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焊接热处理范文1
Abstract： The welding， heat treatment and thermoforming processes have been investigated for the 09MnNiDR steel in this studyThe main influence factors for the performance of welded joints and raw materials after thermoforming were summarizedAccordingly， reasonable welding， heat treatment and thermoforming processes were determined for this steel.
Key words： welding；heat treatment；thermoforming
0 前言
09MnNiDR为铁素体+少量珠光体型低温用钢，可用于制备-45～-70 ℃低温压力容器。Mn，Ni为其主要合金元素，Mn通过固溶强化来提高钢材的强度，而Ni能改善铁素体的低温韧性，并具有明显降低冷脆转变温度的作用。目前，09MnNiDR钢主要应用于石油、化工设备的低温容器制造。
标准GB 3531―2014 《低温压力容器用钢板》中，将09MnNiDR 在-70 ℃低温冲击值提高到了60 J，同时硫含量降低至≤0.008%，相比于GB 3531―2008 《低温压力容器用低合金钢板》有较大的提高。特别是对冲击值要求的提高，增大了其焊接和热成型的难度，之前的研究结果不一定适应于新标准的要求。因此，文中从焊接材料的选型、焊接过程中规范的控制、焊后热处理温度及热成型温度的选择等方面开展试验研究。
1 焊接工艺研究
1.1 母材要求
标准规定09MnNiDR低温钢母材的合金成分及力学性能见表1及表2。原材料供货状态为正火状态，正火温度为910 ℃。
1.2 焊材选型
1.2.1 试验条件
根据母材性能，焊条电弧焊选择了3种焊材，分别是焊条M1 ，焊条M2，焊条M3。自动焊焊材有两种，分别是W1和W2。对以上焊材采用如图1所示的坡口进行堆焊全焊缝金属，焊接参数见表3。
在厚度为50 mm的试板上堆焊完后，按照620 ℃温度进行焊后热处理3 h，如图2所示。
1.2.2 试验结果
焊材熔敷金属合金化学成分见表4。堆焊焊缝金属的拉伸、弯曲、冲击（按NB/T47014―2011《承压设备焊接工艺评定》，下同）等力学性能试验结果见表5。
从表4， 5看出，3种焊条均能满足标准要求的抗拉强度和屈服强度值，弯曲也合格，焊条M2的抗拉强度最高，与其化学元素Si，Mn含量高有关，这两种元素均为强化元素。焊条M3冲击吸收能量不满足标准规定的60 J。焊条M1，M2均满足要求且数据很接近。因此，焊条M1，M2可以作为09MnNiDR低温钢焊条电弧焊焊接材料。
从表5数据显示，W1和W2自动焊焊材的抗拉强度均满足GB 3531―2014 《低温压力容器用钢板》标准要求，弯曲合格，冲击吸收能量W1，W2满足要求，且有较大的富裕度。因此，W1和W2埋弧焊焊材均能满足标准要求，可以用于09MnNiDR低温钢的焊接。
根据上述试验，在后续试验中，焊条选择M1，埋弧焊焊材选择W2。
1.3 焊接工艺试验
1.3.1 试验条件
在不同焊接热输入和热处理规范下进行试验，具体试验条件见表6。坡口如图3所示。[LM]
1.3.2 试验结果
试样的性能数据见表7。
从表7可见，在热输入较小和层间温度较低的情况下，焊接接头经历退火后，焊接接头中的热影响区和焊缝处的力学性能均能满足GB 3513―2014《低温压力容器用钢板》标准要求。
1.3.3 分析
[HJ*4/7]3种焊条熔敷金属化学成分值大致接近，但M2焊条的Si含量较高，是M1焊条的2倍，接近M3焊条的4倍，Mn含量也较其它两种高出约1/3，通过对比可知其强度也明显比其它两种焊材要高，这是因为Si，Mn两种元素均为强化元素。埋弧焊的两种焊接材料熔敷金属化学成分很接近，均符合低温钢埋弧焊焊丝Ni含量在3.50%左右的要求。
从B1与B2，C1与C2，D1与D2的对比知，在其余条件相同的情况下，590 ℃和620 ℃热处理的焊缝和热影响区的冲击吸收能量均能达到标准要求，相对来说590 ℃热处理的焊缝冲击吸收能量比620 ℃热处理的焊缝冲击吸收能量高一些，这与相关资料[1]研究结果比较符合。通过B1与C1，B2与C2比较可得出这样一个规律，焊接热输入增大对热影响区和焊条电弧焊焊焊缝的冲击吸收能量影响较明显，热输入增大，冲击吸收能量降低，在一定范围内，对埋弧焊焊缝影响不大，冲击功没有降低，仍能保持较高的冲击吸收能量。由C1与D1比较，C2与D2比较可得出这样一个规律，层间温度升高，热影响区的冲击吸收能量降低，焊条电弧焊焊缝的冲击吸收能量也降低，对埋弧焊影响不明显。
2 热成型工艺研究
