CN101724740B - 一种p92钢热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种P92钢热处理方法，采用柔性陶瓷电阻加热热处理工艺，并对加热带及保温层的布置，通过合理确定加热器及保温棉宽度，控制升降温速度及保温时间，使恒温过程中内外壁温差小于30℃，保证了焊缝的冲击性能，提高了材料的使用性能。

Description

一种P92钢热处理方法

技术领域

本发明属于特殊钢热处理，特别涉及一种P92钢热处理方法。

背景技术

目前，随着电力工业发展和全球对环境问题的日益关注，高参数、大容量的超临界(SC)和超超临界(USC)机组已成为火电发展的必然趋势。由于目前火力发电机组锅炉承压部件广泛应用的P91耐热钢，其极限温度仅为585℃，无法满足SC和USC机组的需要。而P92钢允许锅炉主蒸汽温度提高到610℃，再热温度高达625℃，在USC机组的高温集箱和蒸汽管道等部件得到越来越广泛的应用，目前我国的华能玉环发电厂、华电邹县发电厂，上海外高桥发电厂等单机容量为1000MW以及600MW USC机组的主蒸汽管道设计上均选用了P92钢管。

P92钢在参数为600℃的超超临界机组中长期运行时，由于钨的加入促进了Laves相的析出，增大了P92钢的脆化倾向，因此为了超超临界机组运行和检修过程的安全，必须保证足够的冲击功，EN1597-1标准规定对于P92焊缝熔敷金属焊后热处理的冲击功A_Kv≥41J，影响P92钢焊缝冲击性能的因素包括焊接工艺、焊后热处理温度及时间，焊接材料等，其中焊后热处理温度及时间对焊缝冲击性能有着至关重要的影响，工艺评定试验表明当P92管道恒温过程中内外壁温差大于30℃时，焊缝根部冲击功已低于41J，不能满足EN1597-1标准要求。

目前火力发电厂承压管道焊后热处理普遍采用柔性陶瓷电阻加热器加热，按照DLT/T819-2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》的规定确定加热范围对P92管道进行焊后热处理，内外壁温差达将近50℃，虽然可满足规程规定的在加热范围内，任意两点间的温差小于50℃即为合格的要求，但此时焊缝根部冲击值低于41J，不能满足EN1597-1标准的要求。

《华能电厂P91、P92管道现场焊后热处理工艺导则(试行)》给出了柔性陶瓷电阻加热对于P92钢的热处理工艺，但采用该工艺，恒温过程中内外壁温差仍可达30℃以上，不能有效保证焊缝的冲击性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种P92钢热处理方法，本方法采用柔性陶瓷电阻加热器加热的热处理工艺，以达到降低P92钢焊后热处理恒温过程的内外壁温差，保证材料的使用性能。

本发明的技术方案是：

本发明采用柔性陶瓷电阻加热器加热，加热带及保温层的布置方式如图所示，各参数选择及热处理工艺步骤如下：

一种P92钢热处理方法，其特征在于：采用柔性陶瓷电阻加热器加热的热处理工艺：

1)、柔性陶瓷电阻加热器宽度HB的选择应符合以下关系

$\mathrm{HB}=166+4.5\sqrt{\mathrm{Rt}}$

R—管道内径

t---管道的名义壁厚

2)、保温宽度GCB的确定应符合以下关系

$\mathrm{GCB}=t+9\sqrt{\mathrm{Rt}}$

9)对于水平对接管道，管道直径小于273mm，设置一个控温区，直径大于等于273mm，应设置两个及以上控温区，对于垂直管道，可设置一个控温区，控温热电偶应沿焊缝中心线布置，同时位于对应控温加热区的中心；

10)待P92管道焊接完毕缓慢冷却到120-150℃时，安装加热器，布置热电偶，当温度降到80-100℃范围内时，通电使其在80-100℃范围内恒温2h；

11)以150℃/h加热升温至300℃；

12)温度到达300℃后，以80℃/h升温至750-770℃，保温时间按壁厚每毫米5分钟计算，最低不能低于4h；

13)控制降温速度100℃/h至300℃；

14)断电，缓冷至室温，拆除加热器。

本发明效果是：

本方法采用柔性陶瓷电阻加热器加热的热处理工艺，以达到降低P92钢焊后热处理恒温过程的内外壁温差小于30℃，保证材料的使用性能。

附图说明

图1是加热带及保温层的布置方式图

具体实施方式

本P92钢热处理方法是采用柔性陶瓷电阻加热器加热的热处理工艺：

1、柔性陶瓷电阻加热器宽度的选择应符合以下关系

$\mathrm{HB}=166+4.5\sqrt{\mathrm{Rt}}$

HB----加热区(加热器布置宽度)

