火电厂管道异种钢的焊接热处理问题探讨

贠 峰,刘绍威（河南华电金源管道有限公司,郑州 451162）



火电厂管道异种钢的焊接热处理问题探讨

贠 峰,刘绍威
（河南华电金源管道有限公司,郑州 451162）

摘 要：工业工程的碳素钢和合金钢管道工程焊后热处理工艺在热处理技术章程里进行了详细的说明，然而在具体的操作里相关资料很少，本文通过阐述工业工程施工阶段管道焊后热处理和因为热处理不恰当出现的问题，指明了在具体操作中如何预防这些问题。

关键词：焊前预热；焊后处理；热处理工艺；热处理缺陷

0 前言

机组容量越来越大的同时，合金钢被也被广泛的应用，还对焊接热处理工艺提出了更高的要求。焊件如果没有恰当的进行焊后热处理，可以引起很多的缺陷，部分缺陷能够根据再一次新热处理进行纠正，然而部分缺陷不能挽回而形成废品。

1 异种钢的概念

异种钢实际上就是焊接接头的两端的母材在化学构成与组织和功能方面有一定区别的钢，将此两类差异性的钢种焊接一起的焊接接头称之为异种钢接头。针对大型火电站高参数机组而言，异种钢焊接构造使用相对广泛。

2 热处理工艺

（1）加热和冷却方法。第一，加热方法需可以供给规定的金属温度和温度的均衡性与温度掌控，其主要是由封闭炉口加热，局部火焰加热，电阻、电感应加热等各种加热方法所构成；第二，冷却方法需可以供给规定的冷却速率，主要是由炉内冷却、空气里冷却、使用局部加热及绝热来掌控冷却速率的方法所构成。

（2）整体热处理。焊后应开展去掉应力热处理工作的管道组件，需尽量在热处理炉里实施整体热处理，然而此组件禁止配备有焊接阀门等构件。

（3）分段热处理。在焊接结束的管道组件应实施去掉应力热处理，能进行分段热处理，在分段热处理的过程中，不断加热的长度需要超过300mm。此外应维护没有进行加热的部分，从而避免不良的温度梯度。

（4）局部热处理。首先，在进行接焊缝热处理的过程中，需加热其环形带，加热宽度是：把焊缝当成是中心点，每端需要超过焊缝宽度的三倍，同时大于25 mm。不在加热区之内的十米范围以里需要进行保温，从而避免出现不良的温度梯度。

其次，支管和主管间的焊缝热处理，需紧扣主管环带进行加热、同时需要涵盖支管，到全部的管截面实现要求的温度。加热宽度由焊缝中心开始计算，需要超过六倍的主管壁厚，不在加热带之内范围的加以保温，从而避免出现不良的温度梯度。

3 火焰加热法热处理工艺

（1）φ小于60mm管道，焊口热处理能够选择火焰加热。根据要求的加热速率，加热至计划的温度时，控制5至10分钟，接下来选取不大的火焰让其缓冷，此外需去掉焊口内外部的温差。

（2）选择数字式仪器进行测量，掌控热处理的温度。加热需让焊工及别的具备动火资质的工作者来负责，然而记录与测温等工作主要由热处理工负责。

4 热处理缺陷

（1）过热。焊件在退火时候的断口上显现为相当粗大的晶粒，在淬火的断口上显现为较粗的马氏体的形状。当进行加热的时候，是由没有深入掌控加热工艺而引起的，例如：加热温度太大及在所处高温时间太久，引起粗化的构造，会发生裂纹现象，尽管不会发生裂纹现象，还可以在很大程度上减弱焊件的硬度、塑性还有韧度。要想避免过热，加热温度需要进行深入的掌控，此外尽可能减少在高温停留的时间。如果过热严重，那么此焊件能进行再次退火。

（2）过烧。不包括断口显现粗大晶粒在内，在晶粒间的边缘位置发生熔化及氧化现象，也就是在晶间汇聚着低熔点的物质与氧化物。加热温度太大（超过了1300℃）还有在高温状态下保温时间太久，引起出现过烧后可以在很短的时间内减弱焊件的硬度、塑性还有韧度。需要努力落实热处理标准，同时禁止氧化性火焰和焊件有任何的接触。出现过烧时，焊件不能进行补救。

（3）变形与开裂。焊件的变形和宏观裂纹普遍显而易见。首先因为焊件的内应力出现，内应力的出现主要因为焊件在加热冷却过程中内外温度失衡引起体积膨胀及收缩存在差异而导致的热应力。其次因为内部A 往 M 转变的过程中体积改变的不均衡导致的结构应力，在应力大于焊件的屈服上限的情况下出现变形。在大于焊件的强度上限的情况下出现裂纹。引起返工，带来更多的生产工序，增加了投入的资金，部分情况下引起焊件的报废。选择减少内应力方案进行预防。

（4）硬度升高。回火结束，检测值不在相关规定范围之内。回火温度太小及保温时间太短引起的，而太大的温度还可以引起硬度上涨，这是引起温度掌控不恰当，引起焊件加热超过了AC1，在钢里形成A，在急冷情况下还形成M，让钢的硬度上涨。硬度上涨而减弱塑性与韧度。要想纠正此缺陷，能选择再次进行回火处理，增加回火温度与回火保温时间。对形成M的情况下，需要再一次对钢实施回火工序，严格掌控回火温度。

（5）氧化和脱碳。氧化与脱碳是钢在高温加热过程中不易预防的现象，同时这两类现象可以同时出现。加热温度太大及在高温下保温时间太久，钢的氧化与脱碳就会更加明显，要想避免钢的氧化与脱碳作用，当进行热处理操作的过程中，需精准掌控加热温度，让其在要求的温度之内，同时在高温下根据要求时间保温。在选择火焰热处理的情况下，需选择中性火焰及还原性火焰，而禁止氧化性火焰超标。

（6）缺陷预防。工业工程项目里的管道焊后热处理关键为局部热处理，它选取的方式是高温回火。针对现场环境出现的缺陷所引起得因素整体看来主要有两种:首先，热处理包括4种因素，也就是升降温速度、保温温度、保温时长。此4种因素错误均会给热处理的效果带来负面作用，因此当进行施工的时候需要深入实施工艺标准，绝对不能自己改变工艺里的信息，从而防止引起人为缺陷。其次“要想做好一件事，必须做好准备工作”，在工作前需要全面且详细的审核、校对与测试选取的工器具。让具有资质的工作人员校对热电偶、温控仪、记录仪等测温工器具，从而保证精准无误的测量工件的温度。整体检测选取的材料功能，举例来说：保温材料的保温功能、耐高温性还有其强度等。

5 结论

综上所述，以对管道选择恰当的热处理工艺为基础，管道焊接完成通过热处理去掉金属工件在冷热加工阶段里所制造的残余应力，可以有效保障管道的具体强度、抗疲劳度，最终防止变形、应力腐蚀还有脆性断裂现象的发生。

参考文献：

[1]张青.远红外加热器在锅炉容器焊接热处理上的应用[J].机电技术，2013(03):123-124.

[2]罗启云,袁立中,宋仁明.SA335-P91钢焊接热处理质量控制[J].青海电力,2011(S2):146-147.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.135