焊后热处理设备概述

Cn-sz 苏州华核热处理工程有限公司

高炉焊缝焊后局部热处理

施工方案

业主名称 山西中阳钢铁有限公司 工程编号 单项工程编号 文件编号

工程名称 高炉焊缝局部热处理施工方案

工程地点 山西省中阳县 性

质 □ 大型（重点）、装置型 □ 中小型

工程类别 □ 新建 □ 扩建、改造 □ 检修 □ 单项 □ Ⅱ类 □ Ⅲ类

版本 日 期 页 次 说 明

1 2011.09.18 所 有 报审、报批

Cn-sz 苏州华核热处理工程有限公司

编制：

审核：

审批：

一、工件基本概况

山西中阳钢铁有限公司制造的炼铁高炉设备（1780）一台，在现场组对焊接后，焊缝需在现场进行局部PWHT。工件规格∮2640~11550mm,L=34685mm, δ=36~65 mm，材质为WSM50C，焊缝总量约为685米。

二、热处理的目的

焊缝焊后局部PWHT，能进一步消除焊缝焊接残余应力，改善焊缝及热影响区的组织，提高焊接接头的综合力学性能，有效延长材料的使用寿命。

三、技术规范及工艺

1．技术规范

a. 参照设计图纸中的技术要求

b．参照GB50236-98“现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范”中规定的对焊前预热及焊后热处理的要求。

C．参照GB6046-92碳钢低合金钢焊接构件焊后热处理的要求。

2、工艺（仅供参考）

℃ 625±25℃

≤120℃/H 1.5~2H ≤150℃/H

400℃以下自然升温 400℃以下自然冷却

H

注：加热时加热区内任意长度4500mm内温差≤130℃

四、焊缝加热功率的计算

环缝周长为11550mm×π= 36267mm,加热器选宽度为240mm,长980mm，加热宽度超过最大板厚40mm的6倍可满足标准要求,保温宽度选用600mm,厚50mm的硅酸铝针刺毯。单条环缝需电加热器52块。用贰台智能电脑温控仪-360千瓦的设备进行控制,热处理时最大供电为520Kw。

液氨贮罐热处理工艺要求

一、设备概况

设备外型尺寸为Φ1800×3350×18，整体材质为16MnR，整体结构简单，筒身长度适中，宜采用整体炉内热处理。

二、编制依据

1. 华陆工程科技有限责任公司提供的设计图纸，图纸编号 12-1759

2. 《钢制压力容器》GB150-1998

3. 《压力容器焊后热处理技术》中国石化出版社 2002版

三、热处理过程中技术要求

3.1 焊后热处理工艺参数的选择

3.1.1 被加热件入炉或出炉时的温度不得超过400℃，但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件，其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300℃。

3.1.2 焊件升温至400℃后，加热区升温速度不得超过（5000/δs）℃/h，且不得超过200℃/h，最小可为50℃/h。

3.1.3 升温时，加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120℃。

3.1.4 保温时，加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。

3.1.5 升温保温期间，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。

3.1.6 炉温高于400℃时，加热区降温速度不得超过(6500/δs)℃/h，且不得超过260℃/h，最小可为50℃/h。

3.1.7 焊件按3.4.1的出炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却。

3.2 焊后热处理及装置应符合以下要求：

a）能满足焊后热处理工艺要求；

b）在焊后热处理过程中，对被加热件无有害的影响；

c） 能保证被加热件加热部分均匀热透；

d）能够准确地测量和控制温度；

e） 被加热件经焊后热处理之后，其变形能满足设计及使用要求。

3.3 焊后热处理设备可以是以下几种之一： a）电加热炉；

b）罩式煤气炉；

c） 红外线高温陶瓷电加热器；

d）能满足焊后热处理工艺要求的其他加热装置

3.4 焊后热处理方法

3.4.1 炉内热处理

a) 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其热处理炉应满足GB9452的有关规定。在积累了炉温与被加热件的对应关系值的情况下，炉内热处理时，一般允许利用炉温推算被加热件的温度，但对特殊或重要的焊接产品，温度测量应以安置在被加热件上的热电偶为准。