R—管道内径

t---管道的名义壁厚

2、保温宽度GCB的确定

采用上述加热器宽度的保温宽度的选择应符合以下关系

$\mathrm{GCB}=t+9\sqrt{\mathrm{Rt}}$

3、热电偶布置

控温热电偶应沿焊缝中心线布置，对于水平对接管道，管道直径小于273mm，设置一个控温区，直径大于等于273mm，应设置两个及以上控温区，对于垂直管道，可设置一个控温区。

4、P92管道焊接完毕缓慢冷却到120-150℃时，随后立即按图1所示安装加热器，按热电偶布置要求布置热电偶，当温度降到80-100℃范围内时，通电使其在80-100℃范围内恒温2h。

5、以150℃/h加热升温至300℃。

6、温度到达300℃后，以80℃/h升温至750-770℃，保温时间按壁厚每毫米5分钟计算，最低不能低于4h。

7、控制降温速度100℃/h至300℃。

8、断电，缓冷至室温，拆除加热器。

下面结合实施例详细描述本发明

实施例1

1、利用Φ538mm*91mm的P92主蒸汽管道按照P92钢焊接工艺进行焊接，焊接前在管道内壁安装监控热点偶。

2、计算加热区宽度HB＝976mm，保温区宽度GCB＝1710mm，根据计算数据订制加热器及保温棉规格。

3、待P92管道焊接完毕缓慢冷却到140℃时，随后立即按图1所示安装加热器，控温热电偶布置于焊缝中心，分三区控温，当温度降到95℃时，通电使其在该温度下恒温2h。

4、以150℃/h加热升温至300℃。

5、温度到达300℃后，以80℃/h升温至768℃，保温8h。此时监控热电偶与控温热电偶温差显示为22℃。

6、控制降温速度100℃/h至300℃。

7、断电，缓冷至室温，拆除加热器。

按照DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》对焊接接头进行冲击试验，结果如下

 

位置	根部	层间	表面
				焊缝区	43J	47J	53J

焊缝区冲击值能够满足EN14751标准最低41J的要求。

实施例2

1、利用Φ433mm*72mm的P92主蒸汽管道按照P92钢焊接工艺进行焊接，焊接前在管道内壁安装监控热点偶。

2、计算加热区宽度HB＝815mm，保温区宽度GCB＝1370mm，根据计算数据订制加热器及保温棉规格。

3、待P92管道焊接完毕缓慢冷却到140℃时，随后立即按图1所示安装加热器，控温热电偶布置于焊缝中心，分两区控温，当温度降到90℃时，通电使其在该温度下恒温2h。

4、以150℃/h加热升温至300℃。

5、温度到达300℃后，以80℃/h升温至768℃，保温6h，此时监控热电偶与控温热电偶温差显示为21℃。

6、控制降温速度100℃/h至300℃。

7、断电，缓冷至室温，拆除加热器。

按照DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》对焊接接头进行冲击试验，结果如下

 

位置	根部	层间	表面
				焊缝区	42J	45J	55J

焊缝区冲击值能够满足EN14751标准最低41J的要求。

Claims (1)

1.一种P92钢热处理方法，其特征在于：采用柔性陶瓷电阻加热器加热的热处理工艺：

1)、柔性陶瓷电阻加热器宽度HB的选择应符合以下关系

R-管道内径

t---管道的名义壁厚

2)、保温宽度GCB的确定应符合以下关系

3)对于水平对接管道，管道直径小于273mm，设置一个控温区，直径大于等于273mm，应设置两个及以上控温区，对于垂直管道，设置一个控温区，控温热电偶应沿焊缝中心线布置，同时位于对应控温加热区的中心；

4)待P92管道焊接完毕缓慢冷却到120-150℃时，安装加热器，布置热电偶，当温度降到80-100℃范围内时，通电使其在80-100℃范围内恒温2h；

5)以150℃/h加热升温至300℃；

6)温度到达300℃后，以80℃/h升温至750-770℃，保温时间按壁厚每毫米5分钟计算，最低不能低于4h；

7)控制降温速度100℃/h至300℃；

8)断电，缓冷至室温，拆除加热器。

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