CN112176160B - 一种接管座现场复合热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接管座现场复合热处理方法，采用中频感应加热与柔性陶瓷电阻加热相结合的方法进行接管座角焊缝的现场热处理，其中中频感应加热主管道，柔性陶瓷电阻加热角焊缝。可满足接管座角焊缝热处理时的升降温速度与保温要求，减少接管座角焊缝现场热处理过程中的温度不均匀、热处理中断风险高、效率低下等问题，提高接管座角焊缝现场热处理的质量与效率。与现有柔性陶瓷电阻加热技术相比，本发明提高了现场热处理的质量，避免了柔性陶瓷电阻加热方法中的加热丝外露、断裂造成的安全隐患与热处理中断风险，提高了现场热处理的安全性与效率。

Description

一种接管座现场复合热处理方法
技术领域
本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种接管座现场复合热处理方法。
背景技术
接管座是主管道与支管的连接过渡部件，在火力发电站中，锅炉的主蒸汽管道、再热蒸汽管道与支管、疏水管、取样管、温度套管之间均安装有接管座。接管座与主管一般采用焊接方法进行连接，从而在两者之间形成角焊缝，当主管道与接管座为P91、P92、12C1MoV、15CrMo等需要热处理的材料时，主管道与接管座之间的角焊缝就需要进行热处理。
由于主、支管壁厚与管径差距较大，接管座角焊缝在热处理时会出现靠近主管一侧的焊缝温度低而另一侧温度高的现象，造成热处理温度的不均匀，影响热处理效果。为了解决这一问题，一般在进行接管座角焊缝热处理时均会对主管进行辅助加热，以减小接管座角焊缝中的温度梯度。
当前在现场接管座角焊缝热处理施工时，普遍使用柔性陶瓷电阻加热片进行主管的辅助加热与角焊缝的加热，这种加热方式带来了几个方面的问题。第一，柔性陶瓷电阻加热器由电热丝将一个个小的耐高温陶瓷片串接而成，加热时陶瓷片直接与被加热管道表面接触，通过热传导的方式传递热量。但由于陶瓷片本身表面不平整，容易造成被加热管件表面局部温度梯度较大，影响热处理组织。其次，柔性陶瓷电阻加热器采用电热丝加热，寿命较短，在反复经过高温与低温循环后，电热丝会产生氧化、热疲劳等，容易在使用时无预警断开，造成热处理中断，严重影响热处理质量。最后，柔性陶瓷电阻加热器本身重量较大，在安装时需要使用铁丝固定，拆除时一般残余温度也较高，热处理效率较低，同时劳动强度也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种接管座角焊缝的新型复合加热方法，能够安全高效地进行角焊缝的热处理工作，同时提高热处理质量。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种接管座现场复合热处理方法，采用中频感应线圈加热主管道，中频感应线圈缠绕宽度为主管道壁厚的3-6倍；采用柔性陶瓷电阻绳加热接接管座角焊缝，柔性陶瓷电阻绳缠绕范围为角焊缝上下边缘向外侧20-30mm之间；中频感应线圈与柔性陶瓷电阻绳之间用20-60mm厚保温棉隔开，二者同时升温；角焊缝升温至热处理恒温温度，主管道升温至比热处理恒温温度低20-30℃的温度；恒温完成后开始降温至室温，在300℃以上需要控制降温速度的区间内，控制中频感应线圈加热降温速度快于柔性陶瓷电阻绳加热的降温速度。
所述中频感应线圈布置于接管座角焊缝的主管道轴向两侧。
所述保温棉为硅酸铝或玻璃棉。
所述中频感应线圈与主管道之间、柔性陶瓷电阻绳外部均包裹一层保温棉，保温棉厚度为20-60mm。
所述中频感应线圈下方中部点焊2支热电偶，一支作为控温热电偶控制感应线圈的功率，另一支作为测温热电偶监控主管道表面温度。
所述柔性陶瓷电阻绳下方点焊7支热电偶，其中一支为控温热电偶位于接管座角焊缝中部，其余6支为测温热电偶，分别位于与控温热电偶呈90°与180°的接管座角焊缝的上、中、下部，用于监控接管座角焊缝温度。
所述热电偶为K型热电偶，采用储能焊接的方式点焊到目标位置，点焊前应对目标位置进行打磨，使其露出金属光泽。
与现有接管座热处理方法相比，本发明的有益效果在于：
本发明以中频感应线圈作为主管道辅助加热的热源，接管座角焊缝配合以绳式柔性陶瓷电阻加热器加热，并以2支控温热电偶和7支测温热电偶进行温度控制与监测。由于中频感应线圈本身不发热，并与被加热主管道中间隔有保温材料，使其工作温度较低，使用时间更长，减少了因加热丝断裂导致加热过程中断的风险，提高了热处理的质量与可靠性。另外，中频感应线圈加热与绳式柔性陶瓷电阻加热器的组合安装方便，可减少热处理工作强度，提高工作效率。
附图说明
图1是接管座角焊缝示意图。
其中01为接管座角焊缝，02为接管座，03为主管道。
图2是使用新型接管座角焊缝复合热处理方式进行热处理示意图。
其中1为感应线圈中部主管道控温热电偶位置，2为角焊缝控温热电偶位置，3-9为测温热电偶位置。
具体实施方式
下面非限制性对比例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，接管座角焊缝位于主管与管座之间，主管与接管座规格差别较大。
如图2所示，首先按单侧主管壁厚的6倍计算中频感应线将要缠绕的宽度，然后在此宽度中间主管上表面以及接管座角焊缝点焊热电偶处打磨出热电偶点焊位置，并用储能焊接的方式点焊热电偶，点焊完成后要轻轻晃动热电偶根部，以保证点焊牢固。然后将主管待加热部位用保温材料进行包裹，包裹厚度为20-60mm，以角焊缝为界，单侧包裹宽度为主管壁厚的9-10倍。自中频感应加热装置控制柜引出中频感应线，确保感应线保护层无破损后将感应线绕主管道外层保温材料紧密缠绕，接管座两侧缠绕匝数相同，以保证主管道温度均匀。感应线应避开接管座角焊缝底部热电偶，与接管座底部留20-30mm空间，以便于在接管座角焊缝上缠绕柔性陶瓷电阻绳。感应线缠绕完成后，接头返回连接控制柜，形成控制回路。同时1号、9号热电偶线分别连接温度控制柜及测温仪表。此时设置温度即可进行主管道的预热。
预热焊接完成后，需要进行焊后热处理时，则使用柔性陶瓷电阻绳将接管座角焊缝从下熔合线外20-30mm紧密缠绕至焊缝上熔合线外20-30mm，并在柔性陶瓷电阻绳外包裹20-60mm厚的保温隔热材料。柔性陶瓷电阻绳两端及2号热电偶连接柔性陶瓷电阻加热控制柜，3-8号热电偶连接测温仪表。
根据升降温要求设定中频感应线圈与柔性陶瓷电阻绳的升降温程序，由于主管道为辅热，而接管座角焊缝须到达热处理温度并保温，故设定中频感应线圈保温温度比接管座角焊缝保温温度低20-30℃，然后二者同时开始升温。保温完成后中频感应线圈与柔性陶瓷电阻绳同时开始降温程序，前者降温速度稍快。升温、保温、降温过程中应严格监控1-9号热电偶的温度，防止超温或不到温，保证热处理质量。
使用本发明方法对φ560×48mm的A335P92主蒸汽管道接管座进行焊后热处理，焊接后角焊缝硬度如表1所示，热处理一次成功。
表1 A335P92焊后热处理后硬度
Figure BDA0002747718120000051

