CN104789749A - 一种用于管屏焊缝热处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热处理领域，公开了一种管屏焊缝热处理的方法，其中，该方法包括：a、在管屏(3)的焊缝周围形成加热空间；b、通过所述加热空间对所述管屏(3)的焊缝进行辐射加热。通过在所述管屏上设置加热装置对管屏上的焊缝进行热辐射式加热，可以避免直接热传导式加热造成的焊缝处温度梯度过大的问题，可以实现对焊缝的均匀加热，使焊缝的热处理温度更加均匀，提高了热处理的质量。

Description

一种用于管屏焊缝热处理的方法

技术领域

本发明涉及热处理领域，具体地，涉及一种管屏焊缝热处理的方法。

背景技术

高温过热器、高温再热器是锅炉高温受热面的重要组成部分，与水冷壁、省煤器等共同构成了锅炉炉膛。高温过热器、高温再热器的入口段、出口段与集箱相联接的部分采用新型耐热钢材料的管件，该部分管件焊接于高温过热器、高温再热器后，需要在施工现场对管件的焊缝进行焊接和热处理。焊后热处理是为了降低焊接接头的残余应力，改善焊缝金属的组织和性能。由于管件的焊接裂纹敏感性较强，因此对管件的焊接、热处理工艺要求非常严格，如果工艺不当造成质量问题将导致焊缝发生裂纹甚至在运行中发生爆管，严重影响锅炉的安全运行。

高温过热器、高温再热器小口径管屏的现场热处理一般采用多组加热器直接敷设在管子焊缝表面，进行加热处理，为了减少边管加热不均，一些工艺也采取了在边管加“假管”的方式进行改善。但该方法存在作业繁琐、控温困难，管子周向受热不均，导致组织残余应力较大等不足，严重的影响热处理质量。尤其是对于一些高温再热器管屏，焊接接头上下部分管子规格尺寸不一样，更给上述热处理方式造成困难，影响焊接接头热处理质量。

因此，需要提供一种能够对管屏焊缝进行均匀热处理的加热方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对管屏焊缝进行均匀热处理的加热方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种管屏焊缝热处理的方法，其中，该方法包括：a、在管屏的焊缝周围形成加热空间；b、通过所述加热空间对所述管屏的焊缝进行辐射加热。

优选地，使用加热装置在所述管屏的焊缝周围形成所述加热空间，所述加热装置包括能够拼合成完整箱体的一对加热箱，每个所述加热箱包括底板和形成在该底板同侧并围成框体的侧板，所述加热箱上设置有位于所述加热箱的内侧的用于热辐射加热的加热片，其中一部分侧板能够抵压在所述管屏上并且另一部分侧板能够彼此接合从而在一对所述加热箱之间形成加热空间，步骤a包括：从所述管屏的两侧拼合所述加热箱并密封所述加热箱之间以及所述管屏和所述加热箱之间的间隙，从而在所述加热箱之间形成加热空间，并使所述管屏的焊缝容纳在所述加热空间内；以及步骤b包括：通过所述加热片加热所述焊缝。

优选地，所述方法包括在所述加热空间边缘的相邻管件之间填充保温棉。

优选地，所述方法还包括：在将所述加热箱固定到所述管屏之前，在所述管屏上设置热电偶。

优选地，所述管屏的管件沿竖直方向延伸，所述焊缝区域位于所述加热箱的高度中心线的上部。

优选地，所述高度中心线比所述焊缝的中心线下移2-3cm。

优选地，所述加热片与所述管屏保持60cm以上的距离。

优选地，所述方法还包括在拼合所述加热箱后，在所述加热箱外包覆保温层，其中，所述底板上的保温层厚度不小于50mm；抵压在所述管屏的侧板上的保温层厚度不小于管件壁厚的2倍且不小于150mm。

优选地，所述管屏的管件直径为d毫米，管件壁厚为c毫米，管件数量为n，所述加热装置的加热功率为T千瓦，T＝2dcn/625。

优选地，所述焊缝两侧位于所述加热空间中的管件长度均不小于管件壁厚的4倍并且不小于100mm。

通过上述技术方案，通过在所述管屏上设置加热装置对管屏上的焊缝进行热辐射式加热，可以避免直接热传导式加热造成的焊缝处温度梯度过大的问题，使焊缝的温度均匀，提高了热处理的质量。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种具体实施方式的加热箱的立体结构图。

