CN107641702A - 一种大径厚壁管的焊后热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大径厚壁管的焊后热处理方法，在焊后热处理过程中依据母材硬度范围确定保温温度、采用内外壁同时加热、根据公式确定加热宽度以及根据公式确定加热器功率，有效地保证了焊口的热处理质量，使得焊后热处理中焊口的内外壁温差降低到标准要求甚至更高的标准，避免了因温度偏差造成的母材过烧或内外壁焊口性能差异的现象，同时能够保证焊口热处理一次成优，避免了重新热处理的现象，提高了热处理效果，经济效益十分可观。
Description
技术领域
本发明涉及焊接热处理技术领域，尤其是涉及一种大径厚壁管的焊后热处理方法。
背景技术
P91/P92钢基本用于主蒸汽管道和高温蒸汽管道等超高温高压管道上。由于其合金元素含量较高，焊接淬硬倾向大，拘束度大，焊后必须进行热处理，以消除内应力，得到回火马氏体组织。
随着管道壁厚、管径的增大，热处理恒温阶段内外壁温差越大，对材料性能产生的影响越大。
目前按照技术规程采用传统的热处理技术方法，即采用铠装热电偶和陶瓷履带式加热器并不能将焊后热处理内外壁温差降低到最小或者降低到标准要求的范围。
目前针对控制大口径、高合金焊口内外壁温差具有指导性的资料不是很多，其中火力发电厂焊接技术规程中指出关于热电偶的布置方法及加热器的布置方法，对于大径、厚壁、高合金的焊口(管径大于800，壁厚大于70)的指导性较差，不能有效的降低内外壁温差，实测温度达不到工艺设计温度，对于异形管件更是如此，如果只是通过反复的布置加热器来促进焊口实测温度与工艺温度的贴近，此种方法不仅耗时耗力，且焊后热处理效果较差，也不能满足现场管件规格、形式复杂多变的的现场施工。
因此，如何降低大径厚壁管在焊后热处理中的恒温阶段中的内外壁温差，提高大径厚壁管的焊后热处理的效果是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大径厚壁管的焊后热处理方法，该焊后热处理方法能够降低大径厚壁管在焊后热处理中的恒温阶段中的内外壁温差，提高大径厚壁管的焊后热处理的效果。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种大径厚壁管的焊后热处理方法，对大径厚壁管进行焊后热处理，在焊后热处理过程中控制：当大径厚壁管的母材的硬度为HB180～200时控制焊后热处理中的保温温度为750℃～755℃，当大径厚壁管的母材的硬度为HB200～230时控制焊后热处理中的保温温度为755℃～765℃，当大径厚壁管的母材的硬度为HB230～250时控制焊后热处理中的保温温度为760℃～770℃。
优选的，当大径厚壁管的名义管内径大于等于600mm时，采用内外壁同时加热的热处理方式。
优选的，在焊后热处理过程中控制：HB＝2×(4δ+200)，其中HB—加热宽度mm，δ—管道的名义壁厚mm。
优选的，在焊后热处理过程中控制：Pmin＝D×δ/650，其中Pmin—加热器的最小功率W，D—管道的名义外径mm，δ—管道的名义壁厚mm。
优选的，管内的热处理装置包括履带式陶瓷加热器、第一支撑圈，第二支撑圈，第一保温板、第二保温板、进出螺纹杆、测温热电偶以及控温热电偶；
所述第一支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝一侧进行加热，所述第二支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝另一侧进行加热；
所述第一保温板以及第二保温板将缠绕有所述履带式陶瓷加热器的所述第一支撑圈与第二支撑圈夹在中间以用于对所述第一保温板以及第二保温板之间的空间进行保温；
所述进出螺纹杆依次穿过第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板的圆心，且所述第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板通过螺纹连接固定在所述进出螺纹杆上；
所述测温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上；
所述控温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上。
优选的，所述第一支撑圈与第二支撑圈为薄壁圈。
优选的，所述第一保温板与第二保温板为平面板。
优选的，所述大径厚壁管的名义管内径为600mm～1000mm，所述大径厚壁管的名义壁厚为60mm～130mm。
本发明提供了一种大径厚壁管的焊后热处理方法，在焊后热处理过程中依据母材硬度范围确定保温温度、采用内外壁同时加热、根据公式确定加热宽度以及根据公式确定加热器功率，有效地保证了焊口的热处理质量，使得焊后热处理中焊口的内外壁温差降低到8℃～15℃，符合标准要求甚至更高的标准，避免了因温度偏差造成的母材过烧或内外壁焊口性能差异的现象，同时能够保证焊口热处理一次成优，避免了重新热处理的现象，提高了热处理效果，经济效益十分可观。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种大径厚壁管的焊后热处理方法，对大径厚壁管进行焊后热处理，在焊后热处理过程中控制：当大径厚壁管的母材的硬度为HB180～200时控制焊后热处理中的保温温度为750℃～755℃，当大径厚壁管的母材的硬度为HB200～230时控制焊后热处理中的保温温度为755℃～765℃，当大径厚壁管的母材的硬度为HB230～250时控制焊后热处理中的保温温度为760℃～770℃。
在本申请的一个实施例中，当大径厚壁管的名义管内径大于等于600mm时，采用内外壁同时加热的热处理方式。
在本申请的一个实施例中，在焊后热处理过程中控制：HB＝2×(4δ+200)，其中HB—加热宽度mm，δ—管道的名义壁厚mm。
在本申请的一个实施例中，在焊后热处理过程中控制：Pmin＝D×δ/650，其中Pmin—加热器的最小功率W，D—管道的名义外径mm，δ—管道的名义壁厚mm。
在本申请的一个实施例中，管内的热处理装置包括履带式陶瓷加热器、第一支撑圈，第二支撑圈，第一保温板、第二保温板、进出螺纹杆、测温热电偶以及控温热电偶；
