CN102127628A

CN102127628A - 一种大型管道整体热处理工艺

Info

Publication number: CN102127628A
Application number: CN 201110073396
Authority: CN
Inventors: 谢忠; 许创建; 杨建峰; 张强松; 刘文斌
Original assignee: ZHEJIANG THERMAL POWER CONSTRUCTION CO
Current assignee: ZHEJIANG THERMAL POWER CONSTRUCTION CO
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2011-07-20

Abstract

一种大型管道整体热处理工艺，包括以下步骤：1)将待热处理的大型管道放入热处理炉的工位，启动加热器开始加热，当加热温度低于300℃时，升温速度按照式(1)计算；当加热温度达到300℃后，加热速度取100℃/h，直到加热温度达到保温温度600℃；2)调节加热器的加热功率实现保温，保温时间为1.5～2.5小时；3)将保温后的大型管道进行冷却，当温度不低于300℃时，冷却速度按照式(1)进行，当温度低于300℃时，在空气中自然冷却；4)将热处理完毕的大型管道从热处理炉取出。本发明能有效满足大管径场合、热处理效果较好、焊缝热处理质量较高。

Description

一种大型管道整体热处理工艺

技术领域

本发明属于一种大型管道热处理工艺。

背景技术

对于大型管道，目前通常采用履带式远红外加热器加热的热处理方式，由于管子直径大，一段标准(6m/节)管子上要热处理的焊缝数量多(纵焊缝2条、环焊缝1条、刚性环对接焊缝8条、角焊缝8条)。需要投入相当大的人力和物力来进行保温棉和加热器的铺设和拆除工作，影响工程进度；而且角焊缝部位采用上述方式进行热处理很难达到良好的热处理效果，影响焊缝热处理质量。

现有履带式远红外加热工艺存在的缺陷：无法有效满足大管径场合，热处理效果较差、焊缝热处理质量较低。

发明内容

为了克服现有大型管道热处理工艺的无法有效满足大管径场合，热处理效果较差、焊缝热处理质量较低的不足，本发明提供一种有效满足大管径场合、热处理效果较好、焊缝热处理质量较高的大型管道整体热处理工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大型管道整体热处理工艺，所述热处理工艺包括以下步骤：1)将待热处理的大型管道放入热处理炉的工位，启动加热器开始加热，当加热温度低于300℃时，升温速度按照下式(1)计算：

u＝6250/δ (1)

其中，u为加热或冷却速度，单位：℃/h，δ为最大壁厚，单位：mm；

当加热温度达到300℃后，加热速度取100℃/h，直到加热温度达到保温温度600℃；

2)调节加热器的加热功率实现保温，保温时间为1.5～2.5小时；

3)将保温后的大型管道进行冷却，当温度不低于300℃时，冷却速度按照式(1)进行，当温度低于300℃时，在空气中自然冷却；

4)将热处理完毕的大型管道从热处理炉取出。

进一步，所述热处理炉的炉壳上布置多个热电偶测温仪，取各个热电偶测温仪的平均值为测量温度。

本发明的有益效果主要表现在：1.对钢管进行整体热处理，炉内热处理的焊件受热时温差小并容易控制，整体冷却后应力分布均匀而不至于因为局部冷却而造成新的应力，提升热处理工艺质量、提高热能利用率。而且解决角焊缝热处理难等问题；

2.整体热处理比局部热处理的加热温度一般低50～100℃，减少整体热处理时间，降低综合能耗，节约成本；因为局部热处理作业时因为工件导热、通风、与环境热交换等综合不利因素导致热量容易流失，而整体炉内热处理则加热均匀，热量保护良好。所以整体热处理的加热温度比局部热处理的加热温度一般低50～100℃，这样就大大降低了综合能耗、节约成本；

3.减少人工、耗材、电力、场地等投入，大幅度降低了工程造价，取得了良好的经济效益。按照热处理一节管子(6m/节)来计算，用热处理炉比用履带式远红外加热器加热的热处理方式可节约大约8000元(节省劳动力、节省保温材料、节能)。

4.提高了生产效率，加快了施工进度。

附图说明

图1是大型管道整体热处理炉的示意图。

图2是大型管道整体热处理炉的剖视图。

图3是热处理工艺曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图3，一种大型管道整体热处理工艺，所述热处理工艺包括以下步骤：

