CN108754113A - 一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，所述管组包括第一管道、第二管道、第一保温棉和第二保温棉，所述第一保温棉敷在第一管道与第二管道焊接形成的焊缝的低硬度区域上方，所述第一保温棉上设有孔洞区，所述第二保温棉敷设在孔洞区上方，其特征在于，还包括第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器均连接于焊缝，所述热处理工艺包括如下步骤：A)加热；B)散热；C)检测硬度。通过执行本发明所公开的方法，可确保电厂管道、管件的安全运行。

Description

一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别是涉及一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺。

背景技术

在发电厂管道、管件检修施工中，有许多情况是更换部分管道或管件，在恢复焊接时，就会存在新管道同原管道、或原管件焊接。特别是P91、P92大径、厚壁高温高压管道或管件，焊接及热处理工艺复杂，难度大。现有的焊后热处理方案主要是：根据管径规格，焊缝布置多个热电偶，进行分区控温。各区加热器同时按同一升温速率升温、恒温时间相同、降温速率相同。热处理人员根据热处理机上的仪表数据、打印的曲线全程进行调控。

现有热处理工艺符合新安装管道或管件焊后热处理。但在管道检修、技改工作中，有些旧管道或旧管件母材部分区域硬度较低，硬度值在180HBW左右。按照现有工艺执行，硬度较低部分热处理后硬度值会有下降，母材硬度会低于180HBW，造成母材硬度不合格。如果不合格部位不处理，管道或管件带病运行，会给机组安全运行带来很大安全隐患。如果将硬度不合格管段割除，将造成很大经济损失，也会给工期造成拖延，造成影响会更大。

现有文献中，中国发明CN201110169580.3公开了12Cr1MoV管道焊缝局部热处理工艺，其采用了在焊接接头外部包覆加热器，在加热器的外部包扎隔热材料，先加热，后空冷，然后保持该温度1小时，以小于等于250℃/h的降温速度将温度降至300℃，替代现行规范中的单一热处理。这种热处理方式仍然没有解决母材局部硬度较低区域在焊缝热处理后，硬度值不降或降低很少的问题。

中国发明CN201711214445.X公开了一种管板组件与下封头组件环焊缝局部热处理工艺，其采用了局部散热的方式以整体的散热效果，从而试图解决在焊接后散热过程中容易出现的硬度失控问题，但是其主要应用于蒸汽发生器管板组件与下封头组件环焊缝局部热处理，对于P91、P92大径、厚壁高温高压管道或管件，由于热处理方式上的不同，因此其技术并不能用于本发明所属领域。

综上所述，现有技术中对于发电厂管道在检修过程中焊接时的散热问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，采用整体加热局部散热式的处理工艺，其具有散热效果良好、焊接后结构硬度满足要求的效果，其方案如下：

一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，所述管组包括第一管道、第二管道、第一保温棉和第二保温棉，所述第一保温棉敷在第一管道与第二管道焊接形成的焊缝的低硬度区域上方，所述第一保温棉上设有孔洞区，所述第二保温棉敷设在孔洞区上方，还包括第一控温热电偶、第二控温热电偶、检测热电偶和加热器，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶、检测热电偶和加热器均连接于焊缝，所述热处理工艺包括如下步骤：

A)通过第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器对焊缝加热；

B)通过第一保温棉和第二保温棉进行散热；

C)检测硬度。

优选的，所述步骤C)中，焊缝热处理完毕后，检测焊缝、第一管道和第二管道硬度值。通过方法改进，焊缝取得合格热处理工艺。

优选的，所述步骤A)包括如下步骤：

A1)焊接第一管道与第二管道，形成焊缝；

A2)将第一控温热电偶和第二控温热电偶固定在焊缝上；

将检测热电偶布置在焊缝的低硬度区域内；

将加热器固定在需进行热处理的焊缝上；

优选的，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器采用捆扎的方式固定在焊缝上，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶固定于焊缝的圆周上两个相对位置。