由于在制造过程中，母材要通过高温卷圆，而材料冷脆转变温度与铁素体晶粒直径有着线性关系，母材经热成型后应保证其晶粒度级别不降低。为此母材高温卷圆加热温度的选择是在保证合金元素充分溶入固溶体的前提下，控制加热温度不过高于正火温度。如果高温卷圆加热温度过高，容易造成晶粒粗大，后续正火校圆过程其细化晶粒、恢复性能效果会稍差。正火校圆由于变形量相对小，其温度刚好控制在原材料正火温度区间，这样既可正火校圆也可对母材进行正火。
按照GB 150―2011《压力容器》规定最终产品还要进行焊后热处理，因此母材经历的热处理状态为正火卷圆+正火校圆或正火+焊后热处理。为了便于热压，一般希望热压温度较高，但较高的热压温度是否会对性能有影响，需要在试验中进行研究。
2.1 原材料热成型工艺研究
2.1.1 试验条件
对于热卷筒节和封头压制，由于经历热成型和其后的热校圆或正火，需要进行两次Ac3以上的热处理，之后还要进行整体焊后热处理。因此，具体试验条件见表8。
2.1.2 试验结果
原材料经过不同正火热处理后，力学性能见表9。
通过表9数据可知， 经2#热处理方案热处理后，综合力学性能最佳。3#，4#冲击吸收能量中各出现一值低于标准要求，这与正火卷圆温度过高有关。
2.2 接头热成型工艺研究
2.2.1 试验条件
对于热卷筒节，由于热卷在纵缝焊接前进行，因此焊缝只经历一次正火+一次焊后热处理。对于封头，由于焊缝要经历热压+正火+焊后热处理，因此需要两次正火+一次焊后热处理，结合2.1的结果，为保证原材料性能，对经历两次正火的焊缝，选择910 ℃+910 ℃+590 ℃进行验证试验。具体试验条件见表10。
2.2.2 试验结果
不同热处理规范下焊接接头力学性能见表11。
从表11中数据可知，焊条电弧焊接头单次正火+焊后热处理后，其接头力学性能更为优异，但其经过两次正火后，虽然焊缝冲击值明显降低，但仍能满足要求。
2.3 分析
正火温度通常在奥氏体化温度以上，不同的正火温度对试样的组织影响很大。奥氏体化的保温温度与保温时间对晶粒的粗细起着重要的作用，在奥氏体化保温时间相同的情况下，奥氏体化温度越高，原子扩散越快、晶界迁移速度越快、晶粒长大的速度也就越快、得到的奥氏体晶粒越粗大，最终冷却后得到的组织也就越粗大[2]。根据公式σs=σ0+Kd-1/2 [3]可知，金属材料的晶粒变粗大后，会导致原材料强度降低。因此，焊缝经过正火后，晶粒发生显著长大，导致其强度有不同程度的下降。
3 结论
（1） 焊接热输入、层间温度对冲击吸收能量有影响，随着热输入量和层间温度的升高，热影响区和焊条电弧焊焊缝的冲击吸收能量降低。焊条电弧焊热输入宜在15 kJ/cm以内，埋弧焊热输入在15 kJ/cm以内，层间温度不超过160 ℃可满足要求。
焊接热处理范文2
关键词：锅炉焊接；热处理；整改措施
一、 工程分析
目前国外印度电力建设项目IBR焊工焊接技术水平低、焊口一次合格率不高、焊接设备落后、焊工责任心不强、经验不足等工作特点，导致国外项目工期拖延非常严重，给我们的企业带来了大的人才和设备的停滞和损失。并且印度IBR电焊工，初次接触，语言沟通困难，可交流的施工经验少，锅炉受热面焊接操作技术不熟练。工程施工面大、质量控制点多，质量管理难度大。
编写了热处理应急预案，使用Miller ProHeat35电感应加热热处理机对P91焊口进行焊后热处理，提高了劳动效率，保证了热处理质量，满足了吊装工期。
二、P91管材焊接及热处理
2.1.P91焊口焊接
由于材料自身的特殊性，对于线能量热输入十分敏感，现场施工过程对于“过程温度控制”要求十分严格。本工程中，P91焊口采用Φ2.5、3.2、4.0焊条，有利于对于焊层厚度的控制，同时也可以规范焊接参数。根据工艺评定参数选择范围，一般不超过160A。层间温度控制十分重要，如果焊缝层温高，熔敷金属处于高温区时间长，焊缝金属柱状晶长大较为明显，将会降低焊缝冲击韧性；焊前预热温度的选择也是对层间温度控制一个影响因素，如预热温度选择高，在焊接过程中由于焊接热输入，焊缝温度提升非常快，而且降温困难，预热温度低，将会影响打底焊质量，容易出现裂纹等缺陷，故预热温度可以定为180℃左右（延长匀温时间），也可在电焊时将温度提升到220℃（特别是部分三通或者需要辅助恒温的焊口），在开始施焊后再将温度降至150℃～180℃。横口（2G），每根焊条所焊长度一般不得低于130mm，最好能焊到150mm以上，如焊到120mm左右就有些偏厚，如果是最下面一层，摆动稍宽，所焊长度可以降低一些。吊口（5G）层间可以摆动宽一些，热段等坡口小的，尽量分两道，主汽等厚壁件可以分三道，但是与坡口连接处的夹角必须控制厚度，此处由于为角焊缝，十分容易焊厚，适当增加摆动宽度。
2.2.焊后热处理
施工期间共计投入热处理设备约8台，其中热处理P91管道时使用2台型号为Miller ProHeat35热处理机满足现场施工需要。锅炉施工高峰期约需8人左右，热处理人员6人，另外配备临时工2人帮助搬运设备。
1.热段等大口径焊口热处理：此类焊口由于内径较大，内部空间大，当管道系统较长时，内部气流流动性增强，热散失增加增加保温宽度，从一个侧面相当于减少了现阶段热处理工艺所能提供的匀温宽度，热处理效果并不理想。因此在热处理此类大口时，应适当增加保温宽度，延长保温时间，同时在升降温速度过程中，尽量保证焊口处在300℃以上高温区时间较长，即降低升降温速度。升温300℃时以下按照计算升温速率，300℃以上采用80℃/h或100℃/h，降温过程300℃以上采用100℃/h，300℃以下自然降温。
