热处理通用技术规程
第一章基本要求
1 前言
钢制焊接容器，在焊接过程中由于焊接接头的收缩，所有焊接部位将产生较大的焊接残余应力。为了消除焊接接头德高残余应力和减轻焊缝附近的局部脆化，目前，国广泛采用焊后热处理工艺，针对不同的工程容，提出了多种施工方法，有部燃烧法、热风加热法、电加热法以及爆炸能消除应力法等。从总的趋势看，多选用以轻柴油或液化气为燃料的部燃烧法或电加热法进行整体热处理。
2 适用围
2．1 本规程适用于现场组焊的各类球罐整体热处理或局部热处理工作和各类分段组对容器的局部热处理工作。
2．2 本规程列述了燃油法热式整体热处理工艺、燃气法整体热处理工艺、电加热整体热处理工艺以及焊接过程中的预热、后热和局部热处理的基本工艺要求。本规程中各类热处理工艺及要求均为通用工艺文件及要求，如与图纸及专用热处理工艺要求相抵触时，应按后者执行。
3 编制依据
3．1 《钢制压力容器》GB150-1998
3．2 《钢制球形储罐》GB12337-98
3．3 《球形储罐施工及验收规》GB50094-98
3．4 《压力容器安全技术监察规程》
3．5 其它有关标准及文献
4 热处理目的
4．1 残余应力的消除，稳定容器的几何尺寸，改变焊缝的冶金性质。
4．2 减少硬化组织，提高金属的韧性和抗应力腐蚀的能力。
4．3 进一步进行焊后消氢，防止延迟裂纹的产生，预防滞后破坏和提高耐疲劳强度和蠕变强度。
5 预热和后热处理
5．1 预热温度应根据钢种、板厚、产品结构钢性及焊接环境温度综合考虑决定。5．2 环境温度是保证焊接质量的一个重要条件；对于低合金钢，当环境温度低于5℃时；对于碳钢，当环境温度低于0℃时，凡常温下不要预热的焊件，一律
在焊缝两侧各100mm围预热至15℃后才允许施焊。
5．3 预热方式采用电加热进行，坡口两侧预热围应大于3倍板厚，且不得小于100mm，外壁的温度均不得低于预热温度。
5．4 要求焊前预热的焊缝，施焊时层间温度不得低于预热温度的下限值。5．5 预热温度应按焊接工艺评定或焊接工艺规程执行，常用钢材的预热温度按下表选用
5．6 产品是否需要进行预热和后热处理及处理规首先应符合图纸和设计规定，图纸无规定时可参考相应标准。
5．7 焊后立即进行后热处理的围
5．7．1 厚度大于32mm，且材料标准抗拉强度大于540Mpa；
5．7．2 厚度大于38mm的低合金钢；
5．7．3 嵌入式接管与壳体的对接焊缝；
5．7．4 焊接工艺规程确定需要进行后热处理者。
5．8 后热处理应满足焊接工艺规程要求或按下列要求进行
5．8．1 后热温度：200～250℃
5．8．2 后热时间：0.5～1h
5．9 预热和后热应均匀，其温度测量应在距焊缝中心50mm处对称测量，每条焊缝测量点数不应少于3对。
5．10 预热和后热宜在焊缝焊接侧的背面进行。
6 焊后整体热处理和局部热处理的围
6．1 设计图样要求进行焊后整体热处理或局部热处理者
6．2 盛装液化石油气、液氨等具有应力腐蚀的容器
6．3 名义厚度大于34mm（当焊前预热100℃以上时，名义厚度大于38mm）的碳素钢容器和07MnCrMoVR钢制容器
6．4 名义厚度大于30mm（当焊前预热100℃以上时，名义厚度大于34mm）的
16MnR钢容器
6．5 名义厚度大于28mm（当焊前预热100℃以上时，名义厚度大于32mm）的15MnVR 钢容器
6．6 任意厚度的其他低合金钢容器
6．
6．8 基本工艺参数
6．8．1 恒温时间：最少恒温时间按最厚壳板对接焊缝厚度的每25mm保持1h 计算，且不应少于1h。
6．8．2 300℃以下自然升温，300℃以上升温速度≯50～80℃/h。
6．8．3 降温速度30~50℃/h，300℃以下自然冷却。
6．8．4 在300℃以上阶段，壳板表面上任意两测温点的温差不得大于130℃。6．9 当图样有要求时按图样要求进行热处理参数选择。
7 热处理的前期准备
7．1 所有无损检测工作完毕，报告齐全，经审查合格。
7．2 球罐外表面质量和焊后球罐几何尺寸须经三方联合检查格。
7．3 必须经质保体系、甲方、监检单位会签。
7．4 热处理前硬度已测定。
7．5 烟囱、保温、柱腿移动装置已安装完毕。
7．6 各操作系统已安装调试好，热电偶、记录仪等经校验并合格。
7．7 供电系统必须经全面检查，并同有关单位联系，确保60小时不停电。7．8 必须掌握可靠的气象资料，确保50小时无雨方可进行热处理。
