度不夠嚴(yán)謹(jǐn)

通常在進(jìn)行工件裝爐的時(shí)候，需要工作人員擁有一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，確保將工件都放在有效加熱區(qū)的范圍之內(nèi)，這也是進(jìn)行有效加熱區(qū)測(cè)定工作的意義所在。但是在實(shí)際的操作中，許多的工作人員根本就沒(méi)有有效加熱區(qū)的概念，只是按照工作的需要，隨意地將工件放在加熱爐之中。其實(shí)許多的工件卻并沒(méi)有放在有效的加熱區(qū)之內(nèi)，并沒(méi)有起到對(duì)工件進(jìn)行有效的熱處理的目的。

4 在熱處理分包環(huán)節(jié)中存在的質(zhì)量控制問(wèn)題

（1）沒(méi)有對(duì)分包方的工作能力進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估

許多生產(chǎn)單位由于工作的需要，往往在沒(méi)有對(duì)分包方的具體的工作能力進(jìn)行一個(gè)嚴(yán)格測(cè)評(píng)的情況下，武斷地將工件的熱處理工作外包。雙方之間只是簡(jiǎn)單地簽訂一份協(xié)議，并沒(méi)有實(shí)地的去考察分包方的加熱爐設(shè)備是否符合實(shí)際生產(chǎn)的需要。

（2）沒(méi)有對(duì)分包單位熱處理過(guò)程進(jìn)行必要的監(jiān)督和檢查

通常在當(dāng)事人雙方簽訂協(xié)議的時(shí)候，協(xié)議中有規(guī)定可以定期對(duì)分包單位的具體工作進(jìn)行監(jiān)督和檢查，但是實(shí)際上，相關(guān)的工作人員在思想上并沒(méi)有意識(shí)到熱處理工作的重要性。 通常情況下都不會(huì)去認(rèn)真地對(duì)分包單位的工作進(jìn)行監(jiān)督，有時(shí)即使監(jiān)督了，也僅僅是浮于形式，并沒(méi)有深入到具體的工作細(xì)節(jié)當(dāng)中去。

結(jié)語(yǔ)

熱處理質(zhì)量控制是熱容器制造過(guò)程中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要相關(guān)的制造單位給予充分的重視。但是在實(shí)際的工作中，筆者發(fā)現(xiàn)熱處理工作并沒(méi)有達(dá)到盡善盡美，其具體的工作流程當(dāng)中存在著諸多的紕漏，需要進(jìn)一步改進(jìn)。總體來(lái)說(shuō)，導(dǎo)致這些問(wèn)題的原因大致來(lái)自?xún)煞矫妫皇窍嚓P(guān)的工作人員的工作態(tài)度不認(rèn)真，二是一些具體的工藝手段落后。所以今后相關(guān)的生產(chǎn)單位應(yīng)該從這兩方面來(lái)努力改進(jìn)，進(jìn)而更好地規(guī)避以上提到的這些問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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