2.重点控制P91焊口及异形三通的热处理过程：热处理过程中，升温降温按250×25/壁厚（℃/h）计算，且不大于300℃/h，T91升降温速度≤300℃/h ，P91升降温速度≤150℃/h，降温过程中温度在300℃以下可不控制。热处理温度曲线采用自动录仪记录，并保持连续性。在P91焊口热处理过程中，必须在焊接结束后缓慢冷却，等温度降到P91（100～120）℃，恒温2小时，等马氏体组织完全转变结束后，再进行该焊口的热处理操作。
3 .P91焊口后热处理过程控制：P91大径厚壁管道焊完后如不能立即进行热处理时，应立即进行（300～350）℃后热，恒温时间不少于2h；此过程必须在马氏体完全转变结束后进行，即温度降到P91（100～120）℃，恒温2小时，然后才允许进行后热处理。
2.3 Miller ProHeat35 热处理机：此热处理机通过感应加热可以使加热区受热均匀，高于设定的温度时，工件的表面不会因集中的传导热损伤。由于使用的加热方法不同，本系统比传统的加热方法加热快，减少了加热周期。加热温度及时间可控、体积小、重量轻，可配有移动小车，操作灵活方便，是厚壁材料焊接理想的加热设备。
三、焊接及热处理过程中存在问题及整改措施
从人、机、料、法、环五个方面出发，找出关键因素，并采取相应的对策，加强过程控制。
（1）人员问题：
管理人员的英语水平低，并且当地大多数IBR焊工只能精通印地语，不能熟练的掌握英语，导致相互之间的交流异常困难。印度IBR焊工管理不统一，印度IBR焊工由下属分包商提供，不能够统一管理，并且人员调动频繁，焊工责任心不强，无法确保焊接质量，降低焊口的追溯性。印度IBR焊工焊接技术水平低，特别是对位置困难的焊口焊接（如管屏肩部位置），无法接头。在施工过程中，无损检测及热处理由下属分包商单独招分包队伍进行施工，无法催促进度，导致进度缓慢，严重制约着焊接质量及工期进度。
对应措施：定期对管理人员进行英语摸底考试及培训学习，给管理人员配制当地技术人员，通过相互之间的沟通和交流来统一管理下属IBR焊工；每周二通过业主及QC部对下属分包商IBR进行技术交底及上周工作总结，对上周焊口一次透视合格率低IBR焊工进行“回炉”处理，并对焊接位置困难的焊口进行特别交代。对于当地IBR焊工责任心及焊接技术水平低，可以采取由班组高压焊工分别带头指导和监督焊接工艺，保证焊接质量。
（2）机械设备：
当地焊接机械设备如电焊机、焊枪、电焊线及电焊钳等质量差，不能够满足长时间的工作需求，影响焊接质量。其中大多数焊机还是采用“老式”大直流焊机，不能确保焊接质量；氩弧焊枪没有高频，不能衰减，导致焊口容易产生气孔、未熔等缺陷；电焊线为铝制品，电焊钳为铁制品容易发热易损坏，影响焊接施工节奏。为此，从外地重新购买一批新焊接机械设备及工器具，以确保焊接质量和施工进度。
（3） 焊接材料：
当地外协队伍的焊材储存室比较破旧，并且印度雨季时节比较长，导致工具室许多地方有漏雨现象，焊材生锈比较严重，间接影响焊接质量。焊材领用单可以由任意管理人员签字，缺少，导致焊材领用过程混乱。
对应措施：对储存室重新修建，保证焊材存放于干燥、通风良好、温度大于5℃，且相对空气湿度小于60%的库房内；对焊材领用、发放由现场焊接技术员进行签字发放，并增加IBR焊工和施工项目领用记录。
（4）规范制度：
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004、ASME标准、印度锅炉规程-IBR等规范对焊接工艺的要求冲突。受热面焊口无损探伤比例为10%，透视比例低，无法保证焊接质量。
对应措施：在焊接施工前，对各种规范进行相互比对，选择适合于现场施工条件的施工工艺，保证现场施工的一致性。增加焊接位置困难及工艺质量要求高的焊口的透视比例，如T91焊口无损探伤比例为100%。增加焊口透视合格率低的焊道的透视比例。由于P91焊口焊接质量及热处理工艺要求高，为此从外地购买新型焊后热处理设备米勒ProHeat35，并对此制定新的热处理工艺。
（5）工作环境
印度全年平均气温在36℃左右，旱季天气炎热、干燥，施工人员在现场施工激情低迷、脾气暴躁、注意力不集中，影响焊接水平的发挥；雨季降水比较集中的湿润多雨，空气湿度大，导致母材及焊材特别容易生锈，严重制约着焊接质量。
对应措施，旱季对此进行调节作息时间，改善施工环境，提高员工的工作热情和积极性；雨季对此在施工作业密集的地方和焊接作业区搭设防雨棚，应对突如其来的的暴雨，改善作业环境，确保焊接质量，确保焊口的一次探伤合格率。
通过对印度XXX项目遇到的困难和难题深入的探讨，我们及时调整管理思路和管理办法，在施工过程中对印度分包商IBR焊工的管理采取借鉴国内成熟的焊接管理经验，编写适合印度国情的施工方案，为以后公司的国际项目的顺利开展积累经验。
参考文献：
[1]有关图纸、说明书、工艺说明
[2]杨建平， 郭军. 《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 869-2004.