Claims (6)

1.一种接管座现场复合热处理方法，其特征在于：采用中频感应线圈加热主管道，中频感应线圈缠绕宽度为主管道壁厚的3-6倍；采用柔性陶瓷电阻绳加热接管座角焊缝，柔性陶瓷电阻绳缠绕范围为角焊缝上下边缘向外侧20-30mm之间；中频感应线圈与柔性陶瓷电阻绳之间用20-60mm厚保温棉隔开，二者同时升温；角焊缝升温至热处理恒温温度，主管道升温至比热处理恒温温度低20-30℃的温度；恒温完成后开始降温至室温，在300℃以上需要控制降温速度的区间内，控制中频感应线圈加热降温速度快于柔性陶瓷电阻绳加热的降温速度。
2.根据权利要求1所述的一种接管座现场复合热处理方法，其特征在于：所述中频感应线圈布置于接管座角焊缝的主管道轴向两侧。
3.根据权利要求1所述的一种接管座现场复合热处理方法，其特征在于：所述保温棉为硅酸铝或玻璃棉。
4.根据权利要求1所述的一种接管座现场复合热处理方法，其特征在于：所述中频感应线圈与主管道之间、柔性陶瓷电阻绳外部均包裹一层保温棉，保温棉厚度为20-60mm。
5.根据权利要求1所述的一种接管座现场复合热处理方法，其特征在于：所述中频感应线圈下方中部点焊2支热电偶，一支作为控温热电偶控制感应线圈的功率，另一支作为测温热电偶监控主管道表面温度。
6.根据权利要求1所述的一种接管座现场复合热处理方法，其特征在于：所述柔性陶瓷电阻绳下方点焊7支热电偶，其中一支为控温热电偶位于接管座角焊缝中部，其余6支为测温热电偶，分别位于与控温热电偶呈90°与180°的接管座角焊缝的上、中、下部，用于监控接管座角焊缝温度。
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