7．9 防风、雨棚已搭设好；脚手架、跳板已搭设好，绑扎牢固。跳板等与保温棉的间距不少于1000mm。
7．10 安全、消防设施全部落实。
7．11 各操作、维护人员已到位，已技术交底，对本岗位操作熟悉。
8 热处理管理
8．1 热处理质量控制程序（见热处理质量控制程序图）
8．2 热处理方案
8．2．1 热处理工艺和措施应纳入施工组织设计的容，当有特殊要求时应单独编制热处理方案。
8．2．2 应根据材质、壁厚、设计技术条件、标准、规、焊接工艺试验报告进行热处理方案的编制。
8．2．3 热处理方案应包括下列容
8．2．3．1 热处理容器或零件的材质、主要尺寸和重量
8．2．3．2 热处理方法（电加热法局部热处理、燃法或电加热法整体热处理）8．2．3．3 热处理设备或加热系统布置
8．2．3．4 热处理时间---温度控制（加热速度、保温温度、保温时间、冷却温度、冷却时间、冷却方式）
8．2．3．5 测温点及热电偶布置
8．2．3．6 局部电加热法的加热方式（加热、外加热）、均匀加热区的宽度和保温措施
8．2．3．7 燃法整体热处理的燃料、喷嘴类型、热处理装置安装及操作，保温措施
8．2．3．8 产品试板热处理要求及布置
8．2．4 热处理前的联合检查：由质保师组织相关专业责任师对热处理容器进行几何尺寸、焊缝表面质量检查，以及各工序施工记录的检查，确认无损检测、所有修补工作、连接板等焊接件的各项工作已全部结束，质量检验合格，施工记录与资料齐全，并办理热处理前联合检查会签。
第二章燃油法热式整体热处理工艺规程
1 工艺原理
以球罐本身为燃烧室，在球罐外表面敷设保温材料进行保温。以0#或-10#轻质柴油为燃料，以压缩空气为雾化剂，以自然风作为二次风、三次风，用液化石油气为点火材料，点燃安装在球罐下极人孔上的高压喷嘴，将压缩空气送入喷嘴将柴油雾化，同时调节油、气、风，使其连续稳定燃烧，烟气由装在上极人孔带蝶阀的烟囱排除。这样喷嘴燃烧形成的热量就会以对流和辐射的方式加热球体到规定温度，从而使球罐发生塑性变形，残余应力得到释放，改善由于压片、组装、焊接产生的变形，同时较长时间的保温，也有利于焊缝金属中有害气体（主要为H2）的扩散、释放、提高了球罐的使用寿命。
2 热处理装置
热处理装置包括加热、供油、供燃料气、供风、测温和柱腿移动等系统组成。2．1 加热系统：本系统由液化气燃烧器、点火器、喷嘴、进风套筒和管道调节阀等组成。
2．1．1 液化气燃烧器采用自制的专用燃烧器，安装于下人孔处，其作用既可加热下人孔球体，又可燃烧点火，保证雾化油连续，均匀燃烧。
2．1．2 点火器：采用自制单头液化气喷嘴（烤把）。
2．1．3 油喷嘴
油喷嘴是热处理的核心设备。采用GD4.4×9型高压多孔油喷嘴。当雾化剂压力为0.21Mpa时，其燃烧能力为140升/小时；当雾化剂压力为1.03Mpa时，其燃烧能力为1400升/小时。热处理前应进行热负荷运算，油喷嘴经试烧后方可
正常使用。
2．2 供油系统
供油系统需4吨容量的贮槽一台，2CY-1.1/1.45齿轮油泵两台（一台备用）；调节计量有控制阀组、压力表等；油泵出口有回油管；贮油槽口加滤网以免堵塞喷嘴。
2．3 供风系统
雾化剂用风由两台7kgf/cm2/9m3空压机提供（一台备用）或用工厂风。压缩空气经缓冲罐，分气包至操作房控制阀组，最后输入喷嘴。
助燃用二、三次风，由上、下人孔形成的气压差以及上升热流经进风套筒吸入自然风提供。
2．4 测温系统
本系统由测温点、热电偶、补偿导线、自动记录仪等组成。
2．4．1 测温点布置
测温点数
2．4．2 热电偶的安装
热电偶的安装采用在球皮上点焊M16的开槽螺母，用螺栓压紧的方法。连接热电偶的补偿导线悬置固定，以免烧坏。冷端温度应接近环境温度。2．4．3 测温
测温记录由XWF-300型记录仪完成，记录仪应与热电偶、补偿导线相匹配。记录仪、热电偶在使用前应校核，均应有“校验合格证”。
2．5 柱腿移动设施
热处理时，加热和冷却导致球体膨胀和收缩。为了避免柱腿与球罐连接处产生过大的应力和变形，因而要随时调整柱腿，一般每升、降100℃调整一次，使柱腿始终处于垂直状态。具体做法如下：
做一个可移动的柱腿支架，固定于柱腿上，将千斤顶置于其上，升温时向外顶，降温时向顶。为了便于移动，柱腿板下的平垫铁应涂上黄油，以减少磨擦力。在使用千斤顶的同时，松动或拧紧定位拉杆。
球罐膨胀量按公式计算：
A=φ×a×t×1/2（mm）
φ——球罐径