[3]郭军，常建伟. 《火力发电厂焊接热处理技术规程》 DL 819-2010.
[4]郭军， 杨建平. 《火力发电厂异种钢焊接技术规程》 DL_T_752-2001.
焊接热处理范文3
关键词：二回路管道、热处理、焊接顺序
中图分类号： P755.1 文献标识码： A 文章编号：
1前言
压水堆核电站原理是由原子核反应堆释放的核能通过一套动力装置将核能转变为蒸汽的动能，进而转变为电能。该动力装置由一回路系统、二回路系统及其他辅助系统设备组成。
在采用二代改进型压水堆技术的100万千瓦级核电站二回系统主要由主给水系统（ARE）、主蒸汽系统（VVP）组成。主蒸汽、主给水管道分布于反应堆（RX）厂房、联结（WX）厂房，可分为主蒸汽管道系统、主蒸汽超级管道系统、主给水管道系统。主给水系统（ARE）用来向蒸汽发生器输送经过高压加热器加热的高压给水，由三根管线组成，每根管线分别与一台蒸汽发生器接口。主蒸汽系统（VVP）是由三根主蒸汽管线组成，每根管线分别与一台蒸汽发生器出 口接管相连。三根管线分别穿过安全壳，进入主蒸汽隔离阀管廊，主蒸汽管穿过主蒸 汽隔离阀管廊后进入汽轮机厂房。主蒸汽系统（VVP）的功能主要是把蒸汽发生器产生的饱和蒸汽输送到汽轮机厂房推动汽轮机发电机组发电,另外还用于排除主蒸汽系统管道的凝结水。主蒸汽、主给水管道焊接施工中，焊口级别高，质量要求严，为RCC-M规范二级，是碳钢管道中级别最高的焊口。
2二回路管道焊接标准介绍
由于国内核电没有形成一套全面的建造标准体系，我国目前现在的CPR1000核电站主要采用法国的核电站建造标准，其中机械建造标准为RCC-M。
二回路主给水、主蒸汽管道为碳钢无缝管：P280GH，其中主给水管道规格为：Φ406.4×21.44 ㎜，主蒸汽管道主要规格为：Φ813×32㎜，主蒸汽超级管道规格为：Φ813×46mm。按照RCC-M和施工方对二回路焊接质量控制的要求，二回路的主要管道需双人对称焊，并进行焊前预热和焊后消除应力热处理。
3二回路管道的焊接工艺分析
3.1．焊接方法的采用
目前我国核电站建设在安装过程中，工艺选用都比较的保守，主要是为了保证核电安装的质量，对于新工艺的选用都要在实验室通过大量实验证明其可靠性，并且需得到业主单位的同意方可采用。为此，二回路管道选用的是工艺成熟的氩弧焊和焊条电弧焊工艺来施焊。
3.2．焊接坡口的选择
在为了保证质量的同时，节省焊材，选用U形坡口，坡口尺寸如如下：
3.3 焊接材料与焊接电流参数
焊材采用法国液化空气焊接公司生产的型号为ER70S-6、牌号为CARBOROD1的焊丝和型号为E7018、牌号为MOLYCORD Kb NUC的焊条。焊丝规格为φ2.0，焊接电流参数范围75A-125A；焊条规格为φ3.2和φ4.0，焊接电流参数范围分别为90A-135A和120A-165A。焊接电流需根据仰焊、立焊和平焊焊接位置的变化而进行调整。
3.4焊接顺序
为了防止焊缝收缩变形，接头应力集中。对接管道组对采用同材质点固棒在坡口内均匀点固，焊接采用双人对称焊焊接，应从两侧均匀、交替施焊且两名焊工技能水平应相当，且每道起搭接接头应错开。
图1为管外径为813mm的管子的水平固定焊位置的焊接顺序图，图2为管外径为406.4mm的管子的水平固定焊位置焊接顺序图。
图1 图2
4热处理工艺
管道热处理采用电阻加热局部热处理的方式，热处理设备需能自动控制和调节温度。
4.1．热处理参数
预热温度选定为125℃～200℃之间，预热保温时间≥30分钟；后热温度选定为大于预热温度的300℃，保温时间≥1小时；焊后热处理温度选定为610℃±5℃，保温时间按母材厚度计算，每毫米厚度2分钟，最少30分钟，最长120分钟。
焊后热处理另外一个重要的参数是加热速度和冷却速度。为了防止变形和有害应力的产生，任何情况下，在350℃以上时形状简单的部件焊接后热处理的加热速度和冷却速度都不超过规定值。在RCC-M中，对于最大厚度不超过25mm的部件，加热速度和冷却速度为220℃/h；对于厚度大于25mm的部件，取220℃/h除以部件最大值厚度与25mm的倍数值与55℃/h中的较大者。加热速度和冷却速度计算如下：
220℃/h÷(46mm÷25mm)≈119℃/h。
热处理参数在加热前应按不周工序步骤要求进行事先设定，并需经质检人员共同确定。
4.2．电阻加热示意图
加热电阻丝在离坡口边缘至少20mm处绕管道一周布置，上用30mm厚的无机保温棉包裹，并铁丝绑扎固定。电阻丝离坡口边缘距离不应过大，加热时热电偶上下均匀布置。
4.3注意事项
1）预热至规定温度后保温半小时，方可开始焊接。
2）焊后热处理不能立即进行时需进行后热。