图2是根据本发明的一种具体实施方式的加热箱沿垂直于管件的直径的表面的剖视图。

图3是根据本发明的一种具体实施方式的管屏的结构示意图。

附图标记说明

1   加热箱    2   加热片

3   管屏      4   热电偶

11  底板      12  侧板

121 第一侧板  122 第二侧板

13  固定结构  14  柔性密封条

21  接线

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的一种具体实施方式，提供了一种管屏焊缝热处理的方法，其中，该方法包括：a、在管屏3的焊缝周围形成加热空间；b、通过所述加热空间对管屏3的焊缝进行辐射加热。其中，在辐射加热中，用于加热的部件(加热片、电热丝等)与管屏3的管件之间保持距离，避免产生直接热传递，这是因为直接的热传递需要加热部件与管件直接接触，管件的形状使得这样的直接接触不充分，很容易在管件上产生温度梯度，影响热处理质量。热辐射的加热方式可以不受被加热的管件形状的影响，可以比较均匀地对管件及其焊缝进行加热，使得管件及其焊缝的温度更均匀，提高了热处理质量。

具体地，本发明使用加热装置在管屏3的焊缝周围形成所述加热空间，所述加热装置包括能够拼合成完整箱体的一对加热箱1，每个加热箱1包括底板11和形成在底板11同侧并围成框体的侧板12，加热箱1上设置有位于加热箱1的内侧的用于热辐射加热的加热片2，其中一部分侧板12能够抵压在管屏3上并且另一部分侧板12能够彼此接合从而在一对加热箱1之间形成加热空间，步骤a包括：从管屏3的两侧拼合加热箱1并密封加热箱1之间以及管屏3和加热箱1之间的间隙，从而在所述加热箱1之间形成加热空间，并使所述管屏3的焊缝容纳在所述加热空间内；以及步骤b包括：通过加热片2加热所述焊缝。抵压于管屏3上的侧板12与管屏3之间的静摩擦力可以使加热箱1固定在管屏3上，或者也可以使用其它支撑结构支撑加热箱1。加热片2与管屏3之间可以保持间隔，避免产生直接热传导。

根据本发明的一种具体实施方式，如图1所示，底板11为矩形，侧板12包括分别设置在底板11的第一组平行对边上的第一侧板121以及设置在所述底板11的第二组平行对边上的第二侧板122，第二侧板122的高度大于所述第一侧板121的高度，第一侧板121能够抵压在管屏3上，第二侧板122用于彼此密封地接合。在该结构中，优选地使用了矩形结构的加热箱，当然本领域技术人员可以根据管屏的具体结构对加热箱1的形状做出调整，只要可以保证一对加热箱1彼此固定连接后形成较为密封的加热空间即可。

为了进一步提高加热箱1的保温效果，可以在加热片2和底板11之间设置保温隔热材料，保温隔热材料的厚度可以为50mm以上，保温隔热材料可以是硅酸铝纤维、玻璃纤维等材料。

另外，如图2所示，侧板12的外表面上设置有用于将拼合的一对加热箱1彼此固定的固定结构13。固定结构13可以是卡扣结构、螺纹连接结构等。

根据本发明的一种具体实施方式，侧板12上形成有允许加热片2的接线21穿过的通孔。加热片2可以通过接线21连接于电源以获得电力，电源可以是常用的电源，其功率应当可以满足管件焊缝热处理的需求。

另外，如图1所示，侧板12的抵压于管屏3的边缘设置有柔性密封条14。柔性密封条14可以产生形变，从而使侧板12与管屏3的管件之间的接触面积增大，不仅可以使侧板12更稳定地贴合在管屏3上，同时也可以提高密封效果，减少加热空间中的热量散失。柔性密封条14可以是石棉盘根、硅酸铝纤维等材料。

另外，所述方法包括在所述加热空间边缘的相邻管件之间填充保温棉。抵压于管屏3的侧板12的边缘可以是直边，不能与管屏3的管件充分地贴合，因此可以在管件与侧板12的间隔之间填充保温棉进行密封，防止所述加热空间中的高温气体逃逸出来，减少热量的损失。

另外，所述方法还包括：在将加热箱1固定到管屏3之前，在管屏3上设置热电偶4。如图3所示，热电偶4可以设置在所述焊缝以及所述焊缝附近的管件外壁上，用于监视热处理过程中的温度情况，并根据监视结构调整加热温度，使所述焊缝可以在预定的温度下完成热处理。