1)将待热处理的大型管道放入热处理炉的工位，启动加热器开始加热，当加热温度低于300℃时，升温速度按照下式(1)计算：

u＝6250/δ (1)

4)将热处理完毕的大型管道从热处理炉取出。

标准DL/T819-2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》规定了火力发电厂钢制承压管道、部件(包括承压部件与非承压部件)在制作、安装、检修过程中对焊件进行焊接热处理的要求。如表1为常用钢的焊后热处理温度与时间(DL/T819-2002)：

表1

根据标准规定，我们制定了具体的热处理工艺，并完成了相应的焊接工艺评定。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，热处理时要控制升温速度、加热温度、保温时间、冷却方式、冷却速度、出炉温度等工艺参数。

一般认为加热温度越高，越易于消除应力，但同时温度越高氧化就越严重，变形就越大。若一旦超过钢材的原回火温度，钢的强度便要降低。经综合考虑，保温温度确定为600℃^±25℃。

升降温速度控制，升温速度的上限随焊件壁厚的增加而降低，也与焊件的最大厚度和最小厚度有关。碳素钢最大厚度和最小厚度之比小于4，升温和冷却速度可按下式计算：

u＝6250/δ(℃/h)

其中，u为加热和冷却速度(℃/h)，δ为最大壁厚，单位mm，计算结果即为125℃/h。综合考虑热处理炉没有设置热风循环设备，为了减少因加热和降温速度过快而导致应力的产生，在加热温度到300℃时取100℃/h的升温速度。开始降温时也取100℃/h的降温速度。当降温至300℃以下时，降温速度可不控制，操作上程序可以打开炉盖，在空气中自然冷却。

保温时间为2h，加热范围为整体加热，温度测量采用布置在炉壳上的6个热电偶测温仪器，反馈到温控仪上。

热处理质量检验：工件热处理后表面颜色正常，无过热、欠热痕迹，没有发现再热裂纹。尺寸检查未见变形，热处理结果令人满意。同时对热处理完成后的工件进行硬度检测。

本实施例的大型管道整体热处理炉，包括炉壳、加热器1、循环风扇和热电偶测温仪器，所述炉壳包括炉盖2和炉体3，所述炉盖2安装在所述炉体3上，所述炉体3内安装加热器1和循环风扇，所述炉体3底部设有供待热处理大型管道放置的加工工位4，所述热电偶测温仪器安装在所述炉盖2内。

所述加工工位4为两个支墩。所述炉壳的内壁覆盖保温材料层。所述炉壳内侧四周设有限位件5。所述炉盖2呈圆弧形，所述炉体3呈方形。

本实施例中，热处理炉由炉壳、保温材料、加热器、循环风扇、型热电偶、温控仪、输出电线等材料组成。为减少占地面积，设计上采用上下分体结构形式。为了最大程度减小炉内体积，提高热利用率，保证升温速度，上面炉盖设计成弧形结构(8m×7.7m×2.5m)，下面炉体设计成方形结构(7.3m×6.5m×3.2m)，炉壳内侧均采用100mm厚度的高性能保温棉材料，用不锈钢钢丝网、保温压板和保温钩钉固定。为了方便热处理炉的维护保养，在炉体侧面设置检修人孔门。底部设置两个支墩用于进行热处理时搁置钢管，支墩间距为3米；为了有效保护炉壳，方便钢管就位，炉壳内侧四周设置限位装置。

对管子进行整体热处理，下面举任一管子(壁厚38mm)的整体热处理情况。

1.按热处理工艺对管子进行整体热处理。

2.热处理过程自动记录曲线

3.参数对比

实际热处理工艺参数与DL/T819-2002规程中参数的对比。

表2

从表2中可见，所有比较项目均符合规定并远远高于标准。工件退火后表面颜色正常，无过热、欠热痕迹，没有发现再热裂纹。尺寸检查未见变形，热处理结果令人满意。整体热处理作业已经过2年多的工程实践，已经完成10000吨钢管的热处理工作量，炉体未曾出现异常情况，大工件成品采用整体热处理的优越性得到极大程度的体现。

Claims

1.一种大型管道整体热处理工艺，其特征在于：所述热处理工艺包括以下步骤：

u＝6250/δ (1)

4)将热处理完毕的大型管道从热处理炉取出。

2.如权利要求1所述的一种大型管道整体热处理工艺，其特征在于：所述热处理炉的炉壳上布置多个热电偶测温仪，取各个热电偶测温仪的平均值为测量温度。