3) 因某种原因而导致焊接中途停止，预热、后热应按原要求重新进行。
4) 焊后热处理加热温度在300℃以下时，升温速度不要求。
5) 焊后热处理降温至≤300℃停止通电，自然冷却；降温至≤100℃拆除加热装置。
6) 所有预热、后热及焊后热处理保留曲线记录。
7) 热电偶测温端紧贴焊缝并避免与加热带接触。
8)保温棉至少应将加热带全部覆盖。
5常见错误分析
5.1热处理等效厚度与预热等效厚度混淆
热处理等效厚度主要用来计算保温时间，其等效厚度分三种接头形式来计算：对接焊缝、角焊缝和支管焊缝。其等效厚度分别取值对接焊缝的接头横截面厚度，角焊缝的焊喉厚度、支管和设备之间焊缝的最大厚度。不同预热等效厚度的众多计算方法。
5.2焊后热处理加热速度和冷却速度
焊后热处理加热速度和冷却速度在焊接工艺评定中是一个重要因素，速度的改变需重新进行工艺评定。所以加热速度和冷却速度必须是一个定值，不是范围区间。在焊接工艺评定规划时必须注意到这一点，尽量少做工艺评定以达到最大的经济效果。
5.3预热宽度与焊后热处理宽度
管道焊缝的热处理为局部热处理，对加热宽度有一定的要求。一般来说预热宽度要大于焊后热处理宽度。技术人员通常会忽略这点而出现错误操作。在施工中为了操作简便，预热宽度与焊后热处理宽度一般取预热的宽度规定值。
5.4二回路主给水管道与蒸汽发生器接管管嘴焊接
二回路主给水管产与蒸汽发生器接管管嘴焊接时，要注意U形坡口发生了细微的变化，主要是蒸汽发生器设备图给出了接管管嘴坡口的详图。
6结论
6.1对于大厚壁管道的焊接，采用氩弧焊和焊条电弧焊联合的单面焊双面成型焊接方法，成型质量好，背面咬边缺陷少。多层多道焊时，焊道起弧与收弧接头错开，注意层间焊道的清理，打磨须圆滑过渡，尤其是母材侧壁应特别仔细，可防止应力集中和减少夹渣、未熔合等缺陷的产生，提高焊接一次合格率。
焊接热处理范文4
压力容器在制造过程中，由于经过卷板、成形等工序，产品内部不可避免地受到拉力和压力，造成应力的不均匀，形成应力集中；在焊接时，由于不均匀的加热和冷却，在工件内残余了焊接应力；应力的存在，不仅影响了产品的尺寸精度，减少了使用寿命，有些产品在有应力腐蚀的环境下服役，还容易产生压力腐蚀裂纹，危及人民群众的生命财产安全。可见，应力的存在，使压力容器产品的使用安全受到严重威胁。
压力容器的消除应力热处理是指为改善焊接区域的性能，消除焊接残余应力的有害影响，把焊接区域或其中部分在金属相变点以下加热到足够高的温度，并保持一定的时间，然后均匀冷却的热过程。通过热处理，可以将压力容器内的应力较好的消除。因此，应力消除热处理在钢制压力容器的制造中具有重要意义。目前一些企业热处理质量控制尚存在一些问题，本文提出了对这些问题的解决方法与措施。
一、钢制压力容器热处理的前提条件
1.厚度达到一定的要求时，应力集中程度较大
1.1 一般碳素钢、碳锰钢和低合金钢在厚度大于32mm时
1.2 低温钢16MnDR在厚度大于25mm时
1.3 低温钢09MnNiDR在厚度大于20mm时
1.4 15CrMoR等铬-钼钢任意厚度时
2. 内部介质有应力腐蚀的容器
3.盛装的介质为极度或高度危害的碳素钢、低合金钢
二、压力容器消除应力热处理的典型工艺曲线
注1.升温速度V升=5500/δ且小于220（单位℃/h），
注2.降温速度V降=7000/δ且小于280（单位℃/h）
三、压力容器热处理的常见问题
1.热处理炉没有进行有效加热区测定
GB/T9452-2003《热处理炉有效加热区测定方法》详细规定了热处理炉的加热温度及保温精度的有效加热区范围、实施条件、测定周期、检测装置和方法等内容，对照压力容器热处理的要求，用于压力容器消除应力热处理的设备至少必须达到V类热处理炉的要求，每年必须检测一次，在出具的热处理炉有效加热区检验合格证上，必须注明有效加热区的范围，测温点的数量等，并有检测、审核、批准者的签字。
2.热处理厚度确定不准确
NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》具体规定了热处理的厚度，特别指出：同炉内装入多台压力容器或零部件或者整体热处理时，必须以各容器及零件中最大热处理厚度为焊后热处理的计算厚度。
如图1中的带分程隔板的管箱，封头厚度6mm，短节厚度16mm，法兰厚度72mm，这几个厚度中，只有短节与法兰的热处理厚度为16mm（最大），所以，该管箱整体热处理的厚度应以16mm计算。
3.热处理过程控制不到位
3.1 热处理工艺曲线不规范
3.2 热处理升温及降温时间节点不符合要求