优选的，步骤A2)中，所述检测热电偶的测温点距焊缝的距离大于50mm。

优选的，步骤A2)中，所述木棍直径8mm、长20mm。

优选的，所述步骤B)包括如下步骤：

B1)将第一保温棉包扎在焊缝加热器上，在第一保温棉上标出管道硬度较低区域范围；

在第一保温棉标定区域内，用一端削成锥形的木棍扎出孔洞，孔洞之间距离相等，整个开孔区域要避开焊缝，；

B2)焊缝按工艺要求包扎好第一保温棉，在第一保温棉上覆盖一块第二保温棉，将开孔区域覆盖好，确保焊缝升温过程不散热。

B3)加热器、热电偶等接线完毕，热处理机送电，焊缝通过第一控温热电偶和第二控温热电偶控制升温速度，按热处理工艺要求进行热处理。

B4)测定焊缝温度到达最高热处理温度恒温时，将第二保温棉一侧掀开，露出第一保温棉的开孔区域，通过所扎孔洞使热量散出；

B5)焊缝最高热处理温度恒温时间完毕，将第二保温棉重新覆盖在开孔区域并绑扎好，焊缝按正常设定降温速度降温。

优选的，步骤B1)中，孔洞之间距离20mm，孔洞距离焊缝边缘大于50mm。

优选的，步骤B4)中，通过检测热电偶检测硬度较低区域温度，与最高温度温差保持温度差在10-30℃。

优选的，步骤B4)第一保温棉开孔区域孔径被挤小，热量散发不出来，可以用木棍把孔开大，所用木棍必须干燥、绝缘，操作时带好劳保绝缘手套，防止烫伤。

优选的，第一保温棉和第二保温棉的厚度为40-60mm，长和宽根据实际需用裁定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所公开的方法，由于采用了第一控温热电偶、第二控温热电偶、检测热电偶和加热器，在加热操作时容易控制温度，同时对于保温棉的扎孔处理也采用了长足足够的木棍，操作安全灵活，成本低。

2、本发明所公开的方法在传感器和加热器的设置上布局合理，不需要占用较多热处理人员，热处理人员现场简单操作就可实现。

3、本发明所公开的方法采用了两层保温棉辅助改变低硬度区域散热的方法，通过局部的散热量改变，有针对性的对焊缝的低硬度区域进行散热处理，在散热过程中，通过扎孔控制温度达到高点时的散热，使得在高点时低硬度区域不至于过热，从而使得其在热处理后硬度符合要求。

4、通过执行本发明所公开的方法，可确保电厂管道、管件的安全运行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为管组示意图，

图2为发热器示意图，

图3为第一保温棉示意图，

图4为第二保温棉示意图。

图中，1、第一管道，2、第二管道，3、第一控温热电偶、4、第二控温热电偶，5、检测热电偶，6、焊缝，7、低硬度区域，8、加热器，9、第一保温棉，10、孔洞区，11、第二保温棉。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，如图1所示，所述管组包括第一管道1、第二管道2、第一保温棉9和第二保温棉11，所述第一保温棉9敷在第一管道1与第二管道2焊接形成的焊缝6的低硬度区域7上方，所述第一保温棉9上设有孔洞区10，所述第二保温棉11敷设在孔洞区10上方，还包括第一控温热电偶3、第二控温热电偶4、检测热电偶5和加热器8，所述第一控温热电偶3、第二控温热电偶4、检测热电偶5和加热器8均连接于焊缝6，所述热处理工艺包括如下步骤：