所述第一支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝一侧进行加热，所述第二支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝另一侧进行加热；
所述第一保温板以及第二保温板将缠绕有所述履带式陶瓷加热器的所述第一支撑圈与第二支撑圈夹在中间以用于对所述第一保温板以及第二保温板之间的空间进行保温；
所述进出螺纹杆依次穿过第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板的圆心，且所述第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板通过螺纹连接固定在所述进出螺纹杆上；
所述测温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上；
所述控温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上。
在本申请的一个实施例中，所述第一支撑圈与第二支撑圈为薄壁圈。
在本申请的一个实施例中，所述第一保温板与第二保温板为平面板。
在本申请的一个实施例中，所述大径厚壁管的名义管内径为600mm～1000mm，所述大径厚壁管的名义壁厚为60mm～130mm。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种大径厚壁管的焊后热处理方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1：
本实施例1中的大径厚壁管的名义管内径为1000mm，大径厚壁管的名义壁厚为100mm，名义外径为1200mm。
对大径厚壁管进行焊后热处理，在焊后热处理过程中控制：实测大径厚壁管的母材的硬度为HB180，控制焊后热处理中的保温温度为755℃；
采用内外壁同时加热的热处理方式；
在焊后热处理过程中控制：HB＝2×(4δ+200)，其中HB—加热宽度mm，δ—管道的名义壁厚mm，经计算，加热宽度取1200mm；
在焊后热处理过程中控制：Pmin＝D×δ/650，其中Pmin—加热器的最小功率W，D—管道的名义外径mm，δ—管道的名义壁厚mm，经计算，加热器的最小功率取184.62W；
管内的热处理装置包括履带式陶瓷加热器、第一支撑圈，第二支撑圈，第一保温板、第二保温板、进出螺纹杆、测温热电偶以及控温热电偶；所述第一支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝一侧进行加热，所述第二支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝另一侧进行加热；所述第一保温板以及第二保温板将缠绕有所述履带式陶瓷加热器的所述第一支撑圈与第二支撑圈夹在中间以用于对所述第一保温板以及第二保温板之间的空间进行保温；所述进出螺纹杆依次穿过第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板的圆心，且所述第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板通过螺纹连接固定在所述进出螺纹杆上；所述测温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上；所述控温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上。
经检测，焊后热处理中焊口的内外壁温差降低到8℃～15℃。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (8)
1.一种大径厚壁管的焊后热处理方法，其特征在于，对大径厚壁管进行焊后热处理，在焊后热处理过程中控制：当大径厚壁管的母材的硬度为HB180～200时控制焊后热处理中的保温温度为750℃～755℃，当大径厚壁管的母材的硬度为HB200～230时控制焊后热处理中的保温温度为755℃～765℃，当大径厚壁管的母材的硬度为HB230～250时控制焊后热处理中的保温温度为760℃～770℃。
2.根据权利要求1所述的焊后热处理方法，其特征在于，当大径厚壁管的名义管内径大于等于600mm时，采用内外壁同时加热的热处理方式。
3.根据权利要求1所述的焊后热处理方法，其特征在于，在焊后热处理过程中控制：HB＝2×(4δ+200)，其中HB—加热宽度mm，δ—管道的名义壁厚mm。
4.根据权利要求1所述的焊后热处理方法，其特征在于，在焊后热处理过程中控制：Pmin＝D×δ/650，其中Pmin—加热器的最小功率W，D—管道的名义外径mm，δ—管道的名义壁厚mm。
5.根据权利要求1所述的焊后热处理方法，其特征在于，管内的热处理装置包括履带式陶瓷加热器、第一支撑圈，第二支撑圈，第一保温板、第二保温板、进出螺纹杆、测温热电偶以及控温热电偶；
所述第一支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝一侧进行加热，所述第二支撑圈的外周向圈壁上缠绕有履带式陶瓷加热器以用于对焊缝另一侧进行加热；
所述第一保温板以及第二保温板将缠绕有所述履带式陶瓷加热器的所述第一支撑圈与第二支撑圈夹在中间以用于对所述第一保温板以及第二保温板之间的空间进行保温；
所述进出螺纹杆依次穿过第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板的圆心，且所述第一保温板、第一支撑圈，第二支撑圈以及第二保温板通过螺纹连接固定在所述进出螺纹杆上；
所述测温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上；
所述控温热电偶穿透固定在所述第一保温板和/或第二保温板上。
6.根据权利要求5所述的焊后热处理方法，其特征在于，所述第一支撑圈与第二支撑圈为薄壁圈。
7.根据权利要求5所述的焊后热处理方法，其特征在于，所述第一保温板与第二保温板为平面板。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的焊后热处理方法，其特征在于，所述大径厚壁管的名义管内径为600mm～1000mm，所述大径厚壁管的名义壁厚为60mm～130mm。
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