有升温时超过400℃才开始打点，或者未到400℃打点曲线已结束的情况。热处理过程中，操作人员应经常检查设备运行情况、注意观察温度仪表指示，并随时关注自动记录仪的运行状况，以满足热处理工艺卡的要求。检验人员、热处理责任工程师要随时进行监督检查，核实热处理记录数据，确认热处理按照既定工艺进行。
4. 热处理的焊接工艺评定不能覆盖产品
消除应力热处理属于低于下转变温度的焊后热处理，按照NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》的要求，工艺评定试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%。例如（见表1），现有一个厚度为20mm的工艺评定PQR001，消除应力热处理的保温时间20/25=0.8小时，该评定按以上标准评定合格，在焊接方法和母材牌号不变的情况下，能否用于消除应力热处理筒体厚度为30mm的压力容器产品呢？
如果不考虑热处理保温时间，工艺评定PQR001（覆盖范围16～40mm）完全可以覆盖到30mm的产品，但是，这台产品所要求的最短热处理保温时间为30/25=1.2小时，要求的工艺评定的最短保温时间为30/25×80%=0.96小时，显然，保温仅为0.8小时的工艺评定PQR001，并不能覆盖这台产品。
如果其他条件不变，我们把保温时间延长到40/25=1.6小时，即表1中的PQR002，该评定可以覆盖的最大厚度即为40mm ，完全满足这台产品的焊接与热处理要求。说明焊接工艺评定的保温时间应以覆盖的最大厚度来确定，这样才能最大限度的减少工艺评定的数量。热处理规范源自焊接工艺评定的验证，因此，压力容器热处理工程师与焊接工程师要经常沟通，及时做好工艺会签工作。
结语
通过以上分析，压力容器质保体系的相关人员只有不断学习，切实加强对标准的理解，增强工作责任感，并与其他质控系统协调沟通，才能做好压力容器的消除应力热处理，在实践中总结和提高。我公司注重做好以上工作，使压力容器的热处理质量得到有效保证。同时，也获得了委托我公司热处理厂家的好评，赢得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]寿比南，陈刚，郑津洋，等.GB150.1.～ GB150.4-2011压力容器 [S].北京：中国标准出版社，2012
[2]戈兆文，窦万波，房务农，等.NB/T47014-2011 承压设备焊接工艺评定[S].北京：新华出版社，2011
焊接热处理范文5
关键词：铬钼钢；焊缝热处理；质量控制措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1 铬钼耐热钢焊接接头性能的基本要求
铬钼耐热钢接头性能的基本要求取决于管道的运行条件，制造工艺过程和焊接结构的复杂性。为保证耐热钢焊接结构在高温、高压和各种复杂介质下长期安全地运行，焊接接头性能必须具有与母材相当的等强性和等塑性、抗氢性和抗氧化性、组织稳定性、抗脆断性以及物理均一性。
2. A335 P9 铬钼钢焊接技术和质量控制方法
(1)焊接方法 A335 P9铬钼耐热钢因为硬化和裂纹倾向较高，在焊接方法的选择，应优先考虑低氢焊接方法，如钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊等。因为现场施工条件限制，一般采用钨极氩弧焊打底+焊条电弧焊填充盖面的方法。氩弧焊打底焊管填充氩保护，采用焊条电弧焊时，必须采用低氢碱性药皮焊条。
(2)焊接材料 为保证焊接接头具有与母材相当的高温蠕变强度和抗氧化性的前提下改善其焊接性，焊缝必须含有与母材相当的铬和钼。对此，氩弧焊焊丝一般使用ER80S―B8，焊条采用E8015―B8。
另外，应建立严格的保管、烘干、发放和回收制度，使焊材从入库到回收均能全过程追踪。焊条必须严格按要求进行烘干，领用焊条时必须使用保温筒，同一保温筒内不允许同时装有两种及以上的焊条，防止错用。
(3)焊接工艺评定 产品施焊前必须严格进行焊接工艺评定。焊接过程中记录所有焊接数据 (电流、电压、极性、焊接速度) 以及焊接材料的型号和直径、惰性气体流量 (保护气和背面保护气) 、焊接设备的型号、钨极直径、喷嘴内径等各项相关内容。产品焊接前，按评定合格的工艺制定焊接作业指导书，用于指导现场焊接施工。
(4)焊接坡口的制备 A335 P9管道坡口应采用机械方法或等离子切割方法加工。常用坡口形式和尺寸。采用等离子方法加工时，坡口表面必须清除熔渣、氧化皮，打磨清除影响焊接质量的淬硬层。坡口加工后，应进行外观检查，其表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口表面应按要求进行无损检测，检测范围为坡口端部以内 20mm。