A)通过第一控温热电偶3、第二控温热电偶4和加热器8对焊缝加热；

B)通过第一保温棉9和第二保温棉11进行散热；

C)检测硬度。

所述步骤C)中，焊缝6热处理完毕后，检测焊缝6、第一管道1、第二管道2及硬度较低区域内的硬度值。通过方法改进，焊缝6取得合格热处理工艺。

所述步骤A)包括如下步骤：

A1)焊接第一管道1与第二管道2，形成焊缝6；

A2)将第一控温热电偶3和第二控温热电偶4固定在焊缝6上；

将检测热电偶5布置在焊缝6的低硬度区域7内；

将加热器8固定在需进行热处理的焊缝6上；

所述第一控温热电偶3、第二控温热电偶4和加热器8采用捆扎的方式固定在焊缝6上，所述第一控温热电偶3、第二控温热电偶4固定于焊缝6的圆周上两个相对位置。

步骤A2)中，所述检测热电偶5的测温点距焊缝6的距离大于50mm。

步骤A2)中，所述木棍直径8mm、长20mm。

第一保温棉9和第二保温棉11的厚度为40-60mm，长和宽根据实际需用裁定。

所述步骤B)包括如下步骤：

B1)将第一保温棉9包扎在焊缝6加热器8上，在第一保温棉9上标出管道硬度较低区域范围；

在第一保温棉9标定区域内，用一端削成锥形的木棍扎出孔洞，孔洞之间距离相等，整个开孔区域要避开焊缝6，；

B2)焊缝6按工艺要求包扎好第一保温棉9，在第一保温棉9上覆盖一块第二保温棉11，将开孔区域覆盖好，确保焊缝6升温过程不散热。

B3)加热器8、热电偶等接线完毕，热处理机送电，焊缝6通过第一控温热电偶3和第二控温热电偶4控制升温速度，按热处理工艺要求进行热处理。

B4)测定焊缝6温度到达最高热处理温度恒温时，将第二保温棉11一侧掀开，露出第一保温棉9的开孔区域，通过所扎孔洞使热量散出；

B5)焊缝6最高热处理温度恒温时间完毕，将第二保温棉11重新覆盖在开孔区域并绑扎好，焊缝6按正常设定降温速度降温。

步骤B1)中，孔洞之间距离20mm，孔洞距离焊缝6边缘大于50mm。

步骤B4)中，通过检测热电偶5检测硬度较低区域温度，与最高温度温差保持温度差在10-30℃。

步骤B4)第一保温棉9开孔区域孔径被挤小，热量散发不出来，可以用木棍把孔开大，所用木棍必须干燥、绝缘，操作时带好劳保绝缘手套，防止烫伤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所公开的方法，由于采用了第一控温热电偶、第二控温热电偶、检测热电偶和加热器，在加热操作时容易控制温度，同时对于保温棉的扎孔处理也采用了长足足够的木棍，操作安全灵活，成本低。

2、本发明所公开的方法在传感器和加热器的设置上布局合理，不需要占用较多热处理人员，热处理人员现场简单操作就可实现。

3、本发明所公开的方法采用了两层保温棉辅助改变低硬度区域散热的方法，通过局部的散热量改变，有针对性的对焊缝的低硬度区域进行散热处理，在散热过程中，通过扎孔控制温度达到高点时的散热，使得在高点时低硬度区域不至于过热，从而使得其在热处理后硬度符合要求。

4、通过执行本发明所公开的方法，可确保电厂管道、管件的安全运行。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，所述管组包括第一管道、第二管道，其特征在于，还包括第一保温棉和第二保温棉，所述第一保温棉敷在第一管道与第二管道焊接形成的焊缝的低硬度区域上方，所述第一保温棉设有孔洞区，所述第二保温棉敷设在孔洞区上方，还包括第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器均设于焊缝表面，所述热处理工艺包括如下步骤：

A)通过第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器对焊缝加热；

B)通过第一保温棉和第二保温棉对焊缝进行散热；

C)检测硬度。

2.如权利要求1所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，所述步骤A)包括如下步骤：

A1)焊接第一管道与第二管道，形成焊缝；

A2)将第一控温热电偶和第二控温热电偶固定在焊缝；

将检测热电偶布置在焊缝的低硬度区域内；

将加热器固定在需进行焊缝。

3.如权利要求1所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，所述步骤B)包括如下步骤：

B1)将第一保温棉包扎在焊缝加热器，在所述第一保温棉标出管道硬度较低区域范围；在第一保温棉标定区域内，扎出孔洞，孔洞之间距离相等，整个开孔区域要避开焊缝；

B2)在第一保温棉覆盖一块第二保温棉，将开孔区域覆盖好，确保焊缝升温过程不散热；

B3)加热器、热电偶等接线完毕，热处理机送电，焊缝通过第一控温热电偶和第二控温热电偶控制升温速度，按热处理工艺要求进行热处理；

B4)测定焊缝温度到达最高热处理温度恒温时，将第二保温棉一侧掀开，露出第一保温棉的开孔区域，通过所扎孔洞使热量散出；

B5)焊缝最高热处理温度恒温时间完毕，将第二保温棉重新覆盖在开孔区域并固定，焊缝按正常设定降温速度降温。

4.如权利要求1所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，所述步骤C)中，焊缝热处理完毕后，检测焊缝、第一管道和第二管道的硬度值。

5.如权利要求1或2所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶和加热器采用捆扎的方式固定于焊缝，所述第一控温热电偶、第二控温热电偶固定于焊缝的圆周两个相对位置。

6.如权利要求2所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，步骤A2)中，所述检测热电偶的测温点距焊缝的距离大于50mm。

7.如权利要求2所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，步骤A2)中，用一端削成锥形的木棍扎出孔洞，所述木棍直径8mm、长20mm。

8.如权利要求3所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，步骤B1)中，孔洞之间距离20mm，孔洞距离焊缝边缘大于50mm。

9.如权利要求3所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，步骤B4)中，通过检测热电偶检测硬度较低区域温度，与最高温度温差保持温度差在10-30℃。

10.如权利要求1所述的整体加热局部散热式管组焊缝热处理工艺，其特征在于，第一保温棉和第二保温棉的厚度为40-60mm。