焊接过程中的热处理

焊接过程中的热处理主要包括以下三个方面：

一，焊前预热，焊后缓冷

预热的作用为:预热能降低焊后冷却速度,而对于给定成分的钢种,焊缝及热影响区的组织和性能取决于冷却速度的大小。对于淬硬倾向大的钢,通过预热可以减小淬硬程度,防止产生焊接裂纹。另外,预热可以减小热影响区的温度差别,在较宽范围内得到比较均匀的温度分布,有助于减小因温度差别而造成的焊接应力。因此对于有硬倾向的钢材经常采用预热措施。对于铬镍奥氏体钢,预热使热影响区在危险温度区的停留时间增加,从而增大腐蚀倾向。因此,在焊接铬镍奥氏体不锈钢时,不可进行预热。

预热温度的选择应根据焊件的成分、结构刚度、焊接方法等因素综合考虑,并通过焊接性试验来确定。预热一般是在坡口两侧约80mm范围内均匀加热,加热宽度应大于5倍的板厚。常采用火焰加热、工频感应加热和红外线加热等方法。焊后将焊件保温缓冷,可以减缓焊缝和热影响区的冷却速度,起到与预热相似的作用。

二，控制层间温度、后热温度

层间温度是指多层多道焊时,后一层(道)焊缝接前一层(道)焊缝的最低温度，但对于要求预热焊接的￠一般层间温度应等于或略高于预热温度。控制层间温度也是为了降低冷却速度,并能促使扩散氢逸出,有利于防止产生裂纹,但对于某些钢材,如奥氏体钢,为了防止晶间腐蚀,应控制层间温度不宜超过60℃。

后热的作用:焊后将焊件保温缓冷,可以减缓焊缝和热影响区的冷却速度,起到与预热相似的作用。对于冷裂纹向性大的低合金高强度钢等材料,还有一种专门的后热处理,也称为氢处理,即在焊后立即将焊件加热到250～350℃温度范围,保温2～6h后空冷。消处理的目的主要是使焊缝金属中的扩散氢加速逸出,降低焊缝和热影响区中的含氢量,防止产生冷裂纹。对于焊后要求进行热处理的焊件,因为在热处理过程中可以达到除氢目的,不需要另作消氢处理,但是,焊后若不能立即热处理而焊件又必须及时除氢时,则需及时作消氢处理,否则焊件有可能在热处理前的放置期内产生裂纹。

1 / 1

焊前预热和焊后热处理的范围、目的和方法

焊前预热和后热是为了降低焊缝的冷却速度，防止接头生成淬硬组织，产生冷裂纹。焊前预热温度一般在100-200度，后热不属于热处理，也是一种缓冷措施，后热的温度在200-300度，有的单纯是为了缓冷，有的是针对消氢处理的，一定的后热温度，能使焊缝中氢扩散出来，不至于集聚导致裂纹。

后热保温时间要根据工件厚度来确定，一般不会低于0.5小时的。焊后热处理的就多了，主要分为四种：

1低于下转变温度进行的焊后热处理，如消除应力退火，温度一般在600-700之间，主要目的是消除焊接残余应力，

2高于上转变温度进行的焊后热处理，如正火，温度在950-1150之间，细化晶粒，改善材料的力学性能，再如不锈钢的固熔、稳定化处理，温度在1050左右，提高不锈钢的耐蚀性能。尤其是抗晶间腐蚀的能力。再如淬火，不同的淬火工艺能得到不同的效果，提高钢的耐磨性，硬度等。

3先高于上转变温度进行处理再进行低于下转变温度下的热处理。比如正火加回火，淬火加回火等。

4在上下转变温度之间进行的焊后热处理。750-900之间，一些材料的实效强化重结晶退火等。