(5)组对与定位焊接 焊接接头组对前，将坡口及其边缘内外表面≥20mm 范围内的油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有害的物质清除干净。焊接接头组对前，应确认坡口加工形式、尺寸，其表面不得有裂纹、夹层等缺陷。
壁厚相同的管子或管件对接焊缝组对时内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%。SHA级工艺管道的错边量≤0.5mm，SHB、SHC及SHD级管道的错边量≤1mm。当炉管外径≤102mm 时，错边量≤0.5mm； 炉管外径大于102mm 时，错边量≤1mm。其他管道的错边量≤2mm。
定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同，由正式焊工焊接。定位焊的预热温度取上限。定位焊缝的长度宜为10～20mm，高度为2～4mm。定位焊缝应沿管周均匀分布。正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。定位焊缝应焊透且无裂纹等焊接缺陷，发现裂纹、未焊透等焊接缺陷时必须清除后重焊。为确保底层焊道成形好，减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修整。
(6)焊前预热 A335 P9钢焊接时，预热是不可缺少的重要工序，是防止裂纹、降低接头各区硬度和焊接应力的重要措施。
预热采用电加热法，无条件时也可采用火焰加热法，火焰加热时火焰不应直接触及焊道坡口。预热温度为250～350℃，当焊接环境温度小于0℃时预热温度取上限。预热应在坡口两侧均匀进行，预热升温应缓慢而均匀，防止局部过热。预热温度可用红外线测温仪或触点式温度计进行测量，测温点应均匀分布。预热范围以对口中心线为基准两侧各不小于3倍壁厚，且不小于100mm，加热区以外的100mm 范围内应予以保温，以减小温度梯度。焊件达到预热温度后立即进行底层焊道的焊接。
(7)焊接工艺 焊件达到预热温度后及时进行焊接，在保持预热温度的条件下，每条焊缝一次连续焊完。
打底焊缝：由于底层焊缝焊肉薄，焊后冷却过程中产生较大的收缩应力，再加上铬钼耐热钢的材料特性，使底层焊缝容易产生裂纹；因此其打底焊缝均采用氩弧焊工艺，以确保底层焊缝的质量。
焊接线能量的控制：线能量过大，会引起热影响区过热，使晶粒粗大，降低接头的抗裂性能。线能量过小，会使热影响区淬硬，不利于氢的逸出，故而增加冷裂倾向；所以必须严格执行焊接工艺评定及焊接作业指导书中的焊接电流、电压等工艺参数，对线能量必须严格控制。
选用合理的焊接顺序，减少焊接变形和焊接应力。确保层间温度不低于预热温度。对于厚壁管采用多层多道焊焊接工艺。
另外，要注意弧坑裂纹的产生。弧坑裂纹是导致整个焊接工作失败的主要原因，因此在收弧处要用快速的点弧焊手法填满弧坑，以避免弧坑裂纹的产生。
坡口焊完后，应立即进行300～350℃、15～30min 的后热处理，然后保温缓冷至室温。加热方法采用电加热法进行。先进行无损检测后进行热处理的焊道，在无损检测合格后及时进行焊后热处理。焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接部位引弧。铬钼钢炉管及管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
(8)焊缝检验 首先，焊缝外观要求： 焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔渣及附近的飞溅清理干净，自检合格后进行焊缝标识。焊缝外形尺寸应符合设计文件的要求，焊缝与母材应圆滑过渡。焊缝和热影响区表面不应有裂纹、气孔、咬边等缺陷。焊缝的余高是造成焊接接头应力集中的原因之一，因此应加以限制，一般余高≤3mm。
其次，无损检测：A335 P9 对接焊缝应进行100% 射线检测。承插和焊接支管的焊接接头及其他角焊缝应采用磁粉或渗透方法检查焊缝质量。焊后热处理完成后，应对热处理坡口作100% 超声检测及渗透或磁粉检测，以无裂纹为合格。
(9)焊缝返修 无损检测不合格的焊缝必须进行返修。同一部位的返修次数 ( 指焊补的填充金属重叠的部位) 不宜超过两次，否则应重新制定返修措施。返修须经单位技术总负责人批准后方可进行，将焊缝返修次数、部位和无损检测等结果记入焊缝返修记录。返修后的焊缝应重新进行检验，其质量要求与原焊缝相同。
