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通過焊后熱處理可以對焊接接頭力學性能進行提升,還可以對蠕變性能進行增強,還可以對焊接殘余應力進行松弛,將承壓設備結構變得更加牢固,對熱影響區組織進行改進,焊縫中存在的氫含量也會有所縮減,從而能夠應對更嚴重的腐蝕。
熱處理中最為常用的設施就是熱處理爐,其質量高低能夠對熱處理質量起到直接影響。現在我國還沒有制定統一的焊后熱處理爐使用標準,很多企業都會應用加熱爐充當熱處理爐,還有一些企業會自己制造熱處理爐,但是這樣制造出來的并不太符合使用要求[1]。
熱處理中最為常用的裝置就是燃燒器。但是現在我國還沒有研發出專業的燃燒器,很多企業不得不將用于鍋爐的燃燒器組合為焊后熱處理燃燒器,但是因為這種燃燒器不夠標準,很多時候都不能圓滿的完成承壓設備焊后熱處理工作。
焊后熱處理中很多環節都要用到陶瓷電阻加熱器,但是現在也沒有統一的標準規定。行業標準中提出的標準規定現在只是應用到了電力系統中,而且應用范圍比較小,在焊后熱處理爐中還沒有應用,現在該領域很多單位都在使用自己組裝的加熱器。
整體、分段和局部都屬于焊后熱處理中的各種方式。我們需要分清整體分段和分段整體的區別,整體分段實際上還是局部階段的熱處理,分段整體則是整體階段的熱處理。
GB/T150 中只是對局部階段的均溫區寬度進行了設定,對于加熱區寬度卻沒有設定。加熱方法、工藝的不同都可以對兩個區域產生影響,焊件結構和保溫環境的不同也能對兩個區域產生影響,因此不能對兩個區域寬度制定統一的標準,很多企業只能依靠自身經驗來設定局部階段的加熱區寬度。
材料經過焊接后不僅會出現焊接殘余應力,還會改變熱影響區的組織結構,材料性能也會有所改變。焊縫和局部約束能夠對焊接殘余應力造成決定性影響,而焊縫厚度則可以對焊接熱影響區產生極大的影響,所以說焊接范圍和效果受焊接厚度影響。平常我們所說的焊后熱處理厚度指的是焊縫厚度,和母材厚度并不是一個概念,和焊接結構厚度也不相關,如果進行熱處理時將后兩種厚度當做了操作對象,就需要花費更多的處理時間,相應的成本也會提升,焊接性能也不能得到保證,焊件出現裂縫的概率也會變高。
目前比較常用的幾種參數主要有保溫溫度和時間、升降溫速度。
NB/T47015-2011 對各種不同類型鋼材的焊后熱處理參數進行了設定,各個國家實際實行的參數標準也沒有太大差別,只在殘余應力的處理方面存在一定差別,同時對類型不同鋼材保溫溫度的最小數值進行了設定,對保溫最短時間進行了設定,這些規定只是一些通用的要求,對于焊接接頭使用機能并沒有考慮,對工藝性能也沒有探究,但是現在我國很多單位都將這一標準作為了熱處理要求,這是不準確的。
為了對焊后熱處理效果和承壓設備質量進行提升,國家相關機構對承壓設備行業需求進行了充分考慮,并對相關法規和標準進行了深入鉆研,最終制定了安全注冊制度,以便可以對焊后熱處理現狀進行改善。
只有具備企業法人資格,已在當地政府相關部門注冊登記,最好在焊后熱處理工作中已經做出了一些成績,這樣的企業才能進行焊后熱處理,同時企業組織機構不能存在很大缺陷,辦公場所也不能經常變化,企業還要有專門進行維護保養、溫度測量校準室、庫房,另外,企業還要對開展過的熱處理工程進行記錄,并整理為檔案資料,對于相關標準法規和技術文件都要進行遵守。
作為焊后熱處理企業需要裝配各種相關設備和充足的工程師,首先要裝配能夠自動調控加熱設備及裝置,能夠對溫度進行測量校準的設備,還要有能夠自動記錄溫度的設備;其次,在人員方面需要配置充足的通過綜合技術考核的焊后熱處理質量保證工程師,還要有通過加熱設備操作考核的控溫控制系統責任人員和通過現場熱電偶布置及確認試驗考核的測溫控制系統責任人員,另外,還要有通過現場熱電偶焊接操作考核的電容儲能熱電偶焊接人員和參加過有關部門培訓考核的溫度測量儀表(含熱電偶)校準工[2]。
為了規范焊后熱處理程序和范圍,就要在充分考慮熱處理特點和工程實際需要并遵守相關規范和標準要求的基礎上,對熱處理質量保障體系進行制定和完善,同時還要對相關責任人員進行任命,如工程師、測溫工作人員等,并將工作責任落實到各個責任人員身上。為了可以對出現故障的儀器進行快速確定,還要將各個儀器編制上不同的號碼,如加熱器、測溫儀表等。為了對焊后熱處理過程進行規范,還要在符合企業實際情況的基礎上對熱處理標準進行制定,具體可以從以下幾方面著手:①制定能夠通用的熱處理規程;②規范熱處理準備及交驗程序;③對各種儀器的操作規程進行制定,如計量儀表、測量儀表等;④制定溫度測量系統檢驗調試規程;⑤對熱電偶電容儲能焊接規程進行規范;⑥對加熱設備操作過程進行規范;⑦制定熱變形無害處置操作規程;⑧應對焊后熱處理的安全措施。
焊后熱處理是承壓設備制造過程中非常重要的一個環節也是比較薄弱的一個環節,對我國承壓設備焊后熱處理現狀進行研究后發現,現在的焊后熱處理還存在很多問題,需要針對這些問題積極尋找有效的解決方案,為此,全國鍋爐壓力容器標準化委員會要求各個焊后熱處理企業進行安全注冊,以期通過安全注冊徹底消除這些隱患,將熱處理引領到更好的發展階段[3]。