具体地，管屏3的管件沿竖直方向延伸，所述焊缝区域位于所述加热箱1的高度中心线的上部。所述高度中心线水平延伸并且位于加热箱1沿高度方向的中心处。由于热空气倾向于上升，因此可以使所述焊缝位于所述加热空间的中心偏上的位置，提高加热效率。

在具体地热处理过程中，所述高度中心线可以比所述焊缝的中心线下移2-3cm。

另外，加热片2与管屏3保持60mm以上的距离。加热片2与管屏3之间的距离应当足够大，从而可以使管件的形状所带来的影响降低到最小，当然，所述距离也不宜过大，否则加热片2的加热效果会降低，并且由于所述加热空间增大也会造成更多的热量损失。

此外，所述方法还包括在拼合加热箱1后，在加热箱1外包覆保温层，其中，底板11上的保温层厚度不小于50mm；抵压在管屏3的侧板12上的保温层厚度不小于管件壁厚的2倍且不小于150mm。所述保温层可以提高加热箱1的保温效果，减少热量损失，节省能量，所述保温层可以采用硅酸铝纤维、玻璃纤维等材料。由于抵压在管屏3的侧板12与管件之间存在间隙，因此此处是密封保温的重点，可以适当增加保温层的厚度；并且保温层的厚度可以根据管屏3的管件的壁厚进行调整，这是由于随着壁厚的变化管件所吸收的热量相应地增加，也需要更好的保温措施。

另外，管屏3的管件直径为d毫米，管件壁厚为c毫米，管件数量为n，所述加热装置的加热功率为T千瓦，T＝2dcn/625。该经验公式为加热功率与管件的规格及数量的关系。

另外，焊缝两侧位于所述加热空间中的管件长度均不小于管件壁厚的4倍并且不小于100mm。焊缝热处理也应当保证焊缝附近的管件的温度，可以防止焊缝与管件热胀冷缩不同步造成焊缝与管件断裂。

实施例

T92合金钢管件的主要化学成分如下表1。

表1

管件壁厚度7mm，管件直径50mm，焊缝宽度为6mm，加热箱长度为1100mm，宽度为250mm，管子数量为16，中心线位置位于焊缝上部2cm处，加热箱1的底板11上保温层厚度50mm，抵压于管屏3的侧板12上的保温层厚度为150mm；加热装置总功率为20kw。

热处理工艺为：热处理加热温度760±10℃，恒温时间120h，升降速率150℃/h，当温度在300℃以下时，可不控制升温速度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种管屏焊缝热处理的方法，其中，该方法包括：

a、在管屏(3)的焊缝周围形成加热空间；

b、通过所述加热空间对所述管屏(3)的焊缝进行辐射加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用加热装置在所述管屏(3)的焊缝周围形成所述加热空间，所述加热装置包括能够拼合成完整箱体的一对加热箱(1)，每个所述加热箱(1)包括底板(11)和形成在该底板(11)同侧并围成框体的侧板(12)，所述加热箱(1)上设置有位于所述加热箱(1)的内侧的用于热辐射加热的加热片(2)，其中一部分侧板(12)能够抵压在所述管屏(3)上并且另一部分侧板(12)能够彼此接合从而在一对所述加热箱(1)之间形成加热空间，

步骤a包括：从所述管屏(3)的两侧拼合所述加热箱(1)并密封所述加热箱(1)之间以及所述管屏(3)和所述加热箱(1)之间的间隙，从而在所述加热箱(1)之间形成加热空间，并使所述管屏(3)的焊缝容纳在所述加热空间内；以及

步骤b包括：通过所述加热片(2)加热所述焊缝。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括在所述加热空间边缘的相邻管件之间填充保温棉。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：在将所述加热箱(1)固定到所述管屏(3)之前，在所述管屏(3)上设置热电偶(4)。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述管屏(3)的管件沿竖直方向延伸，所述焊缝区域位于所述加热箱(1)的高度中心线的上部。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述高度中心线比所述焊缝的中心线下移2-3cm。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加热片(2)与所述管屏(3)保持60cm以上的距离。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括在拼合所述加热箱(1)后，在所述加热箱(1)外包覆保温层，

其中，所述底板(11)上的保温层厚度不小于50mm；抵压在所述管屏(3)的侧板(12)上的保温层厚度不小于管件壁厚的2倍且不小于150mm。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述管屏(3)的管件直径为d毫米，管件壁厚为c毫米，管件数量为n，所述加热装置的加热功率为T千瓦，T＝2dcn/625。

10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述焊缝两侧位于所述加热空间中的管件长度均不小于管件壁厚的4倍并且不小于100mm。