(10) 加强焊后热处理铬钼钢焊接后在现场施工条件下的焊后热处理，系指对接头进行高温回火，利用金属高温下强度的降低而把弹性应变转变成塑性应变以达到消除焊接残余应力的目的，同时改善金属组织，提高接头的综合力学性能。为此，在热处理时，必须有经过监理确认的热处理方案，并对热处理人员进行有效的技术交底，热处理设备包括其各种仪表必须在合格的检定期内，同时需要热处理的焊口编号、测温仪放置和数量、加热片覆盖厚度和宽度、各道焊口输入的热处理工艺参数等必须经过焊接检验员检查确认等，以确保热处理质量。
热处理的加热范围以焊缝中心为基准，两侧各≥3 倍的焊缝宽度且≥25mm 的区域，加热区以外的100mm 范围应予保温，且管道端口应封闭。焊后热处理应按确定的热处理参数严格的控制升温、恒温和降温过程。常用焊后热处理参数如表 1所示。
表1焊后热处理参数
注： ①δ为管子壁厚，②炉管焊缝的焊后热处理恒温时间≥1h。工艺管线焊缝的焊后热处理恒温时间≥30min。
热处理温度采用热电偶进行测量，按热处理参数合理选用热电偶。热电偶使用前应经检定合格，并在有效期内。采用自动测温记录仪在整个热处理过程中连续测量记录热处理温度。
在热处理自动记录曲线上注明热处理作业时间，由各责任人签名确认，并由项目热处理责任工程师确认热处理自动记录曲线符合工艺要求，填发热处理报告。热处理自动记录曲线及热处理报告应记入竣工资料。
热处理后在焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检表面硬度，抽检数量应不少于热处理坡口总量的 20%，所测硬度值应符合：炉管≤241HBW； 其他管道≤300HBW。若硬度值超过规定，则应加强检查。
3. 结论
A335 P9 钢焊接性差，焊接工艺复杂，焊接质量要求高，先进合理的焊接工艺及严格的过程质量控制是获得优质焊接的保证。因此铬钼钢炉管对接施焊和检修必须严格执行有关标准，对焊缝进行有效的热处理，使其硬度符合要求。
参考文献：
焊接热处理范文6
一、热处理法
热处理法是利用材料在高温下屈服点下降和蠕变现象，达到松弛焊接残余应力的目的。同时，热处理还可改善焊接接头的性能。生产中常用的热处理法，有整体热处理和局部热处理两种。
1.整体热处理
将整个结构件缓慢加热到一定的温度（低碳钢为650℃），并在该温度下保温一定的时间（一般按每mm板厚保温2－4min，但总时间不少于30min），然后空冷或随炉冷却。整体热处理消除残余应力的效果取决于加热温度、保温时间、加热和冷却速度、加热方法和加热范围，一般可消除60%－90%的残余应力，在生产中应用比较广泛。
2.局部热处理
对于某些不允许或不可能进行整体热处理的焊接结构，可采用局部热处理。局部热处理就是对构件焊缝周围的局部应力很大的区域及其周围，缓慢加热到一定温度后保温，然后缓慢冷却，其消除应力的效果不如整体热处理，它只能降低残余应力峰值，不能完全消除残余应力。对于一些大型筒形容器的组装环缝和一些重要管道等，常采用局部热处理来降低结构的残余应力。例如，在铺设热力管道的过程中，焊接结束时常采用氧乙炔焰对焊缝进行局部加热，来降低焊接部位的残余应力。
二、机械拉伸法
机械拉伸法是通过不同方式在构件上施加一定的拉伸应力，使焊缝及其附近产生拉伸塑性变形，与焊接时在焊缝及其附近所产生的压缩塑性变形相互抵消一部分，以达到松弛残余应力的目的。实践证明，拉伸载荷加的越高，压缩塑性变形量就抵消得越多，残余应力消除得越彻底。在压力容器制造的最后阶段，通常要进行水压试验，其目的之一也是利用加载来消除部分残余应力。
1.温差拉伸法
温差拉伸法的基本原理与机械拉伸法相同，其不同点是机械拉伸法采用外力进行拉伸，而温差拉伸法是采用局部加热形成的温差来拉伸压缩塑性变形区。做法通常是在焊缝两侧各用一适当宽度（一般为100-150mm）的氧乙炔焰嘴加热焊件，将焊件表面加热到200℃左右，在焰嘴后面一定距离用水管喷头冷却，以造成两侧温度高、焊缝区温度低的温度场。两侧金属的热膨胀对中间温度较低的焊缝区进行拉伸，产生拉伸塑性变形抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，从而达到消除残余应力的目的。如果加热温度和加热范围选择适当，消除应力的效果可达50%－70%。
2.锤击焊缝
在焊后用手锤或一定直径的半球形风锤锤击焊缝，可使焊缝金属产生延伸变形，能抵消一部分压缩塑性变形，起到减小焊接应力的作用。锤击时，注意施力应适度，以免施力过大而产生裂纹。
三、震动法
利用由偏心轮和变速电动机组成的激振器，使结构发生共振所产生的循环应力来降低内应力。震动法所用设备简单、价廉，节省能源，处理费用低，时间短，也没有高温回火时金属表面氧化等问题。所以，目前在焊件、铸锻件中，为了提高尺寸稳定性，